鎢鋼銑刀涂層的行業須知,昂邁工具查看

小直徑立銑刀

小直徑立銑刀令人頭疼的崩刃和折損預防措施

1. 跳動精度

小徑立銑刀由于剛性低，容易折斷，其主要原因在于刀具自身的跳動以及夾持工具產生跳動引起的影響。

為了防止折斷，必須嚴格控制跳動精度。為此，有效方法是使用夾持精度高的熱膨脹刀柄來夾持立銑刀。

2.提高切削速度，改善切削特性一般來說，未達到足夠的切削速度，就不能充分發揮立銑刀刀刃的切削特性。

小徑立銑刀即使提高轉速，也未必達到足夠的切削速度，尤其是球頭型立銑刀，實際的切削直徑非常小，因此很多時候都無法充分發揮出刀刃的切削特性。因此使用小徑立銑刀時，必須針對實際的切削速度采取有效措施。

3.控制切深量的大小變化，避免使刀具承受突發性負載也至關重要。尤其是轉角部位，切深量會變大，使立銑刀承受的負載增大，需采取增加一道前加工工序等措施，使小徑立銑刀的切深量均勻一致。

采用擺線的刀具軌跡，可有效均衡切深量。但是以圓弧軌跡運動的擺線刀具軌跡，與直線進給相比，刀具路徑較長，加工時間也相應較長，因此需要提高切削條件來抵消延長的加工時間。

銑刀在汽車行業竟然可以這么用…

銑刀在汽車行業竟然可以這么用……

現代汽車工業中，平面銑削應用極為普遍。為適應汽車工業的需要，工具制造廠商也推出了銑削鑄鐵及其它材料的銑刀和刀片系列。這些刀具、刀片使得加工效率和零件表面質量都得到大幅度的提高。

其實銑刀只是一個籠統的叫法，它的分類有很多，比如面銑刀、立銑刀等等。下面幾篇文章簡單介紹一下銑刀如何在汽車制造中發揮作用的。

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淺談汽車轉向節敏捷柔性生產線

汽車轉向節敏捷柔性生產線是一條全新理念下的生產線，生產線的柔性化可更好地適應不同產品品種和批量的需求。企業根據其自身的生產情況建立合適的敏捷柔性生產線，可提高生產效率，更快地適應市場需求。

轉向節作為汽車前橋缺之不可的關鍵零件，除了機械性能要求高、外形異型外，尺寸精度和位置精度亦有一定要求。由于汽車市場需求多樣化的不確定性，要求生產系統具備在品種上能迅速而經濟地由一種產品轉為另一產品的能力，又要在產量上有一定的柔性。根據對汽車轉向節多品種、變批量的市場需求，我公司建立了一條多品種汽車轉向節敏捷、柔性生產線。

被加工產品和工序

1．該生產線加工4個品種（組）轉向節，每組分左、右各1件，共8個零件，單組生產節拍T=7.2min/件。

2．轉向節材料為QT450-10，屬異型零件，如圖1所示，加工部位主要為主軸承孔及多個臂平面、孔系。

生產線主要特點

從表中可以看出生產線設備簡單，生產工序極大簡化，主要特點有：

1．生產線敏捷柔性化

此條生產線由6組，即6個生產單元構成。每個單元由2臺立式加工中心組成，每組可單獨形成生產能力。6組可根據市場需求變換生產不同品種或全一品種的轉向節，柔性化好，更換產品迅速而經濟。生產線由模塊化設備組成，可以實現“一次規劃，分步實施，滾動發展”的指導方針。

2．工序集中，數控單機自動化程度高

一個加工工序較為復雜的轉向節從毛坯到成品僅通過兩道工序來完成，見表。工序集中可以使柔性加工設備顯現出其優勢。

由于每道工序中工件經兩次安裝后便可完成全部加工內容，數控系統能夠自動選擇、更換刀具，自動改變主軸轉速和刀具進給量等，根據已設定的程序對工件不同部位進行銑、鉆、鏜、鉸和攻絲等加工，自動化程度高，極大地提高了生產效率。

3．設備簡單化、精度高

生產線采用同一型號立式加工中心組成，使用、維修方便，互換、互補性強，定位精度、重復定位精度高，對轉向節孔及端面粗糙度1.6mm、H7精度及位置精度等要求均能夠達到，保證了轉向節加工質量及穩定性。

4．工藝優化和嘗試

工藝方案的制定要根據選用設備、刀具及夾具各自的特點進行調研并加以優化，在立式加工中心上用組合加工代替傳統的車削加工，以復合工序代替單一工序，為工序集中減少工件安裝次數，用側銑代替端銑等，這些工序都取得了很好的效果。

5．夾具

生產線夾具采用液壓動力，全部由大連佳成公司提供，主要特點有：

（1）統籌兼顧，夾具設計制造采用模塊化，轉換加工零件時可實現快速更換夾具。統籌綜合考慮，針對多種轉向節的特點，給工件的定位點、夾壓點和輔助支撐點進行基準統一，模塊化的夾具元件加上適用于各種轉向節的調整塊，讓夾壓點、定位點和輔助支撐點在位置上有了一定的調整量，短時間就能完成夾具的快速更換。

（2）OP20工序由數控回轉四軸模塊化夾具和可調角度固定夾具組成了五軸加工，數控回轉臺上液壓夾緊工件，回轉臺可任意裝夾任何一種轉向節進行工件識別和左、右件防錯，并自動調出加工程序，自動化程度高。

（3）夾具全部采用內油路，外觀整齊、美觀。

整體硬質合金立銑刀及其應用

　　如果一個用戶有一把可轉位刀片式銑刀和一把整體硬質合金立銑刀（以下簡稱“整硬銑刀”）可供選擇，他通常會問一個基本的問題：哪種刀具性能更好？它們在哪些加工領域更具優勢？這與其說是一個孰優孰劣的問題，不如說是一個各擅勝場的問題。我們必須了解特定類型的刀具有哪些不同的性能特點，以及為了獲得良好的加工效果，應該如何合理使用它們。

　　刀片式銑刀在許多方面都與整硬銑刀大相徑庭。整硬銑刀采用了與刀片銑刀不同的基體材料和涂層類型，從而使這兩類銑刀表現出明顯的性能差異。如果在某種特定加工中，其中一類刀具的某些性能變得更為重要，那么或許此類刀具就更適合這種加工。

　　一般來說，與傳統的刀片銑刀相比，整硬銑刀的加工精度要高得多。不過，這一事實只適用于刀具在切削加工中的表現。這兩種刀具可能具有相同的尺寸精度等級，但由于整體硬質合金材料的剛性遠遠高于安裝刀片的鋼制刀柄，加工時在切削力作用下不易發生撓曲變形，因此能獲得更高的加工精度。

　　需要牢記的另一個重要事實是刀具的接觸弧長，一種特定刀具與被加工零件接觸的圓周長度，它與切削時產生的熱量以及被刀具、工件和切屑吸收的熱量直接相關。整硬銑刀與鋼制刀柄銑刀處理切削熱的特點截然不同，這也會反映在切削策略的選擇上。

　　為了更地進行對比，還必須考慮刀具的直徑尺寸。在直徑小于10mm的小直徑銑刀范疇，很少能見到刀片式銑刀的蹤影，顯然，整硬銑刀是當然之選。而在與之相對應的大直徑銑刀領域，由于經濟性的原因，整硬銑刀卻并非明智的選擇。直徑尺寸10－25mm左右的中等規格銑刀則是多種銑刀類型交迭共存的區域（見圖1）。在此范圍內，被加工形狀的復雜性、可達性以及加工精度要求成為選擇刀具的初始依據。

圖1 整硬銑刀和刀片銑刀的加工領域

整硬銑刀的基體材料

　　整硬銑刀的加工性能在很大程度上取決于所用硬質合金基體材料的類型。基體材料之所以至關重要，是因為它必須支撐刀具的切削刃，必須承受很大的切削力，而且必須防止任何形式的刀具破損。

　　為了確保銑刀具有足夠的韌性，并能提供良好的動態抗力，整硬銑刀通常采用微細晶粒硬質合金作為基體材料（見圖2）。這種基體具有更高的硬度和更好的刃口鋒利性，同時還能保持良好的韌性。但是，與常規粒度的硬質合金基體相比，微細晶粒硬質合金的導熱性（將熱量從切削區帶走的能力）相對較差。這就意味著，刀具切削時產生的熱量往往會駐留在刀具表面。因此，整硬銑刀的切削刃必須能夠承受這種切削熱，并控制接觸弧長，這是選擇整硬銑刀時始終需要考慮的一個重要條件。

圖2 硬質合金晶粒尺寸的影響和功能性

整硬銑刀的涂層和切削刃制備

　　為了提高刀具耐磨性，并將產生熱量的切削區與刀具基體隔離開（切削熱在基體中的積聚可能會縮段刀具壽命），整硬銑刀通常都要采用涂層。此外，由于整硬銑刀的切削刃比較鋒利，因此，刀具基體與涂層之間具有恰當的附著力也至關重要（見圖3）。尤其對于直徑較小的整硬銑刀來說，切削刃鋒利度是刀具加工性能的一項關鍵要素。

圖3 涂層對刃口鋒利度的影響

　　理想的整硬銑刀切削刃應具有盡可能高的硬度，以及可將崩刃風險降至蕞低的適當鋒利度。通過合理的切削刃制備，可以部分實現這一目標。一般來說，根據要求達到的加工質量和刀具壽命水平，不同的整硬銑刀可以采用不同的切削刃制備型式、刃口形狀和鋒利度。

　　切削刃是刀具的前刀面和后刀面相交形成的交線，通過刃磨前刀面和后刀面，可以獲得鋒利的切削刃。如果直接在鋒利的切削刃上沉積PVD涂層，涂層內部會產生很高的應力。由于這種高內應力的影響，涂層在切削時容易和剝落，從而縮小刀具壽命。涂層的質量和有效性取決于其在切削過程中承受和/或減小磨損率的能力。為了使涂層能更牢固地附著于切削刃上，并防止切削刃發生破損，有必要對切削刃進行強化（鈍化）處理（見圖4）。換句話說，為了確保加工穩定性和實現涂層功能，必須犧牲一部分刃口鋒利度，而這反過來又會增加刀具壽命。

圖4 鋒利的切削刃（上）和經過鈍化的切削刃（下）

　　甚至可以說，切削刃制備對整硬銑刀的重要性超過了基體類型和涂層技術。從邏輯上講，這對整硬銑刀的重磨有很大的影響。刀具重磨后，如果不對其刃口重新進行鈍化處理，使其恢復到初始狀態，就無法充分發揮修復刀具的全部潛力。因此，考慮到整硬銑刀不菲的初始成本，由原來的刀具制造商及其具有資質的服務中心來從事刀具重磨業務至關重要。

整硬銑刀的加工策略

　　根據整硬銑刀的尺寸大小和幾何形狀，可將其劃分為幾個大類，并按不同的加工范圍再細分為許多專門的小類。在不同的刀具應用領域，刀槽幾何形狀、刀尖角、前角和后角、螺旋角等設計特點都發揮著重要作用，并將各類整硬銑刀明確地區分開來。這種分類對于整硬銑刀和加工策略的選擇具有指導作用。

　　那么，選擇哪種加工策略好呢？這要取決于總的加工目標：你的主要目的是蕞大限度地提高生產率和零件產量，還是盡可能降低刀具成本和簡化刀具種類？此外，這也取決于被加工零件及與之相關的各種要素：刀具是用于切槽，還是用于側銑，或者兩種加工兼而有之？

　　需要考慮的后（但并非不重要）一個問題是約束條件，例如：機床的潛在加工能力有多大？工件的夾持剛性如何？這些要素可能會成為限制因素，使你無法采用一些更先進的加工策略，或無法使用一些更的專用整硬銑刀。

　　整硬銑刀的正確選擇取決于多種因素，重要的是采用正確的加工策略。實際上，在大多數情況下，許多制約因素都無法改變：加工機床、CAM系統以及被加工零件的材料、尺寸、公差、形狀等都是給定的常量。不過，在現有加工系統框架內，仍然可以通過制定正確的加工策略和采用多種方法來影響加工結果，還可以根據加工總目標，通過改變進給率、切削速度和切削深度，對切削條件進行優化調整。

　　根據選定的主攻方向和技術策略，就可以合理選擇整硬銑刀。顯而易見，有兩種可能的選刀方式：①按加工性能選刀，即根據加工類型（如側銑、銑槽或三維成形銑削），選擇用途單一的專用型銑刀，以獲得很好性能；②按使用范圍選刀，即選擇種類較少，但適用范圍更廣的通用型銑刀。無論采用何種選刀方式，用戶都需要在現有整硬銑刀品種規格中進一步縮小選擇范圍。

專用銑刀與通用銑刀

　　目前有5種不同類型的整硬銑刀可用于各種金屬材料的常規加工（見圖5）。其中，地一類刀具為一代整硬銑刀，其歷史可追溯到小型立銑刀主要采用高速鋼制造的年代，現在已落后過時。在20世紀70年代后期，小型立銑刀的基本材質開始由高速鋼轉換為硬質合金，但其典型的幾何特征仍然沿用高速鋼立銑刀的設計，這些設計比較適合當時的加工任務。如今，此類刀具無論是售價還是性能，都處于整硬銑刀市場的低端。

差速器直錐齒輪機加工工藝

差速器直錐齒輪機加工工藝

一、錐齒輪作業原理和磨損原因直齒錐齒輪因具有傳動平穩、功率高、承載能力強及齒形簡單完成凈成形等優點，已在交通、風電及裝備制造業等基礎產業、很多領域內得到廣泛應用。

轎車、農機和裝載機后橋中的差速器齒輪因長期處于重載、沖擊等復雜多變的工況環境，若能在凈成形錐齒鍛坯精度的前提下，對機加工工藝進行充沛證明、優化，使得加工進程中的定位基準、檢測基準及裝置基準有機一致，確保其形位公役在一定范圍內能夠安穩操控，可有用進步機加工的功率和精度，進而進步錐齒輪的使用壽命，降低噪聲，進步傳動平穩性，具有非常重要的現實意義。

一般轎車差速器一般由四個行星齒輪、十字軸、兩個差速器半殼、兩個半軸齒輪及球面墊片、半軸齒輪墊片等相關附件組成（見圖1）。

圖　1

差速器殼體和行星齒輪十字軸連成一體，構成行星架。當轎車在平坦路面直線行進時，四個行星齒輪隨同行星架繞兩半軸齒輪軸線公轉，此刻行星、半軸齒輪處于相對靜止狀況。

當轎車轉彎行進時，必須習慣轉彎進程中外側驅動輪行程大于內側驅動輪行程的需求，兩輪子滾動的角速度就有差異，四個行星齒輪除隨同行星架繞兩半軸齒輪軸線公轉外，還各自繞本身的軸自轉，此刻行星、半軸齒輪的錐齒開始嚙合傳動，相嚙合的單齒受力并傳遞扭矩。

整個進程中跟著各單齒受力巨細不同（該力又可分解為齒輪齒面的圓周力和軸向力），各齒輪均產生不同程度違背錐心的趨勢，使得各行星、半軸齒輪分別壓緊球面墊片和半軸墊片，兩種墊片跟著齒輪的旋轉會同速或不同速地滾動，此刻墊片就會與齒輪接觸面和殼面子產生摩擦，久而久之，墊片就會呈現不同程度的磨損。

若齒輪以錐齒為基準檢測的半軸齒輪裝置面、行星齒輪的球面和內孔的形位公役超差嚴峻，整套齒輪在差速作業狀況下，就會對兩種墊片產生交替無序的載荷，愈加快了各墊片的無規律磨損。

整個差速器中的各零件，墊片本身就是易損件，但終端客戶的轎車在行進進程中，并不注重易損件的定期檢查和更換，導致因墊片磨損，使齒輪在需求正常嚙合處于作業狀況時不能正常嚙合傳動，六個齒輪的錐心會呈現不同程度的違背，使齒輪的各單齒接觸區嚴峻違背整個齒形中部而偏向齒頂和小端，跟著此狀況的加劇（有些墊片厚度會磨損一半或呈現楔形），愈加劇了殼面子和輪齒面的的磨損，齒輪面就會呈現點蝕、脫落或拉傷，更嚴峻的會呈現掉塊或碎齒，形成齒輪損壞。

從以上差速器齒輪的作業原理和損壞原因描繪，不難認識到差速器齒輪在機加工進程中操控各形位公役的重要性。

二、行星齒輪加工工藝剖析與改善

現在差速器行星齒輪機加工工藝流程大致為以下兩種：

①合格的精鍛件毛坯→冷切邊→拋丸→鉆孔→車內孔→車球面、背錐→熱處理→磨內孔→磨球面。

工藝流程①的首要工序如圖2所示。

圖　2

鉆孔--車內孔--車球面、背錐--磨內孔--磨球面

②合格的精鍛件毛坯→拋丸→車背錐→冷切邊鉆孔，車內孔、球面→熱處理→精車內孔、球面。

工藝流程②中的首要工序如圖3所示。

圖  3

車背錐--鉆孔，車內孔、球面--車內孔、球面

比照以上兩種行星齒輪的熱前、熱后加工工藝不難看出，工藝流程①中工序較多，定位基準在齒形與內孔間偶有轉化或呈現過定位現象，導致機加工進程占用設備多、投入人力多以及半成品屢次裝夾，質量不易操控，且終究精加工進程中因呈現過定位現象，導致形位公役超差嚴峻。

而工藝流程②中工序較少，個別工序兼并一次裝夾切削成形，且一直以凈成形的齒形為定位基準，并且熱處理后精加工時，行星齒輪以齒形定位，壓緊背錐，將內孔和球面一次精車成形，這樣使得以內孔為基準，檢測球面跳動時極易操控在0.03mm以內。這樣在確保鍛造工序錐齒齒形精度及熱處理后精加工齒形定位體精度、找正晶確前提下，加工內孔、球面至尺度后，以內孔為基準檢測錐齒齒圈跳動，可安穩地操控在0.04mm以內。

這樣結合前述行星齒輪在差速器總成內的裝置狀況，及無論是其行星架繞半軸齒輪軸線公轉，或行星齒在半軸齒輪外力作用下繞其本身軸線自轉，均能傳動平穩，噪聲較小，也排除了球面墊片、殼體內球面SR的非正常磨損，進步了齒輪的使用壽命。

三、半軸齒輪加工工藝剖析與改善

現在差速器半軸齒輪機加工工藝流程大致也有以下兩種：

①格的精鍛件毛坯→冷切邊→拋丸→鉆孔→車小端面、內孔→車外圓、裝置面、背錐→拉削內花鍵→熱處理→磨削外圓、裝置面。

工藝流程①中的首要工序如圖4所示。

圖　4

鉆孔--車小端面、內孔--車外圓、裝置面、背錐--磨削外圓、裝置面

②合格的精鍛件毛坯→拋丸→車小端面、外圓、裝置面、背錐→冷切邊→鉆孔、車內孔→拉削內花鍵→熱處理→磨削外圓、裝置面。

工藝流程②中的首要工序如圖5所示。

圖　5

車小端面、外圓、裝置面、背錐--鉆孔、車內孔--磨削外圓、裝置面

比照以上兩種半軸齒輪的熱前、熱后加工工藝能夠看出，工藝流程①中熱前工序較多，導致加工進程占用設備多、投入人力多，質量不易操控。

而兩個工藝流程中的熱后精加工工序，從字面上看沒有任何區別，但從工序圖中能夠看出，兩者的底子區別在于加工時的定位基準不同。

工藝流程①是以內花鍵鍵側定位磨削加工的，執行該工藝的廠家，僅是為了滿足圖樣要求及投合車橋廠家機械地按圖驗收的應付行為，是沒有從差速器的作業原理、齒輪的作業狀況及傳遞力和扭矩的狀況仔細剖析而采納的短期行為。半軸齒輪的內花鍵是與轎車半軸的外花鍵相配的，屬空隙合作，僅傳遞左右兩車輪轉彎行進時而形成的兩根轎車半軸自轉角速度不同而產生的扭矩。

如果按照用戶的圖樣機械地照抄照搬，為了應付以內花鍵為基準，檢測裝置端面、外圓的端、徑向跳動，勢必會因內花鍵的花鍵變形（鑒于國內現在的原材料、淬火油及淬火工藝現狀，熱處理花鍵變形很難像國外一樣得到有用而安穩的操控）而削弱對齒圈跳動的操控。

別的，以內花鍵定位脹緊的熱后加工方式，常常會因內花鍵變形巨細不一、形狀無規則，使花鍵孔呈現的錐度、橢圓度不同而導致件件齒輪在錐度花鍵軸上的軸向方位不一，由此而磨削出來的齒輪裝置面高低也會呈現散差較大的現象，從而導致磨削加工出的同批次半軸齒輪裝置距尺度極不安穩，而使裝置出的差速器總成半軸齒輪的軸向空隙不安穩，經常呈現滾動進程中的點卡現象及空隙較大，使流水線上的裝置工人頻頻更換調整墊片，影響裝置功率。或因裝置忽略時，沒有發現空隙過大，會形成差速器滾動異響，導致終究拆解總成。

而工藝流程②中，是以齒形定位、壓緊小端面，磨削裝置面和外圓的，裝置面相關于外圓軸頸的筆直度或端面跳動極易確保，一起以外圓、裝置面為基準，反測錐齒齒形的齒圈跳動，也較簡單地操控在0.08mm以內，這樣就很好地確保了錐齒輪外圓、裝置面、齒形等形位公役的特殊特性，一起也與齒輪終究歸納檢測時的檢測基準達到了一致，即以半軸齒輪的外圓和裝置面為基準，以行星齒輪的內孔和球面為基準，在錐齒輪專用歸納檢測儀上檢查以上對滾，檢測一對齒輪的裝置距變動范圍、側隙巨細、齒面接觸區巨細及方位等，類似于在差速器殼體內裝置、檢測、作業狀況的真實再現。

這樣就基本完成了差速器錐齒輪加工進程中的定位基準、檢測基準與裝置基準或作業基準的高度一致，有利于進步齒輪的加工精度，避免基準轉化形成的精度丟失，從而進步齒輪的使用壽命。