蘇州硬質合金刀具修磨貨真價實

1.概述

   通常，人們把含鉻量＞12%或含鎳量＞8%的合金鋼稱為不銹鋼。這種鋼在大氣中或在腐蝕性介質中具有一定的耐腐蝕能力，并在較高溫度（＞450℃）下具有較高的強度。含鉻量達16%～18%的鋼，稱為耐酸鋼或耐酸不銹鋼，通稱為不銹鋼。

    含鉻量達12%以上的鋼在與氧化性介質接觸時，由于電化學作用，表面形成一層富鉻氧化膜，可保護金屬內部不受腐蝕。但在非氧化性腐蝕介質中，不能形成堅固的鈍化膜。為提高鋼的耐腐蝕能力，通常選擇增大鉻的比例或添加可促進鈍化的合金元素，如添加Ni、Mo、Mn、Cu、Nb、Ti、W和Co等。這些合金元素不僅提高了鋼的抗腐蝕能力，同時改變了鋼的內部組織和物理力學性能。其在鋼中的含量不同，對不銹鋼性能產生的影響不同，有的有磁性，有的則無磁性，有的能夠進行熱處理，有的則不能進行熱處理。

    不銹鋼被越來越廣泛地應用于航空、航天、化工、石油、建筑以及食品機械行業中。其所含的合金元素對切削加工性能影響較大，文中主要對不銹鋼的切削加工進行了分析。

    2.不銹鋼的分類及性能

    （1）按不銹鋼主要成分，分為以鉻為主的鉻不銹鋼和以鉻、鎳為主的鉻鎳不銹鋼兩大類。

    （2）按不銹鋼金相組織分類：①馬氏體不銹鋼。其含鉻量為12%～18%，含碳量為0.1%～0.5%（有時達1%）。其硬度為170～217HBW，抗拉強度σb為540～1 079MPa，伸長率δ為10%～25%，熱導率к為25.12W/（m·K）。常見的牌號有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、1Cr17Ni2、9Cr18、9Cr18MoV和30Cr13Mo等。馬氏體不銹鋼通過淬火，可獲得較高的硬度、強度和耐磨性。然而，當鋼中含碳量低于0.3%時，組織不均勻，粘附性強，切削時易產生積屑瘤，且斷屑困難，切削加工性較差。當含碳量達0.4%～0.5%時，切削加工性較好。②鐵素體不銹鋼。其含鉻量為12%～13%。硬度為177～228HBW，抗拉強度σb為363～451MPa，伸長率δ為20%～22%，熱導率к為16.7W/（m·K）。加熱冷卻時組織穩定，不發生相變，所以不能進行熱處理強化，只能靠變形強化，切削加工性相對較好。常見的牌號有0Cr13、0Cr17Ti、0Cr13Si4NbRe、1Cr17、1Cr17Ti、1Cr17Mo2Ti、1Cr28以及1Cr25Ti等。③奧氏體不銹鋼。其含鉻量為12%～25%，含鎳量為7%～20%（或20%以上）。硬度為187～207HBW，抗拉強度σb為481～520MPa，伸長率δ為40%，熱導率к為16.33W/（m·K）。典型牌號有1Cr18Ni9Ti，其他還有00Cr18Ni10、0Cr18Ni12Mo2Ti、0Cr18Ni18Mo2Cu2Ti、1Cr14Mn14Ni、2Cr13Mn9Ni4以及1Cr18Mn8Ni5N等。由于奧氏體不銹鋼含有較多的鎳或錳，加熱時組織不變，故淬火不能使其強化，可通過冷加工硬化來大幅度提高強度和硬度，其硬化程度為基體硬度的1.4～2.2倍，給下一次切削帶來很大困難。其具有優良的力學性能和良好的耐腐蝕能力，無磁性。④奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼。與奧氏體不銹鋼相似，僅在組織中含有一定量鐵素體，常見牌號有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、1Cr18Mn10Ni5Mo3N、0Cr17Mn13Mo2N、1Cr17Mn9Ni3Mo3Cu2N、Cr26Ni17Mo3CuSiN以及1Cr18Ni11Si4AlTi等。這類不銹鋼有硬度極高的金屬間化合物析出，強度比奧氏體不銹鋼高,切削加工性能比奧氏體不銹鋼更差。其硬度＜277HBW，抗拉強度σb為589～736MPa，伸長率δ為18%～30%。⑤沉淀硬化不銹鋼。這類不銹鋼因含有較高的鉻、鎳和極低的碳，還含有能起沉淀硬化作用的、鋁、鈦和鉬等合金元素，其在回火時析出，產生沉淀硬化，具有很高的硬度和強度。其硬度為363～388HBW，抗拉強度σb為1 138～1  324MPa，伸長率δ為5%～10%，這類鋼具有良好的耐腐蝕性能。常見牌號有0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni7Al和0Cr15Ni7Mo2Al等。

   3.不銹鋼的切削特點

   不銹鋼的切削加工性能比45鋼差。若以45鋼的相對切削加工性Kr為1，則奧氏體不銹鋼的相對切削加工性Kr為0.4，鐵素體不銹鋼的Kr為0.48，馬氏體不銹鋼的Kr為0.55。其中以奧氏體和奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的切削加工性差，給切削加工帶來很大困難，其特點如下：

    （1）切削加工硬化嚴重。以奧氏體和奧氏體 鐵素體不銹鋼的加工硬化現象為嚴重，硬化層的硬度比基體硬度高1.4～2.2倍，其抗拉強度σb為1 470～1 960MPa。這類不銹鋼塑性大（δ＞35%），塑性變形時晶格扭曲，故強化系數大，且奧氏體不穩定，在切削力作用下，部分奧氏體轉變為馬氏體。

   （2）切削力大。不銹鋼的高溫強度和硬度高且韌性大，故在切削時所消耗的能量大，即切削抗力大。以奧氏體不銹鋼為例，在切削過程中溫度高達700℃時，其綜合力學性能高于一般結構鋼。加之其在切削過程中的塑性變形大、硬化現象嚴重，增大了切削力，所以不銹鋼的單位切削力為45鋼單位切削力的1.25倍。

   （3）切削溫度高。由于不銹鋼在切削時的塑性變形大，切屑與刀具間的摩擦大，加之其熱導率僅為45鋼熱導率的1/3～1/4，散熱條件差，大量切削熱集中在切削區，在相同切削條件下，切削溫度比切削45鋼時高200℃。

   

車刀材料的選擇

車刀材料的選擇

刀桿兩部分組成，刀桿一般是用碳素結構鋼制成。由于刀頭擔任切削作業，因此刀頭資料有必要具有下列根本功能：

      1）冷硬性。車刀在常溫時具有較高的硬度，即車刀的耐磨性。

      2）紅硬性。車刀在高溫下保持切削所需的硬度，該溫度的蕞高值稱為'紅熱硬度'。

      3）耐性。車刀切削部分接受轟動和沖擊負荷所具有的強度和硬度。

      車刀資料的以上三種功能是彼此聯絡、彼此制約的，在具體選用時，要根據工件資料的功能和切削要求分析選用，同時還要結合車刀資料在價格、工藝功能方面加以考慮，以便于以較低的本錢加工、刃磨和焊接制作車刀。

      目前用來作車刀切削部分的資料主要有高速鋼、硬質合金和非金屬資料，碳素東西鋼、合金東西鋼多用作鉆頭、絲錐等東西，用作車刀的較少。現別離介紹作車刀刀頭的兩種主要資料：高速鋼及硬質合金。

一、高速鋼

      高速鋼是一種含鎢、鉻、釩較多的合金鋼，又叫鋒鋼、風鋼或白鋼。常用的有Wl8Cr4V及W9Cr4V2兩種牌號。其間用得多的是Wl8Cr4V高速鋼。它們的化學成分如表4-2所示。

      高速鋼資料分為帶黑皮的高速鋼和表面磨光的高速鋼兩種。前者是未經熱處理的高速鋼，后者是經熱處理的高速鋼。高速鋼硬度較高，具有必定的紅熱硬性，耐性和加工功能均較好。高速鋼車刀制作簡略，刃磨方便，容易磨得鋒利。由于高速鋼耐性好，常用于加工一些沖擊性較大、形狀不規則的零件，它也常用于制作精車刀，但因紅硬性不如硬質合金，故不宜用于高速切削。

二、硬質合金

      硬質合金是由難熔資料的碳化鎢、碳化鐵和鈷的粉末在高壓下成形，經l350～1560'（2高溫燒結而成的資料，具有極高的硬度，僅次于陶瓷和金剛石。硬質合金的紅硬性很好，在1000℃左右仍能保持杰出切削功能；具有較高的運用強度，其抗彎強度可高達1000--1700MPa，但脆性大、耐性差、怕震，以上這些缺點可通過刃磨合理的角度加以克服，因此，硬質合金現已被廣泛應用。

齒輪制造工藝

1 齒輪資料的選取

齒輪資料的挑選是至關重要的環節，現在在通用普遍的齒輪才有以下幾種：

1.1 鋼

鋼的性質耐沖擊、耐性好，外表經過特定的熱處理后大大提升其的硬度，為適用制作齒輪的資料。

1.2 鍛鋼

合金鋼依據所含金屬的成分及功能，可分別使資料的耐性、耐沖擊、耐磨及抗膠合的功能等取得進步，也可經過熱處理或化學熱處理改善資料的力學功能及進步齒面的硬度。所以對于既是高速、重載又要求尺度小、質量小的航空用齒輪，就都用功能優良的合金鋼來制作。

1.3 鑄鐵

鑄鋼耐磨性比較好，故用于大型的齒輪。

1.4 非金屬

非金屬資料能夠大大地降低齒輪傳動進程中的噪音，但缺點也比較明顯，耐磨性較差，只適用于部分傳動齒輪。

2 機械加工工藝

2.1 粗 / 精車

車削加工的本質就是依照零件圖紙的尺度要求，在確保尺度質量合格的情況下，確保切切削性、穩定性、安全性。在進行精車加工的進程中，咱們有必要了解留意以下幾點：刀具的選取、切削途徑及參數的設定、產品質量。

2.2 滾齒

滾切齒輪屬于展成法，可將看作無嚙合間 隙的齒輪與齒條傳動。當滾齒旋轉一周時，相當于齒條在法向移動一個刀齒，滾刀的接連傳動，猶如一根無限長的齒條在接連移動。當滾刀與滾齒坯間嚴格依照齒輪于齒條的傳動比強制嚙合傳動時，滾刀刀齒在一系列方位上的包絡線就形成了工件的漸開線齒形。隨著滾刀的筆直進給，即可滾切出所需的漸開線齒廓。

2.3 熱處理

熱處理是指資料在固態下，經過加熱、保溫文冷卻的手段，以取得預期安排和功能的一種金屬熱加工工藝。

2.4 磨齒

利用磨齒機對齒輪的輪齒進行磨削加工的進程叫做磨齒。分為圓柱形齒輪的內齒磨削和外齒磨削;圓柱斜齒輪的內齒磨削和外齒磨削，以及傘齒輪的磨削。 磨齒機，是一種齒輪精加工用的金屬切削機床。用砂輪作為刀具來磨削現已加工出的齒輪齒面，用以進步齒輪精度和外表光潔度，這種加工辦法稱為“磨齒”。適用于精加工淬火后硬度較高的鋼料齒輪。是一種齒輪精加工用的金屬切削機床。用砂輪作為刀具來磨削現已加工出的齒輪齒面，用以進步齒輪精度和外表光潔度，這種加工辦法稱為“磨齒”。適用于精加工淬火后硬度較高的鋼料齒輪。

2.5 磨錐面/磨內孔

經過磨床進行外表或內孔進行加工，也包括珩磨機、超精加工機床、砂帶磨床、研磨機和拋光機等設備。

2.6 安裝

安裝是一個漢語詞語，指將零件按規則的技能要求組裝起來，并經過調試、查驗使之成為合格產品的進程，安裝始于安裝圖紙的規劃。.產品都是由若干個零件和部件組成的。依照規則的技能要求，將若干個零件接組成部件或將若干個零件和部件接組成產品的勞動進程，稱為安裝。前者稱為部件安裝，后者稱為總安裝

3 工藝挑選

3.1 資料挑選

3.1.1 輕載、低速或中速、沖擊力小、精度較低的一般齒輪

選用中碳鋼,如Q235、Q275、40、45、50、50Mn等鋼制作,常用正火或調質等熱處理制成軟齒面齒輪，正火硬度HBS160～200，一般調質硬度HBS200～280。因硬度適中,精切齒廓可在熱處理后 進行,工藝簡單,成本低。齒面硬度不高則易于磨合,但承載才能也不高。這種齒輪主要用于規范系列減速箱齒輪、冶金機械、中載機械和機床中的一些次要齒輪。

3.1.2 中載、中速、接受必定沖擊載荷、運動較為平穩的齒

選用中碳鋼或合金調質鋼,如45、50Mn、40Cr、42SiMn等鋼,也可選用55Tid、60Tid等低淬透性鋼。其終究熱處理選用高頻或中頻淬火及低溫回火,制成硬齒面齒輪,可達齒面硬度HRC50～55,齒輪心部堅持正火或調質狀況,具有較好的耐性。因為感應加熱外表淬火的齒輪變形小,若精度要求不高(如7級以下),可不用再磨齒。機床中絕大多數齒輪就是這種類型的齒輪。對外表硬化的齒輪,應留意控制硬化層深度及硬化層沿齒廓的合理散布。

3.1.3 重載、高速或中速,且受較大沖擊載荷的齒輪

選用低碳合金滲碳鋼或碳氮共滲鋼,如20Cr、20CrMnTi、20CrNi3、18Cr2Ni4WA、40Cr、30CrMnTi等鋼。其熱處理選用滲碳、淬火、低溫回火,齒輪外表取得HRC58～63的高硬度,因淬透性較高,齒輪心部有較高的強度和耐性。這種齒輪的外表耐磨性、抗皮勞強度和齒根的抗彎強度及心部抗沖擊才能都比外表淬火的齒輪高,,精度要求較高時,終一般要安排磨削。它適用于工作條件較為惡劣的轎車、拖拉機的變速箱和后橋齒輪。碳氮共滲與滲碳相比,熱處理變形小,生產周期短,力學功能高,而且還應用于中碳鋼或中碳合金鋼,所以許多齒輪可用碳氮共滲來替代滲碳工藝。內燃機坦克、飛機上的變速齒輪的負載和工作條件比轎車的更重、更惡劣,要求資料的功能更高,應選用含合金元素高的合金滲碳鋼,以取得更高的強度和耐磨性。

3.1.4 精細傳動齒輪或磨齒有困難的硬齒面齒輪(如內齒輪)

主要要求精度高,熱處理變形小,宜選用氮化鋼,如35CrMo、38CrMoAlA等鋼。熱處理選用調質及氮化處理,氮化后齒面硬度高達HV850～1200(相當于HRC65～70),熱穩定性好(在500～550℃仍能堅持高硬度),并有必定的抗蝕性。其缺點是硬化薄,不耐沖擊,故不適用于載荷頻頻變動的重載齒輪,而多用于載荷平穩、光滑杰出的精細傳動齒輪或磨齒困難的內齒輪。近年來,因為軟氮化和離子氮化工藝的開展,使工藝周期縮短,選用鋼種變寬,選用氮化處理的齒輪逐步廣泛。

3.2 車銑加工

3.2.1 車銑設備

數控車床是一種的加工設備，能夠對齒輪的軸向/徑向尺度進行粗加工與精加工.

3.2.2刀具類型

在進行數控車削的進程中，咱們需求有幾大要素需求掌握，刀具的挑選、工裝的承認、切削參數的設定。其間重要的環節就是刀具挑選。在挑選車削刀具的進程中需考慮刀具的原料、趕緊方法、刀桿形狀、刀片形狀、刀片后角、刀桿方向、內切圓直徑、刀片切削刃長等。刀具類型一般取決于加工工件區域的不同，加工內孔一般運用鏜孔刀。加工工件外圓尺度一般運用慣例外圓車刀;加工槽的進程中一般運用特種成型刀具。

3.2.3刀具裝夾

快速松開的趕緊方法能夠削減換刀時間，剛性趕緊的方法能夠削減振動、延常刀具壽命。

3.3 滾齒加工

滾齒設備是一種進行齒輪成型的設備，滾刀是加工進程中的重中之重，常用的加工外嚙合支撐和斜齒圓柱齒輪的刀具。加工時，滾刀相當于一個螺旋角很大的螺旋齒輪，其齒數即為滾刀的頭數，工件相當于另一個螺旋齒輪，互相依照一對螺旋齒輪空間嚙合，以固定的速比旋轉，由依次切削的各相鄰方位的刀齒齒形。刀轉一轉﹐齒輪繞自身軸線轉過一個齒﹔多頭滾刀轉一轉﹐齒輪轉過的齒數與滾刀頭數持平。值得說明的一點是用硬質合金制作滾刀﹐能夠明顯進步切削速度和切齒效率。全體硬質合金滾刀已在鐘表和儀器制作工業中廣泛地用于加工各種小模數齒輪.

3.4熱處理

對工件外表進行強化的金屬熱處理工藝。它廣泛用于既要求表層具有高的耐磨性、抗皮勞強度和較大的沖擊載荷，又要求全體具有杰出的塑性和耐性的零件，如曲軸、凸輪軸、傳動齒輪等。外表熱處理分為外表淬火和化學熱處理兩大類。

?加工中心常用的幾種刀具

1加工中心常用的幾種刀具

在加工中心上，其主軸轉速較一般機床的主軸轉速高1～2倍，某些特殊用處的數控機床、加工中心主軸轉速高達數萬轉，因而數控機床用刀具的強度與耐用度至關重要。目前涂層刀具與立方氮化硼等刀具已廣泛用于加工中心，淘瓷刀具與金剛石刀具也開端在加工中心上運用。一般來說，數控機床用刀具應具有較高的耐用度和剛度，刀具資料抗脆性好，有良好的斷屑功用和可調易替換等特色。例如，在數控機床上進行銑削加工時挑選刀具要注意如下關鍵：

平面銑削時應選用不重磨硬質合金端銑刀或立銑刀。一般銑削時，盡量選用二次走刀加工，地一次走刀蕞好用端銑刀粗銑，沿工件外表接連走刀。選好每次走刀寬度和銑刀直徑，使接刀痕不影響精切走刀精度。因而加工余量大又不均勻時，銑刀直徑要選小些，反之，選大些。精加工時銑刀直徑要選大些，蕞好能容納加工面的整個寬度。

加工中心刀具

立銑刀和鑲硬質合金刀片的端銑刀主要用于加工凸臺、凹槽和箱口面。為了軸向進給時易于吃刀，要選用端齒特殊刃磨的銑刀，如圖a所示。為了減少振動，可選用圖b所示的非等距三齒或四齒銑刀。為了加強銑刀強度，應加大錐形刀心，變化槽深，如圖c所示。

為了提高槽寬的加工精度，減少銑刀的種類，加工時可選用直徑比槽寬小的銑刀，先銑槽的中間部分，然后用刀具半徑補償功用銑槽的兩邊。

銑削平面零件的周邊概括一般選用立銑刀。刀具的結構參數可參考如下：

①刀具半徑R應小于零件內概括的蕞小曲率半徑ρ，一般取R=(O.8～0.9)ρ。

②零件的加工高度H≤(1／4～1／6)R確保刀具有足夠的剛度。

③粗加工內型面時，刀具直徑可按下式估算(見下圖)：

式中，δ1為槽的精加工余量；δ為加工內型面時的蕞大允許精加工余量；φ為零件內壁的蕞小夾角；D為工件內型面蕞小圓弧直徑。

加工中心刀具圖紙

數控加工中心加工曲面和變斜角概括外形時常用球頭刀、環形刀、鼓形刀和錐形刀等，見下圖。圖中的O點表示刀位點，即編程時用來計算刀具方位的基準點。加工曲面時球頭刀的使用普遍。可是越接近球頭刀的底部，切削條件就越差，因而近來有用環形刀(包含瓶底刀)替代球頭刀的趨勢。鼓形刀和錐形刀都可用來加工變斜角零件，這是單件或小批量出產中取代四坐標或五坐標機床的一種變通辦法。鼓形刀的刃口縱剖面磨成圓弧R1，加工中操控刀具的上下方位，相應改動刀刃的切削部位，可以在工件上切出從負到正的不同斜角值。圓弧半徑R1越小，刀具所能習慣的斜角規模就越廣，可是行切得到的工件外表質量就越差。鼓形刀的缺陷是刃磨困難，切削條件差，并且不習慣于加工內緣外表。錐形刀的狀況相反，刃磨容易，切削條件好，加工，工件外表質量也較好，可是加工變斜角零件的靈活性小。當工件的斜角變化規模大時需求中途分階段換刀，留下的金屬殘痕多，增大了手工銼修量。

2對刀技巧

對刀分為對刀儀對刀及直接對刀。我廠大部分車床無對刀儀，為直接對刀，以下所說對刀技巧為直接對刀。  先挑選零件右端面中心為對刀點，并設為零點，機床回原點后，每一把需求用到的刀具都以零件右端面中心為零點對刀;刀具接觸到右端面輸入Z0點擊丈量，刀具的刀補值里邊就會自動記錄下丈量的數值，這表示Z軸對刀對好了，X對刀為試切對刀，用刀具車零件外圓少些，丈量被車外圓數值（如x為20mm）輸入x20,點擊丈量，刀補值會自動記錄下丈量的數值，這時x軸也對好了；這種對刀方法，就算機床斷電，來電重啟后仍然不會改動對刀值，可適用于大批量長期出產同一零件，其間封閉車床也不需求重新對刀

3依據資料硬度挑選合理的轉速、進給量及切深。

1、碳鋼資料挑選高轉速，高進給量，大切深。如：1Gr11，挑選S1600、F0.2、切深

2mm;

2、硬質合金挑選低轉速、低進給量、小切深。如：GH4033，挑選S800、F0.08、切深0.5mm ;

3、鈦合金挑選低轉速、高進給量、小切深。如：Ti6，挑選S400、F0.2、切深0.3mm。以我加工某零件為例：資料為K414，此資料為特硬資料，通過屢次實驗，終究挑選為S360、F0.1、切深0.2，才加工出合格零件

4車刀刃磨操作口訣

常用車刀種類和資料，砂輪的選用

常用車刀五大類，切削用處各不同，

外圓內孔和螺紋，切斷成形也常用；

車刀刃形分三種，直線曲線加復合；

車刀資料種類多，常用碳鋼氧化鋁，

硬質合金碳化硅，依據資料選砂輪；

砂輪顆粒分粒度，粗細不同勿亂用；

粗砂輪磨粗車刀，精車刀選細砂輪。

5車刀刃磨操作技巧與注意事項

刃磨開機先查看，設備安全重要；

砂輪轉速穩定后，雙手握刀立輪側；

兩肘夾緊腰部處，刃磨平穩防抖動；

車刀高低須操控，砂輪水平中心處；

刀壓砂輪力適中，反力太大易打滑；

手持車刀均勻移，溫高燙手則暫離；

刀離砂輪應小心，保護刀尖先抬起；

高速剛刀可水冷，避免退火保硬度；

硬質合金勿水淬，驟冷易使刀具裂；

先停磨削后停機，人離機房斷電源

690°、75°、45°等外圓車刀刃磨步驟

粗磨先磨主后邊，桿尾向左偏主偏；

刀頭上翹 38 度，構成后角摩擦減；

接著磨削副后邊，終刃磨前刀面；

前角前面同磨出，先粗后精順序清；

精磨首先磨前面，再磨主后副后邊；

修磨刀尖圓弧時，左手握住前支點；

右手滾動桿尾部，刀尖圓弧天然成；

面評刃直穩中求，視點正確是關鍵；

樣板角尺細查看，經驗豐富可目測。