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插齿刀的代用说明

插齿刀的代用说明

发布时间:
2021-09-14
​用现有插齿刀加工齿轮(花键)时,为保证被加工齿轮(花键)的正确齿型,代用的插齿刀应同时满足以下几个条件: 1、插齿刀的模数和压力角应与齿轮的模数压力角分别相等; 2、插齿刀应有足够的齿全高,一般应使插齿刀齿根与齿轮齿顶之间间隙不小于0.5mm。应考虑齿轮(花键)的齿根高(因为航空齿轮(花键)要保证根径直径); 3、插齿刀加工出来的齿轮根圆直径应在合理的公尺范围内; 4、用插齿刀加工出来的齿轮(花键)不能产生过度曲线干涉现象; 5、用插齿刀加工出来的齿轮(花键)不能产生根切和顶切现象;        A、外插齿不发生根切的条件: B、外插齿不发生顶切切的条件: 6、插齿刀的精度应满足被加工齿轮(花键); 7、插齿刀应能满足产品齿轮(花键)结构和机床中心距的要求; 8、考虑齿轮(花键)累积的要求插齿刀齿数和产品齿轮(花键)齿数不应有公约数; 9、代用插齿刀具时,尽量采用新刀或修磨次数少的插齿刀
钛合金加工分析

钛合金加工分析

发布时间:
2021-08-25
钛合金产品的比强度在金属结构材料中是很高的,它的强度与钢材相当,但其重量仅为钢材的57%。另外,钛合金具有比重小、热强度高、热稳定性和抗腐蚀性好等特性,但钛合金材料切削加工困难、加工效率低。所以如何攻克钛合金加工难,效率低的问题一直是亟待解决的难题。 钛合金加工困难的原因 钛合金的导热系数小,因此在加工钛合金时切削温度很高,在相同条件下,加工TC4的切削温度比45号钢高出一倍以上,加工时产生的热量很难通过工件释放;钛合金的比热小,加工时局部温度上升快。因此,造成刀具的温度很高,刀尖急剧磨损,使用寿命降低。 钛合金弹性模量低,使已加工表面容易产生回弹,特别是薄壁零件的加工回弹更为严重,易引起后刀面与已加工表面产生强烈摩擦,从而磨损刀具和崩刃。 钛合金化学活性很强,高温下易与氧、氢、氮发生作用,使其强度增加,塑性下降,在加热和锻造过程中形成的富氧层使机械加工困难。 钛合金材料的切削加工原则 在加工过程中,所选用的刀具材料、切削条件以及切削加工时间都会影响钛合金切削加工的效率和经济性。 1.选用合理的刀具材料 针对钛合金材料的性能、加工方法、加工技术条件,合理地选用刀具材料。刀具材料应选择较常用、价格较低、耐磨性好、热硬性高,并具有足够韧性的材料。 2.改善切削条件 机床-夹具-刀具的系统刚性要好。机床各部分间隙要调整好,主轴的径向跳动要小。夹具装夹工作要牢固,要有足够刚性。刀具切削部分尽量要短,在容屑足够的情况下尽量加大切削刃厚度,提高刀具的强度和刚性。 3.对被加工材料进行适当的热处理 通过热处理来改变钛合金材料的性能和金相组织[iii],达到改善材料切削加工性的目的。 4.选择合理的切削用量 切削速度要低。因为切削速度对切削刃的温度影响很大,切削速度越高,则切削刃温度剧增,切削刃温度的高低直接影响着刀具的寿命,所以要选择合适的切削速度。 (1) 采用较小的前角和较大的后角以增大切屑与前刀面的接触长度,减小工件与后刀面的摩擦,刀尖采用圆弧过渡刃以提高强度,避免尖角烧损和崩刃。要保持刀刃锋利,以保证排屑流畅,避免粘屑崩刃。切削速度宜低,以免切削温度过高;进给量适中,过大易烧刀,过小则因刀刃在加工硬化层中工作而磨损过快;切削深度可较大,使刀尖在硬化层以下工作,有利于提高刀具耐用度。  (2)尽可能使用硬质合金刀具,如钨钴类硬质合金与钛合金化学亲和力小、导热性好、强度也较高。低速下断续切削时可选用耐冲击的超细晶粒硬质合金,成形和复杂刀具可用高温性能好的高速钢。
热处理淬火工艺

热处理淬火工艺

发布时间:
2021-08-17
​◆表面淬火 钢的表面淬火 有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下,它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合,表面层还不断地被磨损,因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求,只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点,因此在生产中应用极为广泛。根据供热方式不同,表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。   感应加热表面淬火 感应加热就是利用电磁感应在工件内产生涡流而将工件进行加热。感应加热表面淬火与普通淬火比具有如下优点: 1.热源在工件表层,加热速度快,热效率高; 2.工件因不是整体加热,变形小; 3.工件加热时间短,表面氧化脱碳量少; 4.工件表面硬度高,缺口敏感性小,冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥材料的潜力,节约材料消耗,提高零件使用寿命; 5.设备紧凑,使用方便,劳动条件好; 6.便于机械化和自动化; 7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。   感应加热的基本原理 将工件放在感应器中,当感应器中通过交变电流时,在感应器周围产生与电流频率相同的交变磁场,在工件中相应地产生了感应电动势,在工件表面形成感应电流,即涡流。这种涡流在工件的电阻的作用下,电能转化为热能,使工件表面温度达到淬火加热温度,可实现表面淬火。   感应表面淬火后的性能 1. 表面硬度:经高、中频感应加热表面淬火的工件,其表面硬度往往比普通淬火高 2~3 个单位(HRC)。 2. 耐磨性:高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小,碳化物弥散度高,以及硬度比较高,表面的高的压应力等综合的结果。 3. 疲劳强度:高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高,缺口敏感性下降。对同样材料的工件,硬化层深度在一定范围内,随硬化层深度增加而疲劳强度增加,但硬化层深度过深时表层是压应力,因而硬化层深度增加疲劳强度反而下降,并使工件脆性增加。一般硬化层深δ=(10~20)%D。较为合适,其中D。为工件的有效直径。   ◆ 退火工艺 退火是将金属和合金加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体;共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。   退火的目的 ①降低钢的硬度,提高塑性,以利于切削加工及冷变形加工。 ②细化晶粒,消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷,均匀钢的组织和成分,改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。 ③消除钢中的内应力,以防止变形和开裂。   退火工艺的种类 ①均匀化退火(扩散退火) 均匀化退火是为了减少金属铸锭、铸件或锻坯的化学成分的偏析和组织的不均匀性,将其加热到高温,长时间保持,然后进行缓慢冷却,以化学成分和组织均匀化为目的的退火工艺。 均匀化退火的加热温度一般为Ac3+(150~200℃),即1050~1150℃,保温时间一般为10~15h,以保证扩散充分进行,达到消除或减少成分或组织不均匀的目的。由于扩散退火的加热温度高,时间长,晶粒粗大,为此,扩散退火后再进行完全退火或正火,使组织重新细化。   ②完全退火 完全退火又称为重结晶退火,是将铁碳合金完全奥氏体化,随之缓慢冷却,获得接近平衡状态组织的退火工艺。 完全退火主要用于亚共析钢,一般是中碳钢及低、中碳合金结构钢锻件、铸件及热轧型材,有时也用于它们的焊接构件。完全退火不适用于过共析钢,因为过共析钢完全退火需加热到Acm以上,在缓慢冷却时,渗碳体会沿奥氏体晶界析出,呈网状分布,导致材料脆性增大,给最终热处理留下隐患。完全退火的加热温度碳钢一般为Ac3+(30~50℃);合金钢为Ac3+(500~70℃);保温时间则要依据钢材的种类、工件的尺寸、装炉量、所选用的设备型号等多种因素确定。为了保证过冷奥氏体完全进行珠光体转变,完全退火的冷却必须是缓慢的,随炉冷却到500℃左右出炉空冷。   ③不完全退火 不完全退火是将铁碳合金加热到Ac1~Ac3之间温度,达到不完全奥氏体化,随之缓慢冷却的退火工艺。 不完全退火主要适用于中、高碳钢和低合金钢锻轧件等,其目的是细化组织和降低硬度,加热温度为Ac1+(40~60)℃,保温后缓慢冷却。   ④等温退火 等温退火是将钢件或毛坯件加热到高于Ac3(或Ac1)温度,保持适当时间后,较快地冷却到珠光体温度区间的某一温度并等温保持,使奥氏体转变为珠光体型组织,然后在空气中冷却的退火工艺。 等温退火工艺应用于中碳合金钢和低合金钢,其目的是细化组织和降低硬度。亚共析钢加热温度为Ac3+(30~50)℃,过共析钢加热温度为Ac3+(20~40)℃,保持一定时间,随炉冷至稍低于Ar3温度进行等温转变,然后出炉空冷。等温退火组织与硬度比完全退火更为均匀。   ⑤球化退火 球化退火是使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。将钢加热到Ac1以上20~30℃,保温一段时间,然后缓慢冷却,得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化物的组织。球化退火主要适用于共析钢和过共析钢,如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢经轧制、锻造后空冷,所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体,这种组织硬而脆,不仅难以切削加工,且在以后淬火过程中也容易变形和开裂。而经球化退火得到的是球状珠光体组织,其中的渗碳体呈球状颗粒,弥散分布在铁素体基体上,和片状珠光体相比,不但硬度低,便于切削加工,而且在淬火加热时,奥氏体晶粒不易长大,冷却时工件变形和开裂倾向小。另外对于一些需要改善冷塑性变形(如冲压、冷镦等)的亚共析钢有时也可采用球化退火。 球化退火加热温度为Ac1+(20~40)℃或Acm-(20~30)℃,保温后等温冷却或直接缓慢冷却。在球化退火时奥氏化是“不完全”的,只是片状珠光体转变成奥氏体,及少量过剩碳化物溶解。因此,它不可能消除网状碳化物,如过共析钢有网状碳化物存在,则在球化退火前须先进行正火,将其消除,才能保证球化退火正常进行。 球化退火工艺方法很多,最常用的两种工艺是普通球化退火和等温球化退火。普通球化退火是将钢加热到Ac1以上20~30℃,保温适当时间,然后随炉缓慢冷却,冷到500℃左右出炉空冷。等温球化退火是与普通球化退火工艺同样的加热保温后,随炉冷却到略低于Ar1的温度进行等温,等温时间为其加热保温时间的1.5倍。等温后随炉冷至500℃左右出炉空冷。和普通球化退火相比,球化退火不仅可缩短周期,而且可使球化组织均匀,并能严格地控制退火后的硬度。   ⑥再结晶退火(中间退火) 再结晶退火是经冷形变后的金属加热到再结晶温度以上,保持适当时间,使形变晶粒重新结晶成均匀的等轴晶粒,以消除形变强化和残余应力的热处理工艺。   ⑦去应力退火 去应力退火是为了消除由于塑性形变加工、焊接等而造成的以及铸件内存在的残余应力而进行的退火工艺。 锻造、铸造、焊接以及切削加工后的工件内部存在内应力,如不及时消除,将使工件在加工和使用过程中发生变形,影响工件精度。采用去应力退火消除加工过程中产生的内应力十分重要。 去应力退火的加热温度低于相变温度A1,因此,在整个热处理过程中不发生组织转变。内应力主要是通过工件在保温和缓冷过程中消除的。为了使工件内应力消除得更彻底,在加热时应控制加热温度。一般是低温进炉,然后以100℃/h左右的加热速度加热到规定温度。焊接件的加热温度应略高于600℃。保温时间视情况而定,通常为2~4h。铸件去应力退火的保温时间取上限,冷却速度控制在(20~50)℃/h,冷至300℃以下才能出炉空冷。   ◆ 正火工艺 正火工艺是将钢件加热到Ac3(或Acm)以上30~50℃,保温适当的时间后,在静止的空气中冷却的热处理工艺。把钢件加热到Ac3以上100~150℃的正火则称为高温正火。 对于中、低碳钢的铸、锻件正火的主要目的是细化组织。与退火相比,正火后珠光体片层较细、铁素体晶粒也比较细小,因而强度和硬度较高。 低碳钢由于退火后硬度太低,切削加工时产生粘刀的现象,切削性能差,通过正火提高硬度,可改善切削性能,某些中碳结构钢零件可用正火代替调质,简化热处理工艺。过共析钢正火加热刀Acm以上,使原先呈网状的渗碳体全部溶入到奥氏体,然后用较快的速度冷却,抑制渗碳体在奥氏体晶界的析出,从而能消除网状碳化物,改善过共析钢的组织。 焊接件要求焊缝强度的零件用正火来改善焊缝组织,保证焊缝强度。 在热处理过程中返修零件必须正火处理,要求力学性能指标的结构零件必须正火后进行调质才能满足力学性能要求。中、高合金钢和大型锻件正火后必须加高温回火来消除正火时产生的内应力。 有些合金钢在锻造时产生部分马氏体转变,形成硬组织。为了消除这种不良组织采取正火时,比正常正火温度高20℃左右加热保温进行正火。正火工艺比较简便,有利于采用锻造余热正火,可节省能源和缩短生产周期。正火工艺与操作不当也产生组织缺陷,与退火相似,补救方法基本相同。
硬度和砂轮的选用

硬度和砂轮的选用

发布时间:
2021-07-26
硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 1.布氏硬度(HB) 以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 2.洛氏硬度(HR) 当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示: • HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 • HRB:是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 • HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。 3 维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度HV值(kgf/mm2)。 一、磨料的特性 品种 代号 特点 适用范围 棕刚玉 A 刚玉的基本品种,棕褐色,硬度高,韧性大 适于普通钢材的磨削,自由磨削、粗磨削等,可也用于硬青铜,可锻铸铁,合金钢等材料的磨削。 白刚玉 WA 刚玉的基本品种,白色,与棕刚玉相比,硬度高,韧性较低。 适用于淬火钢,合金钢、高速钢、高碳钢等材料的磨削,也可用以螺纹,齿轮及薄壁零件的加工。 黑碳化硅 C 黑色有光泽,硬度比白刚玉高韧性较低。 适用于加工抗张强度低的金属及非金属材料,如铸铁、黄铜、铝、石材、皮革、橡胶、耐火物等材料的磨削,研磨及切割。 绿碳化硅 GC 绿色,硬度仅次于碳化硼和金刚石,比黑碳化硅硬度和脆性略高。 适用于各种高硬材料的磨削和研磨加工,如硬质合金玻璃、玛瑙、珩磨汽缸套等。 微晶刚玉 MA 棕刚玉的派生品种,充料电微小晶体构成,颜色与棕刚玉相似,强度高。 适用重磨削,成型磨削,切入磨削及钢材荒磨,可用于不锈钢和特种球墨铸铁磨削加工。 单晶刚玉 SA 黄色或灰白色,颗粒系单晶体,强度、韧性、强度都比白刚玉高。 适用于高硬度、高韧性,如不锈钢,高钒高速铜磨削,特别是用于干磨和易变形易烧伤工件的磨和易变形易烧伤工件的磨削加工,效果更好。 铬刚玉 PA 白刚玉派生品种,玫瑰红色,比白刚玉韧性高棱角保持好。 适用于成型磨削,刀具、量具、螺纹工件、仪表等约精密磨削,及其它各种高光洁度的表面加工。   二、硬度 磨具的硬度是指磨具表面的的磨料在外力作用下脱落的难易程度。磨粒容易脱落的硬度低,不易脱落的硬度高。我国生产的磨具硬度等级共分为七大级、14小级。 选择磨具的硬度主要决定于被加工材料的硬度,此外还应根据磨具与工具接触面积大小,工件形状、磨削的方式、冷却方式,磨具的结合剂种类等因素来综合考虑。 组织 磨具的组织是指磨具中磨料颗料分布的疏密程度。一般都以磨具中磨料体积所占的百分数来表示。 较紧的组织、磨料不易脱落,有利于保持形状,适用于或型磨削、重荷磨削和间断磨削。 较松的组织,磨料不易钝化、切削力强、磨削过程中发热少、能减少工件烧伤、变形、适于质地软而韧性大的材料、热敏材料、薄形工件和接触面积大的磨削加工。 结合剂 结合剂在磨具中起着粘结磨料的作用,使磨粒互连结成具有一定几何开头的磨具。常用的结合剂有陶瓷、树脂、橡胶等。 陶瓷结合剂(旧代号A、新代号V)制成的磨具比其它结合剂的磨具气孔大磨削效率高、磨损小、能较好的保持砂轮几何形状。是使用最广泛的一种结合剂。 粒度 磨具粒度的选择主要取决于被加工工件的表面光洁度和磨削生产效率的要求。 不同粒度的磨具使用范围: 磨具粒度 一般使用范围 36#~100# 重切削铸、锻件去飞边毛刺 120#~150# 粗磨倒角去毛刺 180#~240# 中磨、光整去毛刺 240#~W20 精磨、精整抛光 W20 以细 精细研磨镜面磨削