強力噴丸是提高齒輪齒部彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度的重要方法,，是---齒輪抗咬合能力、提高齒輪壽命的重要途徑,。本文主要介紹齒輪加工中的強力噴丸工藝,。
1,、工作原理
強力噴丸工藝主要是利用高速噴射的細小鋼丸在室溫下撞擊受噴工件表面，使工件表層材料產(chǎn)生彈塑性變形并呈現(xiàn)較高的殘余壓應(yīng)力,，從而提高工件表面強度及疲勞強度,。噴丸一方面使零件表面發(fā)生彈性變形,，同時也產(chǎn)生了大量孿晶和位錯，使材料表面發(fā)生加工強化,。如圖1所示：
. 圖1-a 經(jīng)噴丸處理的零件表面 圖1-b 未經(jīng)噴丸處理的零件表面
噴丸對表面形貌和性能的影響主要表現(xiàn)在改變零件的表面硬度,、表面粗糙度、抗應(yīng)力腐蝕能力和零件的疲勞壽命,。零件的材料表層在鋼丸束的沖擊下發(fā)生循環(huán)塑性變形,。根據(jù)材料的性質(zhì)和狀態(tài)的不同，噴丸后材料的表層將發(fā)生以下變化：硬度變化,、組織結(jié)構(gòu)的變化,、相轉(zhuǎn)變、表層殘余應(yīng)力場的形成,、表面粗糙度的變化等,。
2、 噴丸強度的測量方法
當一塊金屬片接受鋼丸流的噴擊時會產(chǎn)生彎曲,。飽和狀態(tài)和噴丸強度是噴丸加工工藝中的兩個重要概念,。飽和狀態(tài)是指在同一條件下繼續(xù)噴擊而不再改變受噴區(qū)域機械特性時的狀態(tài)。所謂噴丸強度,，就是通過打擊預制成一定規(guī)格的金屬片即試片,，在規(guī)定的時間使之達到飽和狀態(tài)的強弱程度，并用試片彎曲的弧高值來度量其噴擊的強弱程度,。
目前,，應(yīng)用廣的美國機動車工程學會噴丸標準中采用阿爾曼提出的噴丸強化檢驗法——弧高度法，該方法由美國gm公司的j. o. almen阿爾門提出,，并由saej442a和sae443標準規(guī)定的測量方法,，其要點是用一定規(guī)格的彈簧鋼試片通過檢測噴丸強化后的形狀變化來反映噴丸效果。對薄板試片進行單面噴丸時,，由于表面層在彈丸作用下產(chǎn)生參與拉伸形變,，所以薄板向噴丸面呈球面彎曲。通常在一定跨度距離上測量球面的弧高度值,，用其來度量噴丸的強度,。測定弧高度值是通過將阿爾門試片固定在夾具上，廠家定制數(shù)控刀具,，經(jīng)噴丸后,，再取下試片，然后用阿爾門量規(guī)測量試片經(jīng)單面噴丸作用下產(chǎn)生的參與拉伸形變量即弧高度值,。如用試片測得的弧高值為0.35mm時,，記作0.35a。
噴丸強度的另一種檢驗方法為殘余應(yīng)力檢測,，即對經(jīng)強力噴丸后的工件進行殘余應(yīng)力的檢測,，具體的檢驗方法為x射線衍射法,。在美國sae j784a標準中如下方法：x射線的入射和衍射束必須平行于齒輪的齒根，圓柱直齒輪和圓柱螺旋齒輪上的測量位置應(yīng)當在齒根的寬度中央,，照射區(qū)域必須集中在齒根圓角的中心,，不能橫向延伸超出規(guī)定的齒根圓角表面---的測量點，照射區(qū)域大小的控制可以通過對直光束和適當遮蓋齒根表面實現(xiàn),；在每個選定受檢的齒輪上,，少要任選兩個齒進行評估，兩齒間隔180,。如果齒的有效齒廓受到保護沒有研磨,，則可以認為齒根研磨的用于表面下殘余應(yīng)力測量的齒輪未受損壞并且可以用于生產(chǎn)。
3,、 噴丸對提高零件疲勞抗力的作用
a．借助表面冷變形實現(xiàn)材料表面強化的本質(zhì)在于冷變形造成材料表層組織結(jié)構(gòu)的變化,、引入殘余壓應(yīng)力以及表面形貌的變化。
b． 噴丸使材料表面性能---
c． 強化噴丸過程中,，當微小球形鋼丸高速撞擊受噴工件表面時,，使工件表層材料產(chǎn)生彈、塑性變形,，撞擊處因塑性形變而產(chǎn)生一壓坑,，撞擊導致壓坑附近的表面材料發(fā)生徑向延伸。當越來越多的鋼丸撞擊到受噴工件表面時,，工件表面越來越多的部分因吸收高速運動鋼丸的動能而產(chǎn)生塑性流變,，使表面材料因塑性變化而產(chǎn)生的徑向延伸區(qū)域越來越大，定制數(shù)控非標刀具廠家,，發(fā)生塑性形變的表面逐步連接成片,，則使工件表面逐步形成一層均勻的塑性變形層。塑性變形層形成后,，繼續(xù)噴丸會使塑變層因繼續(xù)延伸而厚度逐步變薄,，同時塑變層的徑向延伸會因受到鄰近區(qū)域的---而導致重疊部分發(fā)生破壞,，終塑變層因持續(xù)的噴丸而剝落,。所以必須對噴丸的時間加以嚴格的控制。
4,、噴丸對滲碳齒輪表層殘余應(yīng)力的影響
關(guān)于噴丸使工件表面形成殘余應(yīng)力的原因,，根據(jù)al-obaid等人的觀點：當高速鋼丸撞擊到試樣表面，撞擊處產(chǎn)生塑性變形而殘余一壓坑,，當越來越多的鋼丸撞擊到試樣表面時,，則會在試樣表層產(chǎn)生一層均勻的塑變層，由于塑性變形層的體積膨脹會受到來自未塑性變形近鄰區(qū)域的---,，因此整個塑變層受到一壓應(yīng)力,。
由于殘余壓應(yīng)力及其分布對齒輪疲勞壽命有較大的影響,，而噴丸強化工藝的優(yōu)劣將直接影響殘余應(yīng)力大小及其分布。因此準確測定受噴零件的表層殘余應(yīng)力對于評價噴丸工藝的優(yōu)劣是一個行之有效的手段,。
5,、噴丸對零件表面粗糙度的影響
強化噴丸會引起零件受噴表面的塑性變形，使零件的表面粗糙度發(fā)生變化,。表面粗糙度是一種微觀幾何形狀誤差,，又稱為微觀不平度。表面粗糙度和表面波度,、形狀誤差一樣,，都屬于零件的幾何形狀誤差，表面粗糙度對于機器零件的使用性能有著重要的影響,。噴丸對材料表面粗糙度的影響通常在ra0.6～20mm范圍內(nèi),。在不改變工藝參數(shù)的條件下，材料原始表面粗糙度愈高,，噴丸后的ra值愈大,。生產(chǎn)實踐證明，一般情況下,，噴前表面粗糙度在6.3mm以下,，數(shù)控車床刀具定制，噴丸可以提高或維持原表面粗糙度,，如果原表面粗糙度在6.3mm以上,，則噴丸后表面粗糙度有所降低。
在生產(chǎn)實踐中,，要想獲得較理想的噴丸表面,，應(yīng)從以下幾個方面著手：
提供較好的原始表面，ra值應(yīng)在6.3mm以下,；
選擇合理的鋼丸直徑和噴丸壓力,；
在大直徑鋼丸噴丸強化后，采用較小鋼丸低壓力(不能改變噴丸強度值)覆蓋一次,，可達到較好的表面粗糙度,。
噴丸后的零件表面應(yīng)輕微打磨，打磨時要控制表面金屬去除量,。這樣,，既不損害噴丸的強化效果，又可---表面粗糙度,。當然,，這是一個多因素問題，不論采用什么方法,，必須同時考慮其他因素的影響,。
6 ,、工藝參數(shù)對噴丸效果的影響
對噴丸有影響的主要有以下幾個方面：
鋼丸材料、鋼丸直徑,、鋼丸速度,、鋼丸流量、噴射角度,、噴射距離,、噴射時間、覆蓋率等,。其中任何一個參數(shù)的變化都會不同程度地影響噴丸強化的效果,。
a、鋼丸的材料,、硬度,、尺寸及粒度對噴丸效果的影響
鑄鐵丸和鑄鋼丸通常用于硬齒面齒輪的噴丸。鑄鐵丸的缺點是韌性較低,，在噴丸過程中易于破碎,、耗損量大，對破碎的鋼丸要及時分離,，否則會影響受噴表面,。但鑄鐵丸的優(yōu)點是價格便宜、硬度高,，可以使受噴表面產(chǎn)生較高的殘余壓應(yīng)力,。鑄鋼丸與鑄鐵丸相比，其優(yōu)點是不易破碎,，對受噴表面幾何形貌有利,。但鑄鋼丸硬度較鑄鐵丸低，在其他條件相同時,，受噴表面的殘余壓應(yīng)力低于鑄鐵丸,。
刀具的涂層技能，有用,，要轉(zhuǎn)發(fā)收藏,！
1.刀具涂層的特點
1力學和切削功用好。涂層刀具將基體資料和涂層資料的優(yōu)良功用結(jié)合起來,，既堅持了基體---的韌性和較高的強度,，又具有涂層的高硬度,、高耐磨性和低沖突系數(shù),。因而，涂層刀具的切削速度與未涂層的相比,，切削速度可進步2~5倍,，運用涂層刀具能夠獲得明顯的經(jīng)濟效益,。
2通用性強。涂層刀具通用性廣,，加工范圍明顯擴展,，一種涂層刀具能夠替代數(shù)種非涂層刀具運用，因而能夠---削減刀具的品種和庫存量,，簡化刀具管理,，下降刀具和設(shè)備本錢。
2.涂層的分類
依據(jù)涂層辦法不同,，涂層刀具可分為化學氣相堆積涂層刀具,、物---相堆積，涂層刀具及混合工藝及組合技能,。cvd涂層原理如圖1a所示,，pvd涂層原理如圖1b所示�,；旌瞎に囀堑入x子輔助cvd技能與傳統(tǒng)的pvd技能進行有用的結(jié)合,。比如先堆積傳統(tǒng)的crn硬質(zhì)涂層，再在上面堆積一層用于削減沖突的dlc涂層,。組合技能是涂層前對東西或零部件的外表層進行氮化,，能夠進步涂層的---。
cvd能夠涂覆耐磨損性優(yōu)異的ticn,、耐熱性非常優(yōu)異的al2o3厚膜,，因而在發(fā)生高溫的高速、率切削加工中能顯示出長壽命,，cvd涂層如圖2a所示,。
pvd一般用在與無涂層硬質(zhì)合金、高速鋼相同或較高速的切削速度條件下,，以延常刀具壽命為方針,。對基體制約少、損傷小,，因而---適合用于要求耐磨損性,、耐崩刃性的刀具，也適用于要求鋒利刃口的低進給加工與精加工或螺紋加工東西等,，pvd涂層如圖2b所示,。
依據(jù)涂層刀具基體資料的不同，涂層刀具可分為硬質(zhì)合金涂層刀具,、高速鋼涂層刀具以及在陶瓷和超硬資料金剛石和立方氮化硼上的涂層刀具等,。涂層硬質(zhì)合金刀具一般選用化學氣相堆積法，堆積溫度在1 000℃左右。涂層高速剛刀具一般選用物---相堆積法,，堆積溫度在500℃左右,。
金剛石涂層選用cvd化學蒸鍍法在硬質(zhì)合金基體上組成。組成的涂層具有與天然金剛石相---的硬度與導熱系數(shù),，在非鐵資料的加工中發(fā)揮著優(yōu)異的功用,。金剛石涂層刀具由于其---的切削功用，在切削加工范疇具有廣闊的使用前景,，是加工石墨,、金屬基復合資料、高硅呂合金及許多其他耐磨蝕資料的理想刀具,，目前其主要使用范疇是轎車和航空航天工業(yè),。金剛石涂層刀具的組織如圖3所示。
依據(jù)涂層資料的性質(zhì),，涂層刀具又可分為兩大類,，即“硬”涂層刀具和“軟”涂層刀具�,！坝病蓖繉拥毒邔で蟮闹饕结樖歉叩挠捕群湍湍バ�,，其主要長處是硬度高、耐磨性好,，典型的是tic和tin涂層,，各種涂層刀具如圖4所示�,！败洝蓖繉拥毒呤沁x用固體潤滑劑如mos2,、ws2等制備的刀具，“軟”涂層尋求的方針是低沖突系數(shù),，也稱為自潤滑刀具,，它與工件資料的沖突系數(shù)很低，只有0.1左右,，可減小粘,、減輕沖突、下降切削力和切削溫度,。
對刀具進行涂層處理是進步刀具功用的重要途徑之一,，涂層刀具的出現(xiàn)，使刀具切削功用有了較大的進步,，使用范疇不斷擴展,，涂層刀具在數(shù)控加工范疇有---潛力，將是往后數(shù)控加工范疇中重要的刀具品種,。目前國外硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的涂層份額在70%以上,，歐洲齒輪刀具的涂層份額---90%,。涂層技能已使用于立銑刀、鉸刀,、復合孔加工東西,、齒輪滾刀,、剃齒刀,、成形拉刀及各種機夾可轉(zhuǎn)位刀片，滿意高速切削加工各種鋼和鑄鐵,、耐熱合金和有色金屬等資料的需求,。
3.涂層刀具的制備
精密東西、零部件和功用件的新式高功用涂層都是由涂層爐出產(chǎn)出來的,。由于不同的使用需求不同品種的涂層,，且需求快速的交貨期，因而涂層爐有---要有滿足的靈活性,，以---出產(chǎn)不同系列的涂層都能有蕞佳的本錢效益�,，F(xiàn)代化的涂層設(shè)備能夠在金屬、陶瓷乃至是塑料的外表進行快速,、穩(wěn)定且全自動的涂層�,，F(xiàn)代涂層設(shè)備有---滿意以下原則：單爐時間短。日常運營本錢低,。靈活性高,。設(shè)備保養(yǎng)和備件費用本錢規(guī)劃低。出產(chǎn)---性高,。全自動操作,。ce，工作安全標準高,。
4.涂層的選用
為了---地挑選和開展刀具及零部件的蕞佳---,，需求辨別其主要及特定的磨損性和失效機理。磨損,、粘附,、腐蝕和疲憊都視為磨損機理，而且都取決于實踐的使用,。經(jīng)歷-,，資料的沖突和磨損都不是資料的原因，而是整個系統(tǒng)的原因,。因而,，在挑選涂層前就有---分析整個沖突系統(tǒng)，包括零部件的技能功用,、抗壓力范圍以及磨損機理的類型,。
5.結(jié)語
正確選用涂層是合理運用涂層刀具和充分發(fā)揮涂層功用的前題�,，F(xiàn)在的涂層主要是以tin和crn為主。當然dlc涂層和用于鋁壓鑄模具的新式微合金涂層的使用也越來越廣泛,。在曩昔幾十年間,，為了滿意對功用涂層不斷的要求，工業(yè)等離子外表技能獲得了十分迅猛的開展,。-,，新的挑戰(zhàn)也會推進現(xiàn)行的涂層技能和新涂層概念及其使用向更的方向開展。經(jīng)過使用新的蒸發(fā)設(shè)備和濺射理念以及脈沖技能,，電弧pvd和濺射工藝也將愈加,。經(jīng)過選用密度的等離子體和優(yōu)化的電弧蒸發(fā)技能能夠生成微合金涂層和規(guī)劃的多結(jié)構(gòu)涂層。涂層的納米規(guī)劃也將成為東西開展方向之一,。
車刀品種和用處
一,、車刀是運用廣的一種---刀具，也是學習,、剖析各類刀具的基礎(chǔ),。 車刀用于各種車床上，加工外圓,、內(nèi)孔,、端面、螺紋,、車槽等,。 車刀按結(jié)構(gòu)可分為整體車刀、焊接車刀,、機夾車刀,、可轉(zhuǎn)位車刀和成型車刀。其中可轉(zhuǎn)位車刀的運用日益廣泛,，在車刀中所占比例逐步添加,。
二、硬質(zhì)合金焊接車刀 所謂焊接式車刀,，就是在碳剛刀桿上按刀具幾何視點的要求開出刀槽,，用焊料將硬質(zhì)合金刀片焊接在刀槽內(nèi)，并按所選擇的幾何參數(shù)刃磨后運用的車刀,。
三,、機夾車刀 機夾車刀是選用普通刀片，用機械夾固的方法將刀片夾持在刀桿上運用的車刀,。此類刀具有如下特點：
1刀片不通過高溫焊接,，防止了因焊接而引起的刀片硬度下降、發(fā)生裂紋等缺點,，進步了刀具的---度,。
2由于刀具---度進步,，運用時間較長，換刀時間縮短,，進步了生產(chǎn)功率,。
3刀桿可重復運用，既節(jié)省了鋼材又進步了刀片的利用率,，刀片由制作廠家收回再制,，進步了經(jīng)濟效益，降低了刀具本錢,。
4刀片重磨后,，尺度會逐步變小,，為了康復刀片的作業(yè)方位,，往往在車刀結(jié)構(gòu)上設(shè)有刀片的調(diào)整機構(gòu)，以添加刀片的重磨次數(shù),。
5壓緊刀片所用的壓板端部,，能夠起斷屑器效果。
四,、可轉(zhuǎn)位車刀 可轉(zhuǎn)位車刀是運用可轉(zhuǎn)位刀片的機夾車刀,。一條切削刃用鈍后可迅速轉(zhuǎn)位換成相鄰的新切削刃，即可持續(xù)作業(yè),，直到刀片上一切切削刃均已用鈍,，刀片才作廢收回。替換新刀片后,，車刀又可持續(xù)作業(yè),。
1．可轉(zhuǎn)位刀具的長處 與焊接車刀相比，可轉(zhuǎn)位車刀具有下述長處:
1刀具壽命高 由于刀片防止了由焊接和刃磨高溫引起的缺點,，刀具幾何參數(shù)完全由刀片和刀桿槽---,，切削性能安穩(wěn)，然后進步了刀具壽命,。
2生產(chǎn)功率高 由于機床操作工人不再磨刀,，可---削減停機換刀等輔助時間。
3有利于推廣新技術(shù),、新工藝 可轉(zhuǎn)位刀有利于推廣運用涂層,、陶瓷等新式刀具資料。
4有利于降低刀具本錢 由于刀桿運用---,，---削減了刀桿的耗費和庫存量,，簡化了刀具的管理作業(yè)，降低了刀具本錢,。
2．可轉(zhuǎn)位車刀刀片的夾緊特點與要求
1定位精度高 刀片轉(zhuǎn)位或替換新刀片后,，刀尖方位的改變應(yīng)在工件精度允許的范圍內(nèi),。
2刀片夾緊--- 應(yīng)---刀片、刀墊,、刀桿接觸面緊密貼合,，經(jīng)得起沖擊和振蕩，但夾緊力也不宜過大,，應(yīng)力分布應(yīng)均勻,，以免壓碎刀片。
3排屑流通刀片前面上蕞好無障礙,，---切屑排出流通,，并簡略觀察。
4運用便利轉(zhuǎn)化刀刃和替換新刀片便利,、迅速,。對小尺度刀具結(jié)構(gòu)要緊湊。 在滿意以上要求時,，盡可能使結(jié)構(gòu)簡略,，制作和運用便利。
五,、成形車刀 成形車刀是加工回轉(zhuǎn)體成形外表的刀具,，其刃形是依據(jù)工件廓形設(shè)計的，可用在各類車床上加工內(nèi)外回轉(zhuǎn)體的成形外表,。 用成形車刀加工零件時可一次構(gòu)成零件外表,，操作簡便、生產(chǎn)率高,，加工后能到達公差等級it8～it10,、粗糙度為10～5μm，并能---較高的互換性,。但成形車刀制作較復雜,、本錢較高，刀刃作業(yè)長度較寬,，故易引起振蕩,。 成形車刀首要用在加工批量較大的中、小尺度帶成形外表的零件,。
工欲善其事,，必先利其器，為了在車床上做杰出的切削,，正確地預備和運用刀具是很重要的作業(yè),。不同的作業(yè)需要不同形狀的車刀，切削不同的資料要求刀口具不同的刀角,，車刀和作業(yè)物的方位和速度應(yīng)有---相對的關(guān)系,，車刀自身也應(yīng)具有足夠的硬度,、強度并且耐磨、耐熱,。因而,，怎么選擇車刀資料，刀具視點之研磨都是重要的考慮因素,。
車刀的品種和用處
刀具原料的改進和開展是今天金屬加工開展的重要課題之一,，由于杰出的刀具資料能有用、迅速的完結(jié)切削作業(yè),，并堅持杰出的刀具壽命,。一般常用車刀原料有下列幾種：
1高碳鋼： 高碳鋼車刀是由含碳量0.8%~1.5%之間的一種碳鋼，通過淬火硬化后運用,，因切削中的沖突四很簡略回火軟化,，被高速鋼等其它刀具所取代。一般僅合適于軟金屬資料之切削,，常用者有sk1,，sk2,、,、、,、sk7等,。
2 高速鋼： 高速鋼為一種鋼基合金俗稱白車刀，含碳量0.7~0.85%之碳鋼中參加w,、cr,、v及co等合金元素而成。例如18-4-4高速鋼資料中含有18%鎢,、4%鉻以及4%釩的高速鋼,。高速鋼車刀切削中發(fā)生的沖突熱可---至6000c，合適轉(zhuǎn)速1000rpm以下及螺紋之車削,，一般常用高速鋼車刀如skh2,、skh4a、skh5,、skh6,、skh9等。
3 非鑄鐵合金刀具： 此為鈷,、鉻及鎢的合金,，因切削加工很難，以鑄造成形制作,，故又名超硬鑄合金,，蕞具代表者為stellite,，其刀具耐性及耐磨性及佳，在8200c溫度下其硬度仍不受影響,，數(shù)控刀具,，抗熱程度---出高速鋼，合適高速及較深之切削作業(yè),。
4燒結(jié)碳化刀具： 碳化刀具為粉未冶金的產(chǎn)品,，碳化鎢刀具首要成分為50%~90%鎢，并參加鈦,、鉬,、鉭等以鈷粉作為結(jié)合劑，再經(jīng)加熱燒結(jié)完結(jié),。碳化刀具的硬度較任何其它資料均高,，有硬高碳鋼的三倍，適用于切削較硬金屬或石材,，因其原料脆硬,，故只能制成片狀，再焊于較具耐性之刀柄上,，如此刀刃鈍化或崩裂時,，能夠替換另一刀口或換新刀片，這種夠車刀稱為放棄式車刀,。
碳化刀具依---(iso)其切削性質(zhì)的不同,，分成p、m,、k三類,，并別離以藍、黃,、紅三種色彩來標識： p類適于切削鋼材,，有p01、p10,、p20,、p30、p40,、p50六類,，p01為高速精車刀，號碼小,，耐磨性較高,，p50為低速粗車刀，號碼大，耐性高,，刀柄涂藍色以辨認之,。 k類適于切削石材、鑄鐵等脆硬資料,，有k01,、k10、k20,、k30,、k40五類，k01為高速精車刀,，k40為低速粗車刀,，此類刀柄涂以紅色以辨認。 m類介于p類與k類之間,，適于切削耐性較大的資料如不?袗?等,，此類刀柄涂以黃色來辨認之。
5 陶瓷車刀： 陶瓷車刀是由氧化呂粉未,，添加少量元素,，再經(jīng)由高溫燒結(jié)而成，其硬度,、抗熱性,、切削速度比碳化鎢高，可是由于質(zhì)脆,，故不適用于非連續(xù)或重車削,，只合適高速精削。
6 鉆石刀具：作稿級外表加工時,，可運用圓形或外表有刃緣的工業(yè)用鉆石來進行光制�,？傻玫礁鼮闈櫥耐獗�,，首要用來做銅合金或輕合金的精細車削，在車削時有---運用高速度,，蕞低需在60~100m/min,，一般在200~300m/min。
7 氧化硼：立方晶氧化硼(cbn)是近年來推廣的資料,，硬度與耐磨性僅次于鉆石,，此刀具適用于加工堅固、耐磨的鐵族合金和鎳基合金,、鈷基合金,。
車刀形狀及運用情形
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