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硬质合金刀具材料信赖推荐「多图」
车刀的蕞佳角度一、车刀切削部分的组成车刀切削部分由前刀面、主后刀面、副后刀面、主切削刃、副切削刃和刀尖组成。▲三面二刃一刀尖1)前刀面刀具上切屑流过的外表。2)主后刀面刀具上与工件上的加工外表相对着而且彼此作用的外表,称为主后刀面。3)副后刀面刀具上与工件上的已加工外表相对着而且彼此作用的外表,称为副后刀面。4)主切削刃刀具的前刀面与主后刀面的交线称为主切削刃。5)副切削刃刀具的前刀面与副后刀面的交线称为副切削刃。6)刀尖主切削刃与副切削刃的交点称为刀尖。刀尖实践是一小段曲线或直线,称修圆刀尖和倒角刀尖。二、测量车刀切削角度的辅佐平面为了确定和测量车刀的几许角度,需求选取三个辅佐平面作为基准,这三个辅佐平面是切削平面、基面和正交平面。1)切削平面——切于主切削刃某一选定点并笔直于刀杆底平面的平面。2)基面——过主切削刃的某一选定点并平行于刀杆底面的平面。3)正交平面——笔直于切削平面又笔直于基面的平面。可见这三个坐标平面彼此笔直,构成一个空间直角坐标系。三、车刀的主要几许角度及挑选3.1前角(γ0)挑选的准则前角的巨细主要解决刀头的巩固性与锋利性的矛盾。因而首要要根据加工资料的硬度来挑选前角。加工资料的硬度高,前角取小值,反之取大值。其次要根据加工性质来考虑前角的巨细,粗加工时前角要取小值,精加工时前角应取大值。前角一般在-5°~25°之间选取。一般,制造车刀时并没有预先制出前角(γ0),而是靠在车刀上刃磨出排屑槽来取得前角的。排屑槽也叫断屑槽,它的作用大了去了折断切屑,不发生缠绕;操控切屑的流出方向,保持已加工外表的精度;降低切削抗力,延常刀具寿命。3.2后角(α0)挑选的准则首要考虑加工性质。精加工时,后角取大值,粗加工时,后角取小值。其次考虑加工资料的硬度,加工资料硬度高,主后角取小值,以增强刀头的巩固性;反之,后角应取小值。后角不能为零度或负值,一般在6°~12°之间选取。3.3主偏角(Kr)的选用准则首要考虑车床、夹具和刀具组成的车削工艺系统的刚性,如系统刚性好,主偏角应取小值,这样有利于进步车刀使用寿命、改进散热条件及外表粗造度。其次要考虑加工工件的几许形状,当加工台阶时,主偏角应取90°,加工中心切入的工件,主偏角一般取60°。主偏角一般在30°~90°之间,***常用的是45°、75°、90°。3.4副偏角(Kr′)的挑选准则首要考虑车刀、工件和夹具有满足的刚性,才能减小副偏角;反之,应取大值;其次,考虑加工性质,精加工时,副偏角可取10°~15°,粗加工时,副偏角可取5°左右。3.5刃倾角(λS)的挑选准则主要看加工性质,粗加工时,工件对车刀冲击大,取λS≤0°,精加工时,工件对车刀冲击力小,取λS≥0°;一般取λS=0°。刃倾角一般在-10°~5°之间选取。齿轮加工中强力喷丸强力喷丸是提高齿轮齿部弯曲疲劳强度和接触疲劳强度的重要方法,是改善齿轮抗咬合能力、提高齿轮寿命的重要途径。本文主要介绍齿轮加工中的强力喷丸工艺。1、工作原理强力喷丸工艺主要是利用高速喷射的细小钢丸在室温下撞击受喷工件表面,使工件表层材料产生弹塑性变形并呈现较高的残余压应力,从而提高工件表面强度及疲劳强度。喷丸一方面使零件表面发生弹性变形,同时也产生了大量孪晶和位错,使材料表面发生加工强化。如图1所示:.图1-a经喷丸处理的零件表面图1-b未经喷丸处理的零件表面喷丸对表面形貌和性能的影响主要表现在改变零件的表面硬度、表面粗糙度、抗应力腐蚀能力和零件的疲劳寿命。零件的材料表层在钢丸束的冲击下发生循环塑性变形。根据材料的性质和状态的不同,喷丸后材料的表层将发生以下变化:硬度变化、***结构的变化、相转变、表层残余应力场的形成、表面粗糙度的变化等。2、喷丸强度的测量方法当一块金属片接受钢丸流的喷击时会产生弯曲。饱和状态和喷丸强度是喷丸加工工艺中的两个重要概念。饱和状态是指在同一条件下继续喷击而不再改变受喷区域机械特性时的状态。所谓喷丸强度,就是通过打击预制成一定规格的金属片(即试片),在规定的时间使之达到饱和状态的强弱程度,并用试片弯曲的弧高值来度量其喷击的强弱程度。目前,应用***广的美国机动车工程学会喷丸标准中采用阿尔曼提出的喷丸强化检验法——弧高度法,该方法由美国GM公司的J.O.Almen(阿尔门)提出,并由SAEJ442a和SAE443标准规定的测量方法,其要点是用一定规格的弹簧钢试片通过检测喷丸强化后的形状变化来反映喷丸效果。对薄板试片进行单面喷丸时,由于表面层在弹丸作用下产生参与拉伸形变,所以薄板向喷丸面呈球面弯曲。通常在一定跨度距离上测量球面的弧高度值,用其来度量喷丸的强度。测定弧高度值是通过将阿尔门试片固定在专用夹具上,经喷丸后,再取下试片,然后用阿尔门量规测量试片经单面喷丸作用下产生的参与拉伸形变量(即弧高度值)。如用试片测得的弧高值为0.35mm时,记作0.35A。喷丸强度的另一种检验方法为残余应力检测,即对经强力喷丸后的工件进行残余应力的检测,具体的检验方法为X射线衍射法。在美国SAEJ784a标准中推荐如下方法:X射线的入射和衍射束必须平行于齿轮的齿根,圆柱直齿轮和圆柱螺旋齿轮上的测量位置应当在齿根的宽度***,照射区域必须集中在齿根圆角的中心,不能横向延伸超出规定的齿根圆角表面深度的测量点,照射区域大小的控制可以通过对直光束和适当遮盖齿根表面实现;在每个选定受检的齿轮上,***少要任选两个齿进行评估,两齿间隔180。如果齿的有效齿廓受到保护没有研磨,则可以认为齿根研磨的用于表面下残余应力测量的齿轮未受损坏并且可以用于生产。3、喷丸对提高零件疲劳抗力的作用a.借助表面冷变形实现材料表面强化的本质在于冷变形造成材料表层***结构的变化、引入残余压应力以及表面形貌的变化。b.喷丸使材料表面性能改善c.强化喷丸过程中,当微小球形钢丸高速撞击受喷工件表面时,使工件表层材料产生弹、塑性变形,撞击处因塑性形变而产生一压坑,撞击导致压坑附近的表面材料发生径向延伸。当越来越多的钢丸撞击到受喷工件表面时,工件表面越来越多的部分因吸收高速运动钢丸的动能而产生塑性流变,使表面材料因塑性变化而产生的径向延伸区域越来越大,发生塑性形变的表面逐步连接成片,则使工件表面逐步形成一层均匀的塑性变形层。塑性变形层形成后,继续喷丸会使塑变层因继续延伸而厚度逐步变薄,同时塑变层的径向延伸会因受到邻近区域的限制而导致重叠部分发生***,***终塑变层因持续的喷丸而剥落。所以必须对喷丸的时间加以严格的控制。4、喷丸对渗碳齿轮表层残余应力的影响关于喷丸使工件表面形成残余应力的原因,根据Al-Obaid等人的观点:当高速钢丸撞击到试样表面,撞击处产生塑性变形而残余一压坑,当越来越多的钢丸撞击到试样表面时,则会在试样表层产生一层均匀的塑变层,由于塑性变形层的体积膨胀会受到来自未塑性变形近邻区域的限制,因此整个塑变层受到一压应力。由于残余压应力及其分布对齿轮疲劳寿命有较大的影响,而喷丸强化工艺的优劣将直接影响残余应力大小及其分布。因此准确测定受喷零件的表层残余应力对于评价喷丸工艺的优劣是一个行之有效的手段。5、喷丸对零件表面粗糙度的影响强化喷丸会引起零件受喷表面的塑性变形,使零件的表面粗糙度发生变化。表面粗糙度是一种微观几何形状误差,又称为微观不平度。表面粗糙度和表面波度、形状误差一样,都属于零件的几何形状误差,表面粗糙度对于机器零件的使用性能有着重要的影响。喷丸对材料表面粗糙度的影响通常在Ra0.6~20mm范围内。在不改变工艺参数的条件下,材料原始表面粗糙度愈高,喷丸后的Ra值愈大。生产实践证明,一般情况下,喷前表面粗糙度在6.3mm以下,喷丸可以提高或维持原表面粗糙度,如果原表面粗糙度在6.3mm以上,则喷丸后表面粗糙度有所降低。在生产实践中,要想获得较理想的喷丸表面,应从以下几个方面着手:提供较好的原始表面,Ra值应在6.3mm以下;选择合理的钢丸直径和喷丸压力;在大直径钢丸喷丸强化后,采用较小钢丸低压力(不能改变喷丸强度值)覆盖一次,可达到较好的表面粗糙度。喷丸后的零件表面应轻微打磨,打磨时要控制表面金属去除量。这样,既不损害喷丸的强化效果,又可改善表面粗糙度。当然,这是一个多因素问题,不论采用什么方法,必须同时考虑其他因素的影响。6、工艺参数对喷丸效果的影响对喷丸质量有影响的主要有以下几个方面:钢丸材料、钢丸直径、钢丸速度、钢丸流量、喷射角度、喷射距离、喷射时间、覆盖率等。其中任何一个参数的变化都会不同程度地影响喷丸强化的效果。a、钢丸的材料、硬度、尺寸及粒度对喷丸效果的影响铸铁丸和铸钢丸通常用于硬齿面齿轮的喷丸。铸铁丸的缺点是韧性较低,在喷丸过程中易于破碎、耗损量大,对破碎的钢丸要及时分离,否则会影响受喷表面质量。但铸铁丸的优点是价格便宜、硬度高,可以使受喷表面产生较高的残余压应力。铸钢丸与铸铁丸相比,其优点是不易破碎,对受喷表面几何形貌有利。但铸钢丸硬度较铸铁丸低,在其他条件相同时,受喷表面的残余压应力低于铸铁丸。降低本钱!数控刀具的重磨与再涂层技能硬质合金和高速刚刀具的重磨和再涂层是现在常见的工艺。虽然刀具重磨或再涂层的价格仅为新刀具制作本钱的一小部分,但却能延伸刀具寿数。重磨工艺是特别刀具或价格昂贵刀具的典型处理办法。可进行重磨或再涂层的刀具包括钻头、铣刀、滚刀以及成形刀具等。刀具的重磨在钻头或铣刀的重磨过程中,需要磨削切削刃以除掉原涂层,因而所用砂轮有必要具有足够的硬度。重磨对切削刃的预处理是十分要害的,不仅要保证刀具重磨后原始切削刃的几何形状能被完全准确地保留,并且要求重磨对PVD涂层刀具有必要是“安全”的。因而,有必要防止不合理的磨削工艺(例如:高温导致刀具表层受损的粗磨或干磨)。涂层之前,可用化学办法去除原有的悉数涂层。化学去除法常用于复杂刀具(如滚刀、拉刀),或屡次复涂的刀具以及因涂层厚度而发生问题的刀具。化学去除涂层的办法通常仅限于高速刚刀具,由于该办法会危害硬质合金基体:选用化学去除涂层法将从硬质合金基体上滤除钴,导致基体外表疏松、发生气孔以至难以进行再涂层。“化学去除法手选用于高速钢硬涂层的腐蚀去除”巴尔查斯涂层公司的技能主管DennisQuinto先生指出。“由于硬质合金基体中含有与涂层中类似的化学成分,因而化学去除溶剂更简单危害硬质合金基体而不是高速钢基体”。“刀具在涂层去除溶液中逗留的时间是至关重要的”金星涂层公司的副总裁BillLangendorfer先生指出。“把刀具留在溶液中的时间越长,对刀具的腐蚀就越严重。虽然对高速钢而言,腐蚀率要低得多,但当刀具上的原涂层被去除后仍应立即将刀具取出并进行清洗”。此外,还有一些适用于去除PVD涂层的具有专利的化学办法。在这些化学办法中涂层去除溶液与硬质合金基体仅有微小的化学反应,但现在这些办法没有广泛运用。别的,还有其它清洗涂层的办法,如激光加工、研磨喷砂等。化学去除法是***常用的办法,由于它能够提供良好的外表涂层去除一致性。现在典型的再涂层工艺是通过重磨工艺去除刀具原有涂层。再涂层的经济性***常见的刀具涂层有TiN、TiC和TiAlN。其它超硬氮/碳化物的涂层也有运用,但不太遍及。PVD金刚石涂层刀具也能够进行重磨和再涂层。在再涂层过程中,刀具应被“维护”以防止临界外表的损伤。常常有这种状况:用户购买了未涂层的刀具后,在刀具需要重磨时再进行涂层,或在新刀具或重磨后的刀具上进行不同的涂层。BillLangendorfer先生说:“在许多状况下,我们去除刀具上的TiN涂层,从头涂上TiAlN涂层。由于用户期望进步刀具的生产功率,而TiAlN涂层东西比TiN涂层东西切削速度更高、也更耐高温。用户常常期望能够从刀具制作商那里取得功能更好的新的涂层刀具,因而‘刀具制作商可能不得不从头开发一种带有TiAlN涂层的新刀具’。但与从头开发这种新刀具相比,从旧刀具上去除TiN涂层并涂上TiAlN涂层所花的时间要短得多。”再涂层的约束像一把刀具能够屡次重磨一样,刀具的切削刃也能够进行屡次涂层。而“在已经重磨过的刀具外表取得粘着功能良好的涂层是进步刀具功能的要害。”IonBondLLC公司国内出售总监RobBokram先生指出。除切削刃以外,在刀具每次修磨时,刀具外表的其余部分或许并不需要去除涂层或再涂层,这取决于刀具的类型以及加工中所运用的切削参数。滚刀和拉刀是进行再涂层时需去除一切原涂层的刀具,否则刀具功能将会降低。在应力导致的粘附问题变得杰出之前,刀具可进行少数几次再涂层而不需除掉旧涂层。虽然PVD涂层具有有利于金属切削的剩余压应力,但这种压力会随涂层厚度的增加而增大,并且在超越某个固定的限值后涂层将开端出现分层现象。在未去除旧涂层而进行再涂层时,刀具的外径上就增加了一个厚度。关于钻头而言,就意味着所钻的孔径在变大。因而有必要考虑涂层附加的厚度对刀具外径的影响,同时还要考虑这二者对被加工孔径尺度公役的影响。一个钻头可在不去除旧涂层的状况下再涂层5~10次,但在此之后将面对严重的差错问题。Spec东西公司副总裁DennisKlein则认为:在±1μm的差错范围内,涂层厚度不会成为问题;但当差错在0.5~0.1μm范围内时,有必要考虑涂层厚度带来的影响。只需涂层厚度不成为问题,那么再涂层、重磨的刀具完全可能比原来的功能更好。)