PCD刀具加工有色金属是大规模工业生产的，不同的铝合金其加工效果也不尽相同。PCD刀具一般采用锋利切削刃，在刀具使用初期出现表面质量差的现象，随着刀具使用时间的增加，其加工质量越来越好，这是由于PCD刀具在切削过程中锋利刃口的逐渐钝化所致。在切削加工中，刃口钝化是影响刀具性能和寿命的重要因素。刀具经刃磨后刃口会存在毛刺和微缺口，这种微缺口会影响刀具寿命和加工工件表面质量。刃口钝化能有效去除小的毛刺和微缺口，得到光滑均匀的切削刃，从而提高工件表面质量。刃口光滑性的提高能有效预防积屑瘤的产生。钝化能够提高和改善刀具的抗拉强度和刃口韧性，增加刀具强度，从而提高刀具寿命，减小因峰刃缺陷而引起的初期不稳定磨损。刀具在涂层之前需经过钝化处理，提高刀具表面光洁度，从而使涂层牢固。图1刀具钝化实验装置目前关于钝化的研究主要针对硬质合金，而对于PCD刀具钝化的研究较少。本文探索一种PCD刀具的钝化方法及其对铝合金加工表面粗糙度的影响。通过国产小型钝化机对PCD刀片进行钝化，并研究了钝化加工参数对钝化后刃口的影响，为选择合理的钝化加工参数提供参考。通过单因素试验探究了钝化对表面粗糙度的影响，研究分析了不同切削参数下钝化刀具对车削1060铝合金表面粗糙的影响规律。刃口钝化试验研究如图1所示，本试验钝化设备为2MQ6712D小型可转位刀片刃口钝化机，用含金刚石磨料的盘刷对PCD刀具进行钝化。采用特殊的装夹方式进行钝化，可以使钝化后的刃口成倒圆形。钝化后的刀片垂直于切削刃磨一个端面，从图中可以看出钝化后的刃口呈倒圆形（见图2）。图2钝化后切削刃的剖面图小型可转位刀片刃口钝化机主要利用刀具与磨料刷的相对运动形成磨损，从而达到钝化的目的。磨料刷对切削刃的磨损形式主要为磨料磨损，去除过程中切削刃的加工质量和加工效率取决于尼龙丝对切削刃的碰撞作用。随着转速的提高和磨料颗粒的增大，磨料颗粒的动能增大，碰撞过程越剧烈。但过大的转速和磨料颗粒在钝化过程中会导致切削刃崩刃或者崩块，降低了切削刃的表面质量。通过试验发现，选择合适的转速和磨料颗粒在保证加工效率的同时有利于提高切削刃的钝化质量。因此本试验选用丝径4mm含800目金刚石磨料的磨料刷，转速800r/min，切削刃和磨料刷接触长度为2mm，在该条件下能够得到较好表面质量的切削刃。图2为切削刃钝化后的微观形貌，从图中可以看出选择上述钝化加工参数得到的钝化后的刃口很光滑均匀，随着钝化时间的改变可以得到不同大小的钝化半径。通过图2和图3可以看出，利用国产小型可转位刀片刃口钝化机，采用特殊的装夹方式并选用合理的钝化加工参数对PCD刀片进行钝化，可以得到光滑均匀的倒圆刃。图3钝化后的切削刃的形貌单因素切削试验在相同的切削条件下，采用相同切削参数对比钝化与未钝化的PCD刀具车削1060铝合金材料对表面粗糙度的影响规律。为了进一步研究切削深度对钝化刀具所形成表面粗糙度的影响，选用较小切削深度参数分析切削深度对表面粗糙度的影响。1.试验条件机床参数：SK50P/750型数控车床；工件材料：1060铝合金，工件尺寸Φ70mm×250mm圆棒；刀杆型号：SDJCR2525M11；刀片参数：PCD刀片型号DCMW11T304，粒度约10μm。测量仪器：车削后工件的表面粗糙度的测量采用触针式表面粗糙度仪（时代TR200），取样长度2.5mm，取样数量5，在不同位置取5次样计算平均值。PCD刀具的主要几何参数如表1所示。表1PCD车刀的主要几何参数2.试验方案采用钝化和未钝化两种PCD车刀车削工件外圆，选取的刀具钝化值约为18μm。冷却方式为乳化液冷却，切削参数及测量结果如表2和表3所示，钝化和未钝化刀具均采用此组参数。试验结果分析1.不同切削参数下PCD刀具钝化对表面粗糙度的影响分析表2切削参数及实验结果根据表2中所得的试验结果绘制各参数对表面粗糙度影响图，图4为钝化和未钝化两种刀具切削速度对表面粗糙度的影响，可见，钝化刀具加工工件表面粗糙度总体低于未钝化刀具。钝化和未钝化刀具加工工件表面粗糙度都随切削速度的增大而增大，但增大幅度很小。图4钝化和未钝化刀具切削速度对表面粗糙度的影响图5为钝化和未钝化两种刀具进给量对表面粗糙度的影响。从图中可以看出，钝化和未钝化刀具随着进给量的增加表面粗糙度呈增大趋势，且增大的幅度较大。在进给量较小时，钝化和未钝化刀具车削所形成表面粗糙度区别不大；随着进给量的增大，钝化对表面粗糙度的影响越来越明显，在进给较大时钝化刀具车削所形成表面粗糙度明显小于未钝化刀具。图5钝化和未钝化两种刀具进给量对表面粗糙度的影响图6为钝化和未钝化两种刀具切削深度对表面粗糙度的影响。从图中可以看出，钝化刀具加工工件表面粗糙度总体低于未钝化刀具。在0.1-06mm切削深度范围内，切削深度对表面粗糙度影响不大。图6钝化和未钝化两种刀具切削深度对表面粗糙度的影响由上述分析可知，PCD刀具车削1060铝合金时进给量对表面粗糙度的影响，速度和切削深度对表面粗糙度的影响较小。在不同切削参数下钝化后的刀具所形成表面粗糙度低于未钝化刀具，随着进给量的增大钝化对表面粗糙度的影响越来越大。这是由于钝化后的刀具在刃口处形成了一个光滑均匀的倒圆刃，消除了刃磨后的微缺口，同时由于钝化半径的存在对已加工表面起挤压修光作用，因此钝化后的刀具车削所形成的工件表面质量更高。2.钝化刀具在小切削深度时对表面粗糙度的影响通过分析可知，在所选的切削深度范围内，切削深度对表面粗糙度基本没有影响。为了进一步研究切削深度对钝化刀具车削形成的表面粗糙度的影响规律，采用小切削深度，研究钝化对车削所形成的表面粗糙度的影响。测量结果见表3。表3小切削深度参数对表面粗糙度的影响根据表3中实验结果绘制切削深度对表面粗糙度影响规律如图7所示。从图中可以看出，在切削深度为20μm时，钝化刀具所形成表面粗糙度比同一条件下其他切削深度所形成的表面粗糙度低，未钝化刀具没有此现象。可见，当切削深度约为20μm时，钝化半径对表面粗糙度的影响比较明显。图7小切削深度对表面粗糙度的影响小结（1）采用特殊的装夹方式，在合理的加工参数下通过国产小型钝化机作钝化处理后，可以得到光滑均匀的正倒圆切削刃。（2）PCD刀具车削1060铝合金时，进给量对表面粗糙度的影响，切削速度和切削深度对表面粗糙度的影响较小。在相同切削条件下，使用相同切削参数钝化刀具车削1060铝合金所获得的表面粗糙度低于未钝化刀具。随着进给量的增大，钝化对表面粗糙度的影响越来越大，在进给量较大时钝化刀具车削所形成表面粗糙度明显小于未钝化刀具。刀具经钝化后消除了刃口毛刺和微刃口，同时在刃口处形成一个倒圆形刃口半径。刃口半径的存在对工件已加工表面起到了挤压修光作用，提高了工件表面质量。（3）钝化刀具在切削深度为20μm时加工获得的表面粗糙度低于其他切削深度，钝化对表面粗糙度的影响比较明显。齿轮制造工艺1齿轮资料的选取齿轮资料的挑选是至关重要的环节，现在在通用普遍的齿轮才有以下几种：1.1钢钢的性质耐冲击、耐性好，外表经过特定的热处理后大大提升其的硬度，为***适用制作齿轮的资料。1.2锻钢合金钢依据所含金属的成分及功能，可分别使资料的耐性、耐冲击、耐磨及抗胶合的功能等取得进步，也可经过热处理或化学热处理改善资料的力学功能及进步齿面的硬度。所以对于既是高速、重载又要求尺度小、质量小的航空用齿轮，就都用功能优良的合金钢来制作。1.3铸铁铸钢耐磨性比较好，故用于大型的齿轮。1.4非金属非金属资料能够大大地降低齿轮传动进程中的噪音，但缺点也比较明显，耐磨性较差，只适用于部分传动齿轮。2机械加工工艺2.1粗/精车车削加工的本质就是依照零件图纸的尺度要求，在确保尺度质量合格的情况下，确保切切削***性、稳定性、安全性。在进行精车加工的进程中，咱们有必要了解留意以下几点：刀具的选取、切削途径及参数的设定、产品质量。2.2滚齿滚切齿轮属于展成法，可将看作无啮合间隙的齿轮与齿条传动。当滚齿旋转一周时，相当于齿条在法向移动一个刀齿，滚刀的接连传动，犹如一根无限长的齿条在接连移动。当滚刀与滚齿坯间严格依照齿轮于齿条的传动比强制啮合传动时，滚刀刀齿在一系列方位上的包络线就形成了工件的渐开线齿形。随着滚刀的笔直进给，即可滚切出所需的渐开线齿廓。2.3热处理热处理是指资料在固态下，经过加热、保温文冷却的手段，以取得预期安排和功能的一种金属热加工工艺。2.4磨齿利用磨齿机对齿轮的轮齿进行磨削加工的进程叫做磨齿。分为圆柱形齿轮的内齿磨削和外齿磨削;圆柱斜齿轮的内齿磨削和外齿磨削，以及伞齿轮的磨削。磨齿机，是一种齿轮精加工用的金属切削机床。用砂轮作为刀具来磨削现已加工出的齿轮齿面，用以进步齿轮精度和外表光洁度，这种加工办法称为“磨齿”。适用于精加工淬火后硬度较高的钢料齿轮。是一种齿轮精加工用的金属切削机床。用砂轮作为刀具来磨削现已加工出的齿轮齿面，用以进步齿轮精度和外表光洁度，这种加工办法称为“磨齿”。适用于精加工淬火后硬度较高的钢料齿轮。2.5磨锥面/磨内孔经过磨床进行外表或内孔进行加工，也包括珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等设备。2.6安装安装是一个汉语词语，指将零件按规则的技能要求组装起来，并经过调试、查验使之成为合格产品的进程，安装始于安装图纸的规划。.产品都是由若干个零件和部件组成的。依照规则的技能要求，将若干个零件接组成部件或将若干个零件和部件接组成产品的劳动进程，称为安装。前者称为部件安装，后者称为总安装3工艺挑选3.1资料挑选3.1.1轻载、低速或中速、冲击力小、精度较低的一般齿轮选用中碳钢,如Q235、Q275、40、45、50、50Mn等钢制作,常用正火或调质等热处理制成软齿面齿轮，正火硬度HBS160～200，一般调质硬度HBS200～280。因硬度适中,精切齿廓可在热处理后进行,工艺简单,成本低。齿面硬度不高则易于磨合,但承载才能也不高。这种齿轮主要用于规范系列减速箱齿轮、冶金机械、中载机械和机床中的一些次要齿轮。3.1.2中载、中速、接受必定冲击载荷、运动较为平稳的齿选用中碳钢或合金调质钢,如45、50Mn、40Cr、42SiMn等钢,也可选用55Tid、60Tid等低淬透性钢。其终究热处理选用高频或中频淬火及低温回火,制成硬齿面齿轮,可达齿面硬度HRC50～55,齿轮心部坚持正火或调质状况,具有较好的耐性。因为感应加热外表淬火的齿轮变形小,若精度要求不高(如7级以下),可不用再磨齿。机床中绝大多数齿轮就是这种类型的齿轮。对外表硬化的齿轮,应留意控制硬化层深度及硬化层沿齿廓的合理散布。3.1.3重载、高速或中速,且受较大冲击载荷的齿轮选用低碳合金渗碳钢或碳氮共渗钢,如20Cr、20CrMnTi、20CrNi3、18Cr2Ni4WA、40Cr、30CrMnTi等钢。其热处理选用渗碳、淬火、低温回火,齿轮外表取得HRC58～63的高硬度,因淬透性较高,齿轮心部有较高的强度和耐性。这种齿轮的外表耐磨性、抗皮劳强度和齿根的抗弯强度及心部抗冲击才能都比外表淬火的齿轮高,,精度要求较高时,***终一般要安排磨削。它适用于工作条件较为恶劣的轿车、拖拉机的变速箱和后桥齿轮。碳氮共渗与渗碳相比,热处理变形小,生产周期短,力学功能高,而且还应用于中碳钢或中碳合金钢,所以许多齿轮可用碳氮共渗来替代渗碳工艺。内燃机坦克、飞机上的变速齿轮的负载和工作条件比轿车的更重、更恶劣,要求资料的功能更高,应选用含合金元素高的合金渗碳钢,以取得更高的强度和耐磨性。3.1.4精细传动齿轮或磨齿有困难的硬齿面齿轮(如内齿轮)主要要求精度高,热处理变形小,宜选用氮化钢,如35CrMo、38CrMoAlA等钢。热处理选用调质及氮化处理,氮化后齿面硬度高达HV850～1200(相当于HRC65～70),热稳定性好(在500～550℃仍能坚持高硬度),并有必定的抗蚀性。其缺点是硬化薄,不耐冲击,故不适用于载荷频频变动的重载齿轮,而多用于载荷平稳、光滑杰出的精细传动齿轮或磨齿困难的内齿轮。近年来,因为软氮化和离子氮化工艺的开展,使工艺周期缩短,选用钢种变宽,选用氮化处理的齿轮逐步广泛。3.2车铣加工3.2.1车铣设备数控车床是一种***的加工设备，能够对齿轮的轴向/径向尺度进行粗加工与精加工.3.2.2刀具类型在进行数控车削的进程中，咱们需求有几大要素需求掌握，刀具的挑选、工装的承认、切削参数的设定。其间***重要的环节就是刀具挑选。在挑选车削刀具的进程中需考虑刀具的原料、赶紧方法、刀杆形状、刀片形状、刀片后角、刀杆方向、内切圆直径、刀片切削刃长等。刀具类型一般取决于加工工件区域的不同，加工内孔一般运用镗孔刀。加工工件外圆尺度一般运用惯例外圆车刀;加工槽的进程中一般运用特种成型刀具。3.2.3刀具装夹快速松开的赶紧方法能够削减换刀时间，刚性赶紧的方法能够削减振动、延常刀具寿命。3.3滚齿加工滚齿设备是一种进行齿轮成型的设备，滚刀是加工进程中的重中之重，常用的加工外啮合支撑和斜齿圆柱齿轮的刀具。加工时，滚刀相当于一个螺旋角很大的螺旋齿轮，其齿数即为滚刀的头数，工件相当于另一个螺旋齿轮，互相依照一对螺旋齿轮空间啮合，以固定的速比旋转，由依次切削的各相邻方位的刀齿齿形。刀转一转﹐齿轮绕自身轴线转过一个齿﹔多头滚刀转一转﹐齿轮转过的齿数与滚刀头数持平。值得说明的一点是用硬质合金制作滚刀﹐能够明显进步切削速度和切齿效率。全体硬质合金滚刀已在钟表和仪器制作工业中广泛地用于加工各种小模数齿轮.3.4热处理对工件外表进行强化的金属热处理工艺。它广泛用于既要求表层具有高的耐磨性、抗皮劳强度和较大的冲击载荷，又要求全体具有杰出的塑性和耐性的零件，如曲轴、凸轮轴、传动齿轮等。外表热处理分为外表淬火和化学热处理两大类。刀具是现代切削加工中极其关键的根底部件，其功能直接影响加工功率和已加工零件的表面质量。即使对刀具刃口进行细心的磨削，刀具刃区的描摹依然会存在细微缺点，然后降低刀具的寿数和加工质量。刀具刃口钝化能够延常刀具使用寿数50%-400%。因此，近年来刀具钝化技能越来越受到重视。国内外学者关于刀具刃口钝化展开了大量的研讨。Tugrulozel选用切削软件进行方真，研讨了钝化后的PCBN刀具切削铝合金时的应力和切削力等的改变规则；P.I.Varela等研讨了不同的刃口形状对切削后的剩余应力及已加工零件的表面质量的影响，验证了刀具刃口钝化能够有用提高加工表面质量；贾秀杰等选用切削实验探究了钝化后的刀具在不同的切削参数下切削工件时，产生的切削力和被加工零件的表面质量随切削参数改变而改变的规则；朱晓雯选用了7种不同的钝化工艺对硬质合金刀具进行钝化处理，其间包含立式旋转钝化法，并经过实验探究了不同钝化方式对硬质合金刀具寿数的影响。刀具钝化刃口尺度归于微米级，通常选用钝圆半径表征刃口概括。实际上，刀具钝化的刃口概括并非规则的圆弧，仅仅选用钝圆半径不足以表征实际的钝化概括。B.Denkena等提出了任何切削刃的非对称问题K-factor方法，选用从极点刀尖1和刀尖2的比率Sa/Sγ即K因子来表示，边缘的扁平度经过参数△γ和φ的比值来表示，这种方法相对简单且可视化；C.F.Wyen等提出刀具刃口钝化形状的非对称性问题，以一个圆的形式描绘刃口钝化形状，选用Da和Dγ的比率来测量垂直极点与两边的距离，选用R2≤0.9判定系数验证。目前通常选用K因子表示刀具钝化非对称刃口。当K=1时，刀具钝化刃口为对称刃口，即为钝圆半径。当K≠1时，刀具钝化刃口为非对称刃口。国内外关于刀具钝化非对称刃口机制的研讨十分少C.E.H.Ventura等选用研磨法对CBN刀具进行钝化，经过实验验证了不同的K因子对刀具刃口磨损的影响程度不同，选择合适的K值以减少磨损；E.Bassett等选用磨料刷法对刀具进行钝化，研讨了不同K因子的非对称刃口对涂层WC-Co刀具切削AISI1045的磨损和热力散布的影响规则，经过实验验证了Sα值影响刀具寿数，主要是后刀面磨损。因此，对刀具非对称刃口钝化的研讨是必要的。本文选用刀具刃口钝化进行正交实验研讨，对硬质合金刀具进行立式旋转钝化，经过对实验成果进行数学回归分析，研讨了刀具钝化非对称刃口K因子随不同钝化参数的改变规则，为实现刀具钝化刃口优化供给依据。1刀具刃口钝化实验如图1所示，在立式旋转钝化机上进行刀具钝化处理。刀具装夹在刀盘上，刀盘固定在主轴上，由碳化硅、棕刚玉以及核桃粉按照必定配比组合成的分散固体磨粒装在磨粒桶中。成组刀具在磨粒中实现公转及自转，单个刀具实现公转及自转，达到***钝化的意图。刀具选用标准号为ZX040的硬质合金立铣刀。刀具前角14°，后角15°，刃长25mm，直径10mm，柄长75mm。选用Alicona光学三维刀具测量仪对钝化后的刀具非对称刃口进行检测（见图2）。刀具钝化非对称刃口检测成果如图3所示。依据钝化速度、钝化时刻、磨粒配比和磨粒粒度规划正交实验。其间，磨粒由棕刚玉和碳化硅组成，磨粒配比为碳化硅与棕刚玉的比值。刀具钝化正交实验成果见表1。图1刀具刃口钝化机图2光学三维刀具测量仪图3刀具钝化非对称刃口检测成果表1刀具钝化正交实验实验成果表明，不同的钝化参数对刀具非对称刃口的影响程度不同。钝化时刻对刀具非对称刃口K因子的影响蕞大，磨粒配比与主轴转速次之，磨粒粒度对刀具非对称刃口K因子的影响蕞小。2刀具钝化非对称刃口模型的树立选用数学回归法树立刀具非对称刃口K因子的猜测模型，把刀具钝化4个钝化参数作为自变量，刀具钝化非对称刃口K因子为因变量。依据正交实验成果进行数学回归，获得刀具钝化非对称刃口K因子的猜测模型。Y=1.352-0.00003651A-0.024B0.000007221AD0.004BD-0.002CD（1）式中，Y为因子；A为主轴转速(mm/min)；B为钝化时刻(min)；C为磨粒粒度(目数)；D为磨粒配比。为查验数学回归法构造的的刀具钝化非对称刃口K因子模型能否较好地体现各自变量与因变量之间的函数关系，选用F查验法进行显著性查验，K因子模型的F法查验，成果见表2。查F散布表，当α=0.05时，F=（4，4）=6.39，因为F比16.591gt;6.39，从刀具钝化非对称刃口K因子模型的F查验法的查验成果可知，该猜测模型能够较好地反映刀具钝化非对称刃口K因子与主轴转速、钝化时刻、磨粒粒度和磨粒配比之间的关系。表2刀具钝化非对称刃口K因子模型的方差分析表选用立式旋转钝化法进行刀具刃口钝化实验，经过正交实验研讨刀具钝化非对称刃口K因子随钝化参数的改变规则，对刀具钝化非对称刃口K因子的影响蕞大的是钝化时刻，其次是磨粒配比与主轴转速，磨粒粒度对刀具钝化非对称刃口K因子的影响蕞小。选用数学回归方法树立了刀具钝化非对称刃口K因子的猜测模型，选用方差分析验证了该模型的正确性。)