铰刀设计
《金属切削原理与刀具》课程设计
铰
刀
的
设
计
组别
姓名
学号
目录
题目 (1)
第一章材料的选择 (2)
第二章铰刀的结构参数 (3)
1、几何角度 (3)
2、铰刀的直径与公差 (4)
3、齿数Z及分布 (6)
4、铰刀齿槽与尺寸 (7)
5、工作部分尺寸 (8)
6、非工作部分结构 (9)
第三章机用铰刀技术条件 (10)
零件图 (12)
题目
设计被铰孔的直径为Ф10H7mm，深度10mm，材料为A3钢，确定预置孔的直径为Ф8mm。
毛坯图：
第一章材料的选择
A3钢属于低碳钢，硬度低，塑性高，故切削变形大，切削温度高，易产生粘削和积削瘤，断削困难，不易达到小的粗糙度，切削低碳钢应选用较大前角和后角，应使切削刃锋利，提高切削速度。对于A3钢的切削，可以选用高速钢。高速钢是综合性能较好，应用范围最广的一种刀具材料。热处理后硬度达62-66HRC，抗弯强度约3.3GPa，耐热性约600℃，此外还具有热处理变形小，能锻造，易磨出较锋利的刃口等优点。具体工作部分可选择W9Mo3Cr4V,其高温热塑性好，淬火过热，脱碳敏感性小，有良好的切削性能。刀柄部分用45号钢。
第二章铰刀的结构参数
1、几何角度(见表１)
表１机用铰刀几何参数
导锥角ψψ＝45°
刃倾角λs一般λs＝0°；加工韧性较大材料时λs＝15°～20°
前角γp一般γp＝0°；粗铰韧性较大材料时γp＝5°～10°
螺旋角β一般β＝0°（直齿）；加工深孔或断续表面时可用螺旋齿铰刀，加工盲孔取右旋，加工通孔取左旋、加工灰铸铁、淬硬钢β＝7°～8 °，可锻铸铁、钢12°～20°，铝和轻金属35°～45°
主偏角κr 加工铸铁等脆性材料κr＝3°～5°加工钢等塑性材料κr＝12°～15°加工盲孔时κr＝45°
后角αp与刃带b a1直径
d0/mm
1～3 ＞3～10 ＞10～18 ＞18～30 ＞30～50 ＞50～80 后角αp14～18°10～14°8～12°6～10°6～10°6～10°刃带b a10.05～0.1 0.1～0.15 0.15～0.25 0.2～0.3 0.25～0.4 0.3～0.5
倒锥d01＜d0直径＜2.8 ＞2.8～6 ＞6～18 ＞18～32 ＞32～50 ＞50～80 倒锥量0.005～0.02 0.02～0.04 0.03～0.05 0.04～0.06 0.05～0.07 0.06～0.08
d02d02＝d0－（1.3～1.4）2A（A为铰孔单边余量）
所以，由表一得：铰刀的倒锥角ψ＝0，刃倾角λs＝0，前角γp＝0°，螺旋角β=0，主偏角κr＝12°，后角αp =10°，刃带b a1=0.15mm。倒锥量为0.04。
2、铰刀直径与公差
（1）铰刀的直径基本尺寸d0等于被铰孔的基本尺寸D
ω即：
do=Dω=10mm
（2）铰刀直径的制造公差G按GB4246－84规定等于
被铰孔公差IT的0.35倍，即：
G=0.35IT=0.015×0.035=0.005mm
铰刀公差和孔公差的配合如图2
图2铰刀公差和孔公差配置
（3）用高速钢铰刀铰孔后，孔径一般发生扩张，按GB4246－84规定铰刀直径的上限尺寸d0max等于孔的最大直径减0.15IT，即：
d omax=Dωmax－0.15IT=10.015－0.15×0.015=10.013mm
铰刀直径的下限尺寸d0min等于铰刀的最大直径d0max 减0.35IT，即：
d omin=d0max－0.35IT=10.013－0.005=10.008mm
查刀具设计手册得铰刀的尺寸为d0=10＋0.012＋0.006
铰刀直径与偏差见表2
表 2 GB1133－84所列铰刀直径与偏差
铰刀直径d0与分级范围
精度等级
H7H8H9
＞5.3～6 ＋0.010 ＋0.015 ＋0.025
＞6～10
＞10～18
＞18～30
＞30～50
＋0.005 ＋0.012 ＋0.006 ＋0.015 ＋0.008 ＋0.017 ＋0.009 ＋0.021 ＋0.012 ＋0.008 ＋0.018 ＋0.010 ＋0.022 ＋0.012 ＋0.028 ＋0.016 ＋0.033 ＋0.019 ＋0.014 ＋0.030 ＋0.017 ＋0.036 ＋0.020 ＋0.044 ＋0.025 ＋0.052 ＋0.030
3、齿数Z 及分布
铰刀齿数Z 影响铰孔质量、刀齿强度和容屑空间并与工件材料、铰刀直径有关。一般可按下式计算：
)4~2(5.10+d Z ＝
加工韧性材料时Z 取小值；加工脆性材料时Z 取大值。为了测量方便通常取偶数。刀齿在圆周上分布为制造方便一般取等齿距分布。Z 可按表3选取。
表3铰刀齿数
高速钢机用铰刀
直径d 0/mm 1～2.8 3～20 21～25 36～48 50～55 齿数Z
4
6
8
10
12
所以，铰刀齿数z=6，等齿距分布。
a)半圆形齿形 b)三角形齿形 c)五角形齿形
图3铰刀公差和孔公差配置
4、铰刀齿槽与尺寸 当铰刀直径d 0＜3mm 时铰刀齿槽形状可作成半圆形、三角形或五角形如图3所示。 当铰刀直径d 0≥3～20mm 时，
铰刀齿槽通常作成直线齿背截形；当铰刀直径d 0＞20mm 时，铰刀齿槽采用圆弧齿背截形形，尺寸见表图4。
表4铰刀齿槽形状与尺寸
A 型直线齿背
B 型圆弧齿背
铰刀直径
d 0 槽形 齿数
Z b a1 F
θ R r 基本尺寸 公差 ＞3～5.5 A 6 0.08～0.15 0.25～0.40 0.20 85° － 0.3 ＞5.5～10 A 6
0.10～0.20
0.50～0.70 0.20 85～90° － 0.5 ＞10～20 A 6～8 0.10～0.25 0.60～1.00 0.30 75～80° － 0.5 ＞20～28 B 8 0.15～0.30 1.00～1.20 0.40～
0.50 － 25 0.5～1 ＞28～34 B 8～10 0.20～0.40 1.30 0.50 － 20 1 ＞34～45 B 10～12 0.20～0.40 1.40～1.60 0.60 － 15 1 ＞45～50
B
12
0.25～0.50
1.70～1.80
0.60
－
20
1
所以，铰刀采用A 型直线齿背，该型号中取b a1=0.15，F=0.6，r=0.5，θ=85°。
5、工作部分尺寸
见表5
表 5 铰刀工作部分尺寸
项目采用值或计算公式
前导锥l3l3＝1～2
切削部分
l1
l1＝（1.3～1.4）Actgκr（A为铰孔单边余量）
圆柱校准
部分l2
l2＝(0.25～0.5)d0
工作部分l l＝(0.8～3)d0
圆弧半径r r＝0.5～1.5
所以，铰刀可取，前导锥l3=0，切削部分l1＝6.2mm，圆柱校准部分l2＝5mm，工作部分l＝(0.8～3)d0=30mm，圆弧半径r=1mm。
6.非工作部分结构 尺寸见表6。
表 6 莫氏锥柄机用高速钢铰刀非工作部分结构尺寸
直径 总长 刃长 颈部直径 莫氏锥号
5.5 138 26 4.5 1
6 7 150 31 5.5 8 156 33 6.5 9 162 36 7 10 168 38 8 11 175 41 12 182 44 9 13 182 44 10 14 189 47 15 204 50 11 2
16
210
52 12
17 214 54 13 18 219 56
14 19 223 58 15 20 228 60 16 21 232 62 17 22 237 64 23 241 66 24 264 66 19 3
25 268 68 20 26 273 70 27 277 71 21 28 22 30 281 73 23 32
317
77
25
4 铰刀柄部型式有圆柱形和圆锥形两种，圆锥柄为莫氏锥度。
铰刀尺寸可由表6得，莫氏锥度为1，总长L=168mm ，刃长l=30mm ，颈部长度d 03=8mm,取锥柄l 4=65.5mm 。
第三章 机用铰刀技术条件
（一）铰刀表面粗糙度见表７。
表７机用铰刀表面粗糙度Ra
铰刀部位 Ra （μm ）
高速钢机用铰刀
前刀面；切削部分后刀面；锥柄表面 0.63 齿背表面 5 直柄表面； 1.25 其余表面 10
（二）铰刀的位置公差见表８。
表８机用铰刀位置公差
项目
公差（mm）
切削部分校准部分
柄部
d0≤30 d0＞30
对公共轴线的径向圆跳
动
H7级0.015 0.01 0.015 H8、H9级0.02
所以，对公共轴线的径向圆跳动，切削部分为0.015，校准部分为0.01，柄部为0.01。
零件图
铰孔工艺
6．6 铰孔工艺、编程 材料： 45#钢，正火处理 图6-6-1圆周均布孔加工零件 6．6．1 铰孔加工工艺 1．铰孔加工概述 钻孔是在实体材料中钻出一个孔，而铰孔是扩大一个已经存在的孔。铰孔和钻孔、扩孔一样都是由刀具本身的尺寸来保证被加工孔的尺寸的，但铰孔的质量要高得多。铰孔时，铰刀从工件孔壁上切除微量金属层，以提高其尺寸精度和减小其表面粗糙度值，铰孔是孔的精加工方法之一，常用作直径不很大、硬度不太高的工件孔的精加工，也可用于磨孔或研孔前的预加工。机铰生产率高，劳动强度小，适宜于大批大量生产。 铰孔加工精度可达IT9～IT7级，表面粗糙度一般达Ra1.6～0.8μm。这是由于铰孔所用的铰刀结构特殊，加工余量小，并用很低的切削速度工作的缘故。 直径在100 mm以内的孔可以采用铰孔，孔径大于100 mm时，多用精镗代替铰孔。在镗床上铰孔时，孔的加工顺序一般为：钻(或扩)孔一镗孔一铰孔。对于直径小于12 mm的孔，由于孔小镗孔非常困难，一般先用中心钻定位，然后钻孔、扩孔，最后铰孔，这样才能保证孔的直线度和同轴度。 如图6-6-1所示的工件，加工6×φ20H7均布孔，孔面有Ra1.6的表面质量要求，适合用铰孔方法进行孔的精加工。 一般来说，对于IT8级精度的孔，只要铰削一次就能达到要求；IT7级精度的孔应铰两次，先用小于孔径0.05～0.2 mm的铰刀粗铰一次，再用符合孔径公差的铰刀精铰一次；IT6级精度的孔则应铰削三次。 铰孔对于纠正孔的位置误差的能力很差，因此，孔的有关位置精度应由铰孔前的预加工工序予以保证，在铰削前孔的预加工，应先进行减少和消除位置误差。如，对于同轴度和位
铰刀的结构及其工艺特点
铰刀的结构及其工艺特点铰刀一般由高速钢和硬质合金制造。 铰刀的精度等级分为H7、H8、H9三级，其公差由铰刀专用公差确定，分别适用于铰削H7、H8、H9公差等级的孔。多数铰刀又分为A、B两种类型，A型为直槽铰刀，B型为螺旋槽铰刀。螺旋槽铰刀切削平稳，适用于加工断续表面。 如图7－42为一般机用硬质合金铰刀的结构，它由工作部分、颈部和柄部组成。工作部分包括引导锥、切削部和校准部。为了使铰刀易于引入预制孔，在铰刀前端制出引导锥。校准部由圆柱部分和倒锥部分组成。圆柱部分用来校准孔的直径尺寸并提高孔的表面质量，以及在切削时增强导向作用；倒锥部分用来减小摩擦。铰刀的主要设计内容是确定工作部分的参数。 1．铰刀直径及其公差的确定 铰刀直径公差直接影响被加工孔的尺寸精度、铰刀制造成本和使用寿命。铰孔时，由于刀齿径向跳动以及铰削用量和切削液等因素会使孔径大于铰刀直径，称为铰孔“扩张”；而由于刀刃钝圆半径挤压孔壁，则会使孔产生恢复而缩小，称为铰孔“收缩”。一般“扩张”和“收缩”的因素同时存在，最后结果应由实验决定。经验表明：用高速钢铰刀铰孔一般发生扩张，用硬质合金铰刀铰孔一般发生收缩，铰 削薄壁孔时，也常发生收缩。 铰刀的公称直径等于孔的公称直径。铰刀的上下偏差则要考虑扩张量、收缩量，并留出必要的磨损公差。 图7－43所示为铰刀直径及其公差。
dω—工件直径; do—新铰刀直径; —工件孔公差; P—扩张量 Pa—收缩量; G—铰刀制造公差; N—铰刀磨损公差 若铰孔发生扩张现象，则设计及制造铰刀的最大、最小极限尺寸分别为： domax=dωmax-Pmax（6-1） domin=domax-G（6-2） 若铰孔发生收缩现象，则设计及制造铰刀的最大、最小极限尺寸分别为： domax=dωmax+Pamin（6-3） domin=domax-G（6-4） 国家标准规定：铰刀制造公差G＝0.35()。根据一般经验数据，高速钢铰刀可取Pmax＝0.1 5()；硬质合金铰刀铰孔后的收缩量往往因工件材料不同而不同，故常取Pamin＝0，或取Pami n＝0.1()。Pmax及Pamin的可靠确定办法是由实验测定。 2．铰刀的齿数及齿槽 铰刀的齿数影响铰孔精度、表面粗糙度、容屑空间和刀齿强度。其值一般按铰刀直径和工件材料确定。铰刀直径较大时，可取较多齿数；加工韧性材料时，齿数应取少些；加工脆性材料时，齿数可
硬质合金刀具基础知识
硬质合金刀具材料基础知识 文章来源：中国刀具信息网添加人：阿刀 硬质合金是使用最广泛的一类高速加工（HSM）刀具材料，此类材料是通过粉末冶金工艺生产的，由硬质碳化物（通常为碳化钨WC）颗粒和质地较软的金属结合剂组成。目前，有数百种不同成分的WC基硬质合金，它们中大部分都采用钴（Co）作为结合剂，镍（Ni）和铬（Cr）也是常用的结合剂元素，另外还可以添加其他一些合金元素。为什么有如此之多的硬质合金牌号？刀具制造商如何为某种特定的切削加工选择正确的刀具材料？为了回答这些问题，首先让我们了解一下使硬质合金成为一种理想刀具材料的各种特性。 硬度与韧性 WC-Co硬质合金在兼具硬度和韧性方面具有独到优势。碳化钨（WC）本身具有很高的硬度（超过刚玉或氧化铝），而且在工作温度升高时其硬度也很少下降。但是，它缺乏足够的韧性，而这对于切削刀具是必不可少的性能。为了利用碳化钨的高硬度，并改善其韧性，人们利用金属结合剂将碳化钨结合在一起，从而使这种材料既具有远远超过高速钢的硬度，同时又能够承受在大多数切削加工中的切削力。此外，它还能承受高速加工所产生的切削高温。 如今，几乎所有的WC-Co刀具和刀片都采用了涂层，因此，基体材料的作用似乎显得不太重要了。但实际上，正是WC-Co材料的高弹性系数（衡量刚度的指标，WC-Co的室温弹性系数约为高速钢的三倍）为涂层提供了不变形的基底。WC-Co基体还能提供所需要的韧性。这些性能都是WC-Co材料的基本特性，但也可以在生产硬质合金粉体时，通过调整材料成分和微观结构而定制材料性能。因此，刀具性能与特定加工的适配性在很大程度上取决于最初的制粉工艺。 制粉工艺 碳化钨粉是通过对钨（W）粉进行渗碳处理而获得的。碳化钨粉的特性（尤其是其粒度）主要取决于原料钨粉的粒度以及渗碳的温度和时间。化学控制也至关重要，碳含量必须保持恒定（接近重量比为6.13％的理论配比值）。为了通过后续工序来控制粉体粒度，可以在渗碳处理之前添加少量的钒和/或铬。不同的下游工艺条件和不同的最终加工用途需要采用特定的碳化钨粒度、碳含量、钒含量和铬含量的组合，通过这些组合的变化，可以产生各种不同的碳化钨粉。例如，碳化钨粉生产商ATI Alldyne公司共生产23种标准牌号的碳化钨粉，而根据用户要求定制的碳化钨粉品种可达标准牌号碳化钨粉的5倍以上。 在将碳化钨粉与金属结合剂一起进行混合碾磨以生产某种牌号硬质合金粉料时，可以采用各种不同的组合方式。最常用的钴含量为3%－25%（重量比），而在需要增强刀具抗腐蚀性的情况下，则需要加入镍和铬。此外，还可以通过添加其他合金成分，进一步改良金属结合剂。例如，在
铰刀设计
《金属切削原理与刀具》课程设计 铰 刀 的 设 计 组别 姓名 学号
目录 题目 (1) 第一章材料的选择 (2) 第二章铰刀的结构参数 (3) 1、几何角度 (3) 2、铰刀的直径与公差 (4) 3、齿数Z及分布 (6) 4、铰刀齿槽与尺寸 (7) 5、工作部分尺寸 (8) 6、非工作部分结构 (9) 第三章机用铰刀技术条件 (10) 零件图 (12)
题目 设计被铰孔的直径为Ф10H7mm，深度10mm，材料为A3钢，确定预置孔的直径为Ф8mm。 毛坯图：
第一章材料的选择 A3钢属于低碳钢，硬度低，塑性高，故切削变形大，切削温度高，易产生粘削和积削瘤，断削困难，不易达到小的粗糙度，切削低碳钢应选用较大前角和后角，应使切削刃锋利，提高切削速度。对于A3钢的切削，可以选用高速钢。高速钢是综合性能较好，应用范围最广的一种刀具材料。热处理后硬度达62-66HRC，抗弯强度约3.3GPa，耐热性约600℃，此外还具有热处理变形小，能锻造，易磨出较锋利的刃口等优点。具体工作部分可选择W9Mo3Cr4V,其高温热塑性好，淬火过热，脱碳敏感性小，有良好的切削性能。刀柄部分用45号钢。
第二章铰刀的结构参数 1、几何角度(见表１) 表１机用铰刀几何参数 导锥角ψψ＝45° 刃倾角λs一般λs＝0°；加工韧性较大材料时λs＝15°～20° 前角γp一般γp＝0°；粗铰韧性较大材料时γp＝5°～10° 螺旋角β一般β＝0°（直齿）；加工深孔或断续表面时可用螺旋齿铰刀，加工盲孔取右旋，加工通孔取左旋、加工灰铸铁、淬硬钢β＝7°～8 °，可锻铸铁、钢12°～20°，铝和轻金属35°～45° 主偏角κr 加工铸铁等脆性材料κr＝3°～5°加工钢等塑性材料κr＝12°～15°加工盲孔时κr＝45° 后角αp与刃带b a1直径 d0/mm 1～3 ＞3～10 ＞10～18 ＞18～30 ＞30～50 ＞50～80 后角αp14～18°10～14°8～12°6～10°6～10°6～10°刃带b a10.05～0.1 0.1～0.15 0.15～0.25 0.2～0.3 0.25～0.4 0.3～0.5 倒锥d01＜d0直径＜2.8 ＞2.8～6 ＞6～18 ＞18～32 ＞32～50 ＞50～80 倒锥量0.005～0.02 0.02～0.04 0.03～0.05 0.04～0.06 0.05～0.07 0.06～0.08 d02d02＝d0－（1.3～1.4）2A（A为铰孔单边余量） 所以，由表一得：铰刀的倒锥角ψ＝0，刃倾角λs＝0，前角γp＝0°，螺旋角β=0，主偏角κr＝12°，后角αp =10°，刃带b a1=0.15mm。倒锥量为0.04。
硬质合金铰刀及其标准化
硬质合金铰刀及其标准化 硬质合金铰刀作为一种高效切削工具问世以来，已越来越广泛地被采用。在ISO的硬质合金P, M和K类基础上，我国发展生产了碳化钨、碳化钻、碳化钛、碳化钽和钴等硬质合金材料，突破了高效铰削这一难关。 但是，对硬质合金铰刀如何正确设计、加工，特别是硬质合金铰刀各参数如何达到合理安排，使其标准化、优选化和系列化，并获得满意的经济效果，还是一个值得重视的课题。 1确定切削刃、校正刃、过渡刃刃带 铰刀的要害部位之一就是刃带，不同的被加工材料，不同的工件铰削余量及不同的工件与铰刀的相对转速决定着不同的刃带宽度。 生产中使用的铰刀常出现以下情况： 铰刀使用寿命短，刃带迅速磨损而报废； 铰刀表面粗糙度差，导致被加工工件孔的表面粗糙度更差； 工件经铰削加工后的孔变形，因而孔的圆度超差，往往造成产品报废。 分析现场使用后的硬质合金铰刀，发现所有报废的铰刀磨损量并不大，除靠近切削刃和过渡刃1～2mm处有磨损痕迹外，其余切削刃完好，因此得出结论：除了不断提高铰刀切削刃外圆的表面粗糙度要求外，还必须对硬质合金铰刀刃带宽度进行优化。经过多次生产实践和试验，找出了铰刀刃带宽度的最佳尺寸范围，见表1。 表1碳钢用硬质合金铰刀刃带宽度推荐值(mm) 表2硬质合金铰刀铰削不同硬度
图一 图二 2掌握材料变形规律，合理确定硬质合金铰刀公差 由于硬质合金铰刀与高速钢铰刀的切削状态不同，前者是切削加挤削，因此发热量大大超过了高速钢铰刀。用硬质合金铰刀进行高速铰削时，最高发热量可达800℃，工件由热变冷时，工件内孔收缩量大，铰刀不立即取出还会有被咬死现象。铰削中材料的硬度、单位切削力和铰削所产生的热量见表2。 不同的材料硬度和孔径，由于发热量变化，其变化规律如图1。 3正确制定企业标准，扩大硬质合金铰刀的使用范围 从以上分析中可以看出，我们在制定硬质合金铰刀标准时不能硬套上级标准，在采用国际标准和国家标准普遍原则的前提下，还要注意制定企业内控标准。针对不同特点制定的硬质合金铰刀公差原则已经被实践所证实，而且被广泛认可采纳。公差带如图2所示。 从图2可以看出，根据实际情况可设计多种位置不同的公差带。由于材料硬度变化，铰孔后材料收缩量也随之而改变，其铰刀的制造公差应随材料的膨胀或收缩值浮动，并且也可以超越产品公差带。
铰刀的结构及其工艺特点.doc
铰刀的结构及其工艺特点 铰刀一般由高速钢和硬质合金制造。 铰刀的精度等级分为H7、H8、H9三级,其公差由铰刀专用公差确定,分别适用于铰削H7、H8、H9公差等级的孔。多数铰刀又分为A、B两种类型,A型为直槽铰刀,B型为螺旋槽铰刀。螺旋槽铰刀切削平稳,适用于加工断续表面。 如图7－42为一般机用硬质合金铰刀的结构,它由工作部分、颈部和柄部组成。工作部分包括引导锥、切削部和校准部。为了使铰刀易于引入预制孔,在铰刀前端制出引导锥。校准部由圆柱部分和倒锥部分组成。圆柱部分用来校准孔的直径尺寸并提高孔的表面质量,以及在切削时增强导向作用；倒锥部分用来减小摩擦。铰刀的主要设计内容是确定工作部分的参数。 1．铰刀直径及其公差的确定 铰刀直径公差直接影响被加工孔的尺寸精度、铰刀制造成本和使用寿命。铰孔时,由于刀齿径向跳动以及铰削用量和切削液等因素会使孔径大于铰刀直径,称为铰孔“扩张”；而由于刀刃钝圆半径挤压孔壁,则会使孔产生恢复而缩小,称为铰孔“收缩”。一般“扩张”和“收缩”的因素同时存在,最后结果应由实验决定。经验表明：用高速钢铰刀铰孔一般发生扩张,用硬质合金铰刀铰孔一般发生收缩,铰削薄壁孔时,也常发生收缩。 铰刀的公称直径等于孔的公称直径。铰刀的上下偏差则要考虑扩张量、收缩量,并留出必要的磨损公差。 图7－43所示为铰刀直径及其公差。 dω—工件直径; do—新铰刀直径; —工件孔公差; P—扩张量 Pa—收缩量; G—铰刀制造公差; N—铰刀磨损公差 若铰孔发生扩张现象,则设计及制造铰刀的最大、最小极限尺寸分别为： domax=dωmax-Pmax（6-1） domin=domax-G（6-2） 若铰孔发生收缩现象,则设计及制造铰刀的最大、最小极限尺寸分别为： domax=dωmax+Pamin（6-3） domin=domax-G（6-4） 国家标准规定：铰刀制造公差G＝0.35()。根据一般经验数据,高速钢铰刀可取Pmax＝0.15()；硬质合金铰刀铰孔后的收缩量往往因工件材料不同而不同,故常取Pamin＝0,或取Pamin＝0.1()。Pmax及Pamin的可靠确定办法是由实验测定。 2．铰刀的齿数及齿槽 铰刀的齿数影响铰孔精度、表面粗糙度、容屑空间和刀齿强度。其值一般按铰刀直径和工件材料确定。铰刀直径较大时,可取较多齿数；加工韧性材料时,齿数应取少些；加工脆性材料时,齿数可取多些。为了便于测量铰刀直径,齿数应取偶数。在常用直径do=8~40mm范围内,一般取齿数＝4~8个。
铰刀设计原则及铰孔失效模式分析
铰刀设计原则及铰孔失效模式分析 在机械加工中，铰孔是用铰刀从工件切除微量金属层，以提高孔的尺寸精度和表面质量的加工方法，是普遍应用的孔的精加工方法之一。因为铰刀的齿数较多，导向性能好，心部的直径大，刀具的刚性好，加工余量小，可以获得IT9-IT7级直径尺寸精度，内孔表面粗糙度可控制在Ra1.6~0.8mm之间甚至更好。下面简述一下铰刀的基础知识: 一、铰刀直径及公差的确定原则： 在铰孔加工中，铰刀的直径与公差直接影响到被加工孔的尺寸精度、铰刀的制造成本与使用寿命。确定铰刀的直径公差应考虑被加工孔的公差Δ、铰孔时的扩张量P或收缩量P1、铰刀使用所需的磨损备磨量H和铰刀本身的制造公差G，见下图所示。 以上计算方法可为按被加工孔的尺寸精度来设计或研磨铰刀提供参考。为满足工艺要求，一般要先试铰，根据试铰情况来修正计算出的公差带，再确定铰刀实际尺寸及公差，投入使用。 但铰孔时还受机床主轴径向跳动、铰刀的安装偏差、铰刀各刀齿的径向跳动、冷却液、切削用量等因素的影响，使铰出孔的直径往往会“扩张”现象,此时铰刀的直径按下式确定:
domax=dwmax-Pmax (1)；domin=dwmax-Pmax-G （2）；dof=dwmin-Pmin (3). 公式中do---铰刀直径(mm)；dw---工件孔径(mm) ；dof---铰刀报废尺寸（mm）； P---铰刀扩张量，一般选取0.003～0.02mm；G---铰刀的制造公差。 在铰削时，也会发生铰出的孔径小于铰刀校准部分实际直径，即产生孔的“收缩”现象，例如用很小的切削锥的铰刀加工薄壁的韧性材料或用硬质合金铰刀高速铰孔时，铰后孔因弹性恢复而缩小。此时铰刀直径应按下式确定： domax=dwmax+P1min (4)；domin=dwmax-G （5）；dof=dwmin+P1max (6). 公式中P1---孔径收缩量，一般选取0.005～0.02mm。 铰刀磨损储备量H按下式确定： 铰孔后有扩张时H=domin-dof=domin-dwmin-Pmin (7)； 铰孔后有收缩时H=domin-dof=domin-dwmin-P1max (8)。 二、影响铰刀铰孔质量的主要因素： （一）铰刀几何参数。铰孔质量的好坏取决于铰刀本身的精度和表面粗糙度。因此，铰刀几何参数的合理选择，决定了被铰孔加工质量的好坏。 1--是铰刀直径。它是根据被加工孔的公称尺寸和公差以及在铰削过程中被加工孔的扩张量或收缩量决定的。 2--是铰刀的齿数。一般，铰刀的齿数愈多，铰孔的精度就越高，表面粗糙度值就越低，同时，分布在每个切削刃上的负荷也就小，有利于减少铰刀的磨损。但齿数增多后却降低了刀齿强度，减小了容屑槽。在切削时，切屑就不容易排出。特别是铰深孔和切削余量大时，因容屑槽被切屑堵塞，切削液流不进去，致使铰刀和工件因产生热量而变形，影响加工质量。铰刀的齿数一般都选用偶数。 3--是切削锥角。它主要是根据不同的加工材料和铰刀的类型来加以选择。
YG8硬质合金工艺设计(终)
YG8硬质合金工艺设计 一、Y G8硬质合金简介 硬质合金：硬质合金是以难熔金属硬质化合物（硬质相或陶瓷相）为基以金属为粘结剂（金属相），以粉末冶金的方法制出高硬度、高耐磨性材料，也称金属陶瓷材料。常用的硬质相是碳化物、氮化物、硼化物和硅化物。硬质合金广泛用作切削刀具、冲击工具、耐磨耐蚀零部件等，在切削加工、地质勘探、矿藏开采、石油钻井、模具制造等方面发挥重要作用。 释义：其牌号(YG8)是由“YG”（“硬、钴”两字汉语拼音字首）和平均含钴量的百分数组成。YG8，表示平均W（Co）=8%，其余为碳化钨的钨钴类硬质合金。 YG8是钨钴类材料，主要成分是碳化钨（WC）和粘结剂钴（Co）。耐磨性良好，是应力很大条件下的拉深模，适于拉制直径<50mm的钢、非铁金属丝及其合金线材或棒材，也用于尺寸较小工作载荷不大的冲压模和铆钉顶锻模。YG8是高级制模材料，不经热处理，内、外硬度均匀一致。适用于标准件、轴承等制作用的冷镦、冷冲、冷压模具的制作。 二、原料制备 1、WC粉的制备
钨粉的碳化工艺中总反应式为： W+C=WC 可分为通氢气和不通氢气两种情况。通氢气时，C+2H2=CH4，生成的CH4在高温不稳定，发生分解，此时的炭活性高，沉积在钨粉上，并向钨粉颗粒内部扩散，H2又与炭黑反应生成甲烷，如此往复循环。 碳化设备： ?石墨管电炉。优点是结构简单，升温速度快，工作温度高（可达2500℃）；缺点电阻小，需配备低电压高电流变压器，炉管寿命短。 ?感应碳化炉。生产中炉料受热均匀，生产中炉子升温快降温快，使用寿命比石墨管电炉长，但只能间断作业，设备消耗功率大。 ?全自动钼丝碳化炉。炉体采用自动进出料，送料机构和炉门边锁
硬质合金项目简介
一、硬质合金(hardmetal;cemented carbide ) :由作为主要组元的难熔金属碳化物和起相黏结作用的金属组成的烧结材料，具有高强度和高耐磨性。它由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。 精密硬质合金刀具是一种以硬质合金为材料的用于金属切削加工（含钻、镗、铣等）的工具，在汽车、船舶、飞机、电机、电子器件、超大规模集成电路、精密雷达、导弹火控系统以及精密机床仪器等关键成套装备和先进技术装备的零部件加工中扮演着及其重要的角色，被工业界誉为“机械工业的牙齿”，对振兴装备制造业、发展先进制造技术具有支撑性作用。 二、硬质合金刀具的现状与未来：随着当代科学技术的发展，特别是机械制造、电子通讯、航空航天、精密模具加工、机电、汽车制造等行业的飞速发展，作为他们的基础行业机械零件加工工具、精密仪器、模具等行业也需要提供更高技术及更新的产品。特别是目前，国内的这些行业正处于迅猛的发展时期，在高精密、高效率机械加工中对硬质合金精密切削工具的需求也在迅速增加，市场潜力十分巨大。 同时我国是钨资源大国，每年向国际市场提供了约3万吨钨制品，但多为初级半成品及少量硬质合金，而高附加值的深加工制品极少。高新技术产业的迅猛发展对硬质合金制品提出更苛刻的要求。在我国汽车工业和信息产业成为国家支柱产业后，各种高档次硬质合金制品及其深加工工具供需矛盾进一步加深。国内硬质合金制品主要是常规低中档产品，缺乏众多高档产品，因而外国高新技术产品大量涌入中国市场。仅汽车行业和机械电子行业每年需进口各种高档刀具花费高达3.5亿美元之巨，国内硬质合金高新产品市场，已逐渐被国外产品所垄断，中低档产品市场也将会受到冲击。这种状况与钨资源大国的地位极不相称。为此，国内各硬质合金厂家都在竭尽全力发展深加工钨制品，以振兴钨业、增强国力。 温州德普科技有限公司的精密硬质合金切削工具生产线项目，定位于“中高档产品”，瞄准国内外市场的新增长点，走自己的发展之路。近年来，国内硬质合金行业自身产品结构调整正向高挡次、高附加值产品转化，但步伐缓慢。特别是整体硬质合金刀具和非标异型精品等高附加值产品占合金总量的比例还很小。抓住这些新增长点，不仅有利于开拓国内外市场，替代进口、扩大出口，同时可以获得较高的收益。 据统计，我国硬质合金产品市场销售价远远低于世界市场价，中低档产品每吨售价仅相当于日本、瑞典产品售价的十五分之一。这表明产品质量档次的差距和价格增长的潜力很大。挤压型材和异型产品毛坯售价每吨大约在25-40万元，而精密加工刀具和非标精加工品每吨售价猛增至100-150万元，其附加值提高约2-5倍。但是这种具有竞争力的高附加值产品是以先进的生产工艺技术、质量控制手段和技术装备水平为前提，必须使项目的硬件设施与软件技术相匹配。本项目力争以多种形式采用国内外高精度高效能关键设备和先进的工艺质量控制技术与生产诀窍，需要选择以少投入、多收益的良性发展道路来发展高附加值产品。当代电子、通讯、能源、机械、汽车制造及航空航天等工业正在迅速地发展，各
铰刀及铰孔加工
铰刀按使用方式分为手用铰刀和机用铰刀;按铰孔形状分为圆柱铰刀和圆锥铰刀,(标准锥铰刀有1:50锥度销子铰刀和莫氏锥度铰刀两种类型).铰刀的容屑槽方向,有直槽和螺旋槽.常用的材质为高速钢.硬质合金镶片. 一.手工铰孔一般注意事项:1.工件要夹正.2.铰削过程中,两手用力要平衡.3.铰刀退出时,不能反转,因铰刀有后角,铰刀反转会使切屑塞在铰刀刀齿后面和孔壁之间,将孔壁划伤;同时,铰刀易磨损.4.铰刀使用完毕,要清擦干净,涂上机油,装盒以免碰伤刃口. 二.机铰时注意铰削速度和走刀量(查金属切削手册) 三.铰削中,必须采用合理的冷却润滑液. 在铰孔加工过程中，经常出现孔径超差、内孔表面粗糙度值高等诸多问题。 问题产生的原因 孔径增大，误差大 铰刀外径尺寸设计值偏大或铰刀刃口有毛刺；切削速度过高；进给量不当或加工余量过大；铰刀主偏角过大；铰刀弯曲；铰刀刃口上粘附着切屑瘤；刃磨时铰刀刃口摆差超差；切削液选择不合适；安装铰刀时锥柄表面油污未擦干净或锥面有磕碰伤；锥柄的扁尾偏位装入机床主轴后锥柄圆锥干涉；主轴弯曲或主轴轴承过松或损坏；铰刀浮动不灵活；与工件不同轴；手铰孔时两手用力不均匀，使铰刀左右晃动。 孔径缩小
铰刀外径尺寸设计值偏小；切削速度过低；进给量过大；铰刀主偏角过小；切削液选择不合适；刃磨时铰刀磨损部分未磨掉，弹性恢复使孔径缩小；铰钢件时，余量太大或铰刀不锋利，易产生弹性恢复，使孔径缩小；内孔不圆，孔径不合格。 铰出的内孔不圆 铰刀过长，刚性不足，铰削时产生振动；铰刀主偏角过小；铰刀刃带窄；铰孔余量偏；内孔表面有缺口、交叉孔；孔表面有砂眼、气孔；主轴轴承松动，无导向套，或铰刀与导向套配合间隙过大；由于薄壁工件装夹过紧，卸下后工件变形。 孔的内表面有明显的棱面 铰孔余量过大；铰刀切削部分后角过大；铰刀刃带过宽；工件表面有气孔、砂眼；主轴摆差过大。 内孔表面粗糙度值高 切削速度过高；切削液选择不合适；铰刀主偏角过大，铰刀刃口不在同一圆周上；铰孔余量太大；铰孔余量不均匀或太小，局部表面未铰到；铰刀切削部分摆差超差、刃口不锋利，表面粗糙；铰刀刃带过宽；铰孔时排屑不畅；铰刀过度磨损；铰刀碰伤，刃口留有毛刺或崩刃；刃口有积屑瘤；由于材料关系，不适用于零度前角或负前角铰刀。 铰刀的使用寿命低 铰刀材料不合适；铰刀在刃磨时烧伤；切削液选择不合适，切削液未能顺利地流动切削处；铰刀刃磨后表面粗糙度值太高。
硬质合金模具的设计与制造
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/2c4601892.html, 硬质合金模具的设计与制造 作者：王海霞 来源：《西部论丛》2019年第03期 摘要：硬质合模具是一种较为耐磨的工具，在生产过程中能够大大提高生产效率，减少 生产损耗，降低生产成本，是目前工业零件生产制造中运用较多的一种工具。本文主要对硬质合金模具的设计与制造进行了分析。 关键词：硬质合金模具；设计与制造；经验和方法 1.1模架 模架的设计和制造关系着冲压设备的生产质量，因此在进行模架设计时，要保证模架兼具有强度和刚度，要防止在冲压过程中刃口相啃及固定硬质合金的支持部分弯曲变形，减少因冲压设备而导致的零件生产问题。 在进行上下模架的设计时要保证硬度在25HRC到30HRC之间，平行度在0.01，保证模架的硬度和厚度都在合理的范围内；在进行导向装置的设计时，要保证硬质合金模具在工作中始终保持导向精准，一般来说会采用准确度高，耐磨，精准度强的过盈滚珠式导向；在模柄设计的过程中，一般采用的是浮动式模柄结构，这种结构的好处是能够减少设备误差对模具的影响，为生产质量提供保障。 在进行模架设计的过程中，还需要注意以下问题：首先是穆家制造的精准度一定要够高，以保证滚珠导柱模架的平行度；其次是要注意滚珠导柱模架的使用范围，一般来说间隙小，材料薄的零件生产更适合用滚珠导柱模架，而间隙大，质量要求不高的则采用一般模架更为经济合理。 1.2硬质合金材料选择 影响模具硬质合金材料选择的因素很多，主要参考条件是零件冲压的材料，工件的形状，工件的厚薄程度，工件的质量要求等，目前采用比较多的是钨钴类合金。 1.3模具间隙 硬质合金冲模冲裁的间隙和普通冲模冲裁的间隙差距是比较大的的，因为硬质合金模具的刃口部分磨损相较于普通冲模冲裁来说更大，在出事间隙为0.05mm，同样冲压100万次的情况下，硬质合金的间隙值会增加到0.25mm，而普通沖裁则不超过0.04mm。 1.4硬质合金上、下模的固定
机械加工如何选用铰刀
如何选用铰刀 1.概述 机械加工生产的铰刀是用于孔的精加工和半精加工的刀具。由于是精加工，故加工余量一般很小约0.1-0.2mm，这就要求铰刀的齿数多，修光刃长，为此其加工精度及表面粗糙度精度都必须较高，才能适合加工的需要。 铰刀普遍用来加工圆柱形孔，有时也可用来加工锥形孔，加工锥形孔的铰刀是锥形铰刀。按其使用情况可分为手用铰刀和机用铰刀，机用铰刀又可分为直柄铰刀和锥柄铰刀。 铰刀的规格型号以其加工工作部分直径划分，手用较刀为Φ2.8～22mm，直柄机用铰刀为Φ2.8～20mm，锥柄机用铰刀为Φ10～23mm。 铰刀由工作部分、颈部及柄部三部分组成。工作部分主要有切削部分和校准部分，校准部分由圆柱部分与倒锥部分组成。 2.检验标准 铰刀按不同的用途可分许多种，所以铰刀的标准很多，常用的有以下一些标准：GB1131-84《手用铰刀》，GB1132-84《直柄机用铰刀》，GB1133-84《锥柄机用铰刀》，GB4245-84《机用铰刀技术条件》，GB4246-84《铰刀专用公差》，GB1139-84《直柄莫氏圆锥铰刀》，GB1140-84《锥柄莫氏圆锥和公制圆锥铰刀》，GB4250-84《圆锥铰刀技术条件》，GB4251-84《硬质合金直柄机用铰刀》，GB4252-84《硬质合金锥柄机用铰刀》，GB4253-84《硬质合金铰刀技术条件》，GB4254-84《硬质合金可调节浮动铰刀》等。 3.机用铰刀的检验 (1)外观：铰刀表面不得有裂纹、划痕、锈迹以及磨削烧伤等影响使用性能的缺陷。 (3)铰刀校准部分直径应有倒锥度。 (4)材料：铰刀用W18CR4V、W6Mo5Cr4V2或其他牌号高速钢制造。焊接铰刀柄部用45号钢或同等以上性能的其他牌号钢材制造。 (5)硬度：铰刀的工作部分硬度应为63-66HRC。柄部或扁尾硬度：整体铰刀，直径d＜3mm时，不低于40HRC，直径d≥3mm时为40～55HRC；焊接铰刀为30～45HRC。
硬质合金模具设计-1
硬质合金模具设计----其对钢丝质量的影响 作者：汤玛斯.麦斯维尔 美国奎鹏模具公司 炼钢，以及金属制造这两门学科至今只有六十年的历史，然而制造钢丝这门技术却可以追溯到六千年前。正是因为这门技术的发展以及人们的不断钻研，使得我们在钢丝制造业中达到了这样一个水平：一个没有任何可动零件的小部件变成了钢丝制造业的核心部件。当你在思考钢丝制造流程的时候，你会发现每一个你所使用的设备，每一台拉丝机，每一台开卷机，每一个棒成型操作，每一个清洁操作，不论是用酸洗还是用机械的方法去除水垢，都是为了一个目的，那就是让这块金属通过一个圆锥形的洞-------人类所知道的构造最为简单机械之一。 尽 管无论核心模具冶金性质还是制造碳化钨的方法自从1965年钢丝绳制造手册卷1出版以来一直没有大的变化。在模具规格，整理程序，机械设备等地方还是有许多重要进展。直到最近，标准拉丝机模具可以被手工精确修整，提升了他们尺寸精确性上的变化。随着拉丝规格的不断精确化，模具所需要的精确性和坚固性也不断上升。机械模具精整设备的早期发展集中于粗糙打孔以及初步打磨步骤。剩余的最终抛光打磨步骤都被留下待手工完成。然而，今天的钢丝工业转向了那些可以用更低的成本提供更优异质量产品的生产方法。随着机械除水垢法和更高的中轧速度的广泛应用，工业上对碳合金模具的要求也在相应地逐步提高；对模具轮廓和规格做一些改动也变得十分必然。这些改变带来了新的全自动整套机械和新的训练技术的发展。这些机械和设备可以使操作员用预先设定好的进给调节参数和高效的切割率完整地制备模具。它可以制备出更高精度和坚固性的模具，因此增加了模具的性能，同时延长了模具的寿命。 碳合金模具 拉丝模具被描述为人们控制的设备中最为杰出的设备，因为它代表了一种简洁和高效的完美结合。
硬质合金刀具基础知识
硬质合金刀具材料基础知识浏览： 文章来源：中国刀具信息网添加人：阿刀添加时间：2011-01-31 硬质合金是使用最广泛的一类高速加工（HSM）刀具材料，此类材料是通过粉末冶金工艺生产的，由硬质碳化物（通常为碳化钨WC）颗粒和质地较软的金属结合剂组成。目前，有数百种不同成分的WC基硬质合金，它们中大部分都采用钴（Co）作为结合剂，镍（Ni）和铬（Cr）也是常用的结合剂元素，另外还可以添加其他一些合金元素。为什么有如此之多的硬质合金牌号？刀具制造商如何为某种特定的切削加工选择正确的刀具材料？为了回答这些问题，首先让我们了解一下使硬质合金成为一种理想刀具材料的各种特性。 硬度与韧性 WC-Co硬质合金在兼具硬度和韧性方面具有独到优势。碳化钨（WC）本身具有很高的硬度（超过刚玉或氧化铝），而且在工作温度升高时其硬度也很少下降。但是，它缺乏足够的韧性，而这对于切削刀具是必不可少的性能。为了利用碳化钨的高硬度，并改善其韧性，人们利用金属结合剂将碳化钨结合在一起，从而使这种材料既具有远远超过高速钢的硬度，同时又能够承受在大多数切削加工中的切削力。此外，它还能承受高速加工所产生的切削高温。 如今，几乎所有的WC-Co刀具和刀片都采用了涂层，因此，基体材料的作用似乎显得不太重要了。但实际上，正是WC-Co材料的高弹性系数（衡量刚度的指标，WC-Co的室温弹性系数约为高速钢的三倍）为涂层提供了不变形的基底。WC-Co基体还能提供所需要的韧性。这些性能都是WC-Co材料的基本特性，但也可以在生产硬质合金粉体时，通过调整材料成分和微观结构而定制材料性能。因此，刀具性能与特定加工的适配性在很大程度上取决于最初的制粉工艺。 制粉工艺 碳化钨粉是通过对钨（W）粉进行渗碳处理而获得的。碳化钨粉的特性（尤其是其粒度）主要取决于原料钨粉的粒度以及渗碳的温度和时间。化学控制也至关重要，碳含量必须保持恒定（接近重量比为6.13％的理论配比值）。为了通过后续工序来控制粉体粒度，可以在渗碳处理之前添加少量的钒和/或铬。不同的下游工艺条件和不同的最终加工用途需要采用特定的碳化钨粒度、碳含量、钒含量和铬含量的组合，通过这些组合的变化，可以产生各种不同的碳化钨粉。例如，碳化钨粉生产商ATI Alldyne公司共生产23种标准牌号的碳化钨粉，而根据用户要求定制的碳化钨粉品种可达标准牌号碳化钨粉的5倍以上。 在将碳化钨粉与金属结合剂一起进行混合碾磨以生产某种牌号硬质合金粉料时，可以采用各种不同的组合方式。最常用的钴含量为3%－25%（重量比），而在需要增强刀具抗腐蚀性的情况下，则需要加入镍和
硬质合金的发展及现状 现代工程材料
硬质合金的发展及现状 硬质合金是用粉末冶金法生产的由难熔金属化合物（硬质相）和粘结金属（粘结相）所构成的复合材料。具有高硬度、高耐磨性，高弹性模量，高抗压强度，化学稳定性好（耐酸、碱、高温氧化），冲击韧性较低，膨胀系数低，导热、导电与铁及其合金相近。硬质合金在耐磨件、刀具等方面有着广阔应用前景，今后相当长一段时间中国的国民经济仍将快速发展，将持续为硬质合金提供良好发展空间。 随着工业高速发展以及数控机床、加工中心在机械加工各领域的应用不断扩大，高性能高精度研磨涂层刀片及配套工具等高附加值硬质合金制品需求将不断增加。在未来几年里中国会成为世界上硬质合金行业最有竞争力的国家。硬质合金大范围的持续增长，大规模的市场应用在中国国民经济迅速发展的今天是不可逆转的趋势，目前中国硬质合金市场应用是鱼龙混杂，高精端的产品及技术也参次不齐，更高精度，高技术的硬质合金产品的市场需求要靠厂商去开发；面对庞大的市场需求，行业对硬质合金产品提出的更高要求，激烈的竞争中，有挑战也有机遇，虽然目前硬质合金的应用还有不少的局限性，很多更高标准，更高精度还不能普遍满足工业市场的需求。但是在未来5年内，中国硬质合金高精度高性能研磨涂层合金，高性能超细和纳米硬质合金，功能梯度合金等都会不断的研发生产，得到广泛的应用，从而更进一步满足工业制造的应用需求，促进硬质合金在不同行业和不同领域的应用需求不断扩大，形成一个良性，合理，有序的硬质合金发展市场。 一、中国硬质合金工业的现状 在钨工业中，硬质合金耗钨量约占总耗钨量的50%。因此，硬质合
金工业的发展对整个钨工业的发展起着十分重要的作用。中国硬质合金工业是从20世纪50年代初建设株洲硬质合金厂开始的，50多年来，从无到有，不断发展，取得了令世人瞩目的成就，但整体技术水平特别是高附加值制品的生产与世界先进水平比较仍存在较大差距。 1、取得的快速发展 硬质合金产量：20世纪80年代初期，世界硬质合金年产量2.5万吨左右时，中国硬质合金年产量约5千吨。进入21世纪，世界硬质合金年产量达到了3.8万吨左右，而中国硬质合金产量已快速增长到1.5万吨左右，超过世界硬质合金产量的三分之一。因此，从生产规模和生产量看，中国是世界名符其实的第一生产大国。 硬质合金出口创汇：随着中国改革开放的深入发展，中国硬质合金出口也取得了明显进步，年出口量1986年突破100吨，1992年突破400吨，1996年接近1000吨，到了2003年已超过2500吨，2004年更超过3000吨，跟产量一样同样占世界硬质合金市场流通量的三分之一。年创汇也从过去不到400万美元/年，增加到现在的7000万美元/年左右。 品种基本齐全：涉及应用于金属切削、矿山开采、拉拨模具、耐磨零件等各领域，包括其深加工产品，除部分高性能精度研磨涂层刀片及配套工具、高性能超细合金棒材和少量大异制品需从国外进口外，绝大部分产品中国均能生产。 装备和工艺技术不断提高：近几年，中国用于硬质合金生产的装备制造业发展很快，生产的设备技术水平也不断提升，为硬质合金企业设备更新换代创造了良好条件。一些实力较强的企业在此基础上再通过自身科研攻关以及必要的技术引进，生产装备和工艺技术整体水平有了很大提高。自动化制粉设备、高效球磨、喷雾干燥制粒、高精度全自动压
铰刀
铰刀进口铰刀与国产铰刀 铰刀螺旋度精度产地 价格也差很大从十几元钱 到几百元不等。铰刀用于、中小直 径孔的半精加工和精加工。铰刀加 工余量小，齿数多，刚性和导向性 好，铰孔精度达H7 H4 H8、H9级 等。就是加工的（孔公差）可达H7 级、的精度一定在7μm之内、德 国beck铰刀可以达到这一要求、东莞立浩数控刀具、多年来一直比较关注铰刀的制作工艺 三、铰刀种类与用途和精度公差 铰刀由工作部分、颈部和柄部组成、柄长、刃长、全长、逼空长 工作部分：切削部分、校准部分圆柱部分倒锥部分 铰刀的结构参数： d z kr γγαοθ 槽形角 后角 背前角 主偏角 齿数
直径 按使用方式可分为：手用铰刀，机用铰刀 机用铰刀用于成批生产时在机床上铰削普通材料和金属和非金属材质，难加工材料的孔。多孔的铰孔、比较小的孔和通孔和盲孔、 一下图表示新国标铰刀精度 二、铰削过程特点切削量 铰削过程是个非常复杂的切削、挤压和磨擦过程 1切削过程：余量较小，一般为0.05～0.2mm,Kγ＜15°,h0＜γn情况下切削 2此时起切削作用的前角为负,因而产生挤刮作用 3经受挤刮作用的已加工表面强性恢复,又受到校准部分后角为0°的刃带挤压与磨擦. 三、圆柱机用铰刀设计与理念 一、铰刀直径公差下图 (c)
2通常按直径确定齿数，齿数取偶数 1铰刀刀齿在圆周上，可采用：等齿距分布：制造容易，得到广泛应用不等齿距分布：为避免铰刀颤振时使刀齿切入的凹痕定向重复加深，做成对顶齿间角相等的不等齿距分布。 2齿槽形状 3铰刀齿槽 4`直齿：铰刀制造、刃磨、检验方便，故得广泛使用 5螺旋槽铰刀：具有切削轻快、平稳、排屑好等优点，主要用于钻深孔和带断续表面的孔 左旋：加工通孔；右旋：加工盲孔 ㈢铰刀几何角度 1、Kr ①手用铰刀Kr=1°～1°30` ②机用铰刀 铰削钢、韧性金属Kr=12°～15° 铰削育孔Kr=45° 2、背前角γp、后角α0 3、刃倾角λs
《超硬材料与硬质合金》课程教学大纲
《超硬材料与硬质合金》课程教学大纲 课程代码：050542017 课程英文名称：Superhard Materials and Cemented Carbide 课程总学时：24 讲课：24 实验：0 上机：0 适用专业：粉体材料科学与工程 大纲编写（修订）时间：2017. 3 一、大纲使用说明: （一）课程地位及教学目标 （1）课程的地位 本课程是粉体材料工程专业的专业方向课，选修课。 （2）教学目标 使学生学习和掌握包括硬质材料与硬质合金材料基础知识、材料制备基础知识以及材料应用基础知识等系统的、深入的专业知识。通过学习搭建粉体材料科学与工程专业基础知识与本课程知识之间以及本课程知识与粉末冶金原理知识之间的桥梁与有机联系，拓展与夯实学生的专业知识。 （二）知识、能力、技能方面的基本要求 （1）知识方面的基本要求 掌握超硬刀具材料与制备以及超硬涂层及其制备与应用、硬质合金部分包括硬质合金关键原材料制备、硬质合金混合料制备、硬质合金的成形技术与烧结技术、硬质合金材料制备基础理论、硬质合金材料体系及其材料与制备技术的现状与未来发展趋势等。 （2）能力方面的基本要求 要求学生掌握硬质合金的基本知识，了解硬质合金材料的生产工艺、制备技术及行业发展趋势。 （3）技能方面的基本要求 具备制备、加工硬质合金材料的必要的基础知识和基本技能。 （三）实施说明 1.教学以课堂讲授为主。大纲实施中要注意教授学生学会分析、解决问题的方法，处理好重点与难点，将各种理论、分析方法的实际应用纳入教学过程，使学生能够利用所学知识解决实际问题。在教学方法上，要注意现代教学手段与理念的应用，做到讲授与实际有机结合。着重介绍基本概念、基本理论、基本技能，重点强化学生运用知识的能力。 2.采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；通过作业调动学生学习的主观能动性，培养学生的自学能力。 （四）对先修课的要求 在讲授本课前，学生应修无机材料科学基础、粉末冶金原理等专业课程。 （五）对习题课、实验环节的要求 1.对重点、难点章节安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。 2.课后作业少而精，内容多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及理论应用方面的内容，作业巩固所学理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，对作业中的重点、难点，适当安排课内讲评作业。学生必须独立、按时完成课外习题和作业。 （六）课程考核方式
硬质合金刀具材料简介
硬质合金刀具材料简介 刀具行业是整个机械制造行业的基础产业，其水平高低直接影响一个国家国民经济发展的支柱产业，如汽车工业、家电和航空工业等。先进的切削工具是实现生产过程优质、高效、低耗必不可少的条件和保证，而先进的切削工具很大程度上又取决于刀具的材料技术。因此，刀具材料的开发、推广和正确选用是推动制造技术发展进步的重要动力，也是提高产品质量、降低加工成本和提高生产率的重要手段。一般来讲，刀具的切削性能除了与刀具的材料直接相关外，还与刀具的几何形状和结构相关。当然，在这些因素中，刀具材料最为重要，它对刀具的耐用度、加工效率、加工质量和加工成本影响极大。因此，了解刀具材料的性能并正确选用是刀具设计和使用的重要内容之一。刀具材料的种类较多，主要有高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石和立方氮化硼等，我国目前应用最多的刀具材料是高速钢和硬质合金，下面我们就较常用的硬质合金刀具材料的成分、性能和应用范围作详细介绍。 硬质合金是由高硬度、难熔金属化合物粉末（如WC、TiC、TaC、NbC等高温碳化物）和金属粘结剂（Co、Mo、Ni等）烧结而成的粉末冶金制品。由于硬质合金成分中含有大量熔点高、硬度高、化学稳定性好的碳化物，因此，硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性都很高。硬质合金的常温硬度一般为89~93HRA,相当于78~82HRC,允许的切削温度高达800℃~1000℃，即使在540℃时其硬度仍保持在77~85HRA,相当于高速钢的常温硬度。因此，硬质合金的切削性能比高速钢高得多，在相同耐用度情况下，硬质合金允许的切削速度比高速钢高4倍~10倍，切削速度可达100m/min以上，可以切削高速钢刀具切削不了的各类难加工材料如淬硬钢。但由于其抗弯强度较低（约为高速钢的1/2~1/4）、冲击韧性（约为高速钢的（1/8~1/30）和工艺性差，因此，目前硬质合金材料主要用于刃形简单、无冲击性的非断续切削加工刀具制作中。 当硬质合金中碳化物含量较高时，硬度就高，但抗弯强度就相对较低；当粘结剂含量较高时，则抗弯强度较高，硬度较低。 ISO将硬质合金分为P、K和M三大类，该三大类硬质合金的主要成分都是WC,故又统称为WC基硬质合金。 K类相当于我国的钨钴类硬质合金，代号为YG,主要由WC和Co组成。YG类硬质合金的抗弯强度和冲击韧性均较好，适合于脆性材料的加工，可用于铸铁、有色金属及其合金和非金属材料的加工。YG类硬质合金随含钴量的增加，其硬度降低，而抗弯强度则增大，承受冲击的能力增强，适合于粗加工。反之，则硬度、耐磨性和耐热性增加，适合于精加工。 P类相当于我国的钨钴钛类硬质合金，代号为YT，其成分除了WC和Co外，还含有5%~30%的TiC , 因TiC的硬度和熔点均高于WC，故此类硬质合金的硬度、耐磨性和耐热性均高于YG类，而抗弯强度和冲击韧性则略低。随着TiC含量的增高，材料的硬度、耐热性和耐磨性愈来愈好，而抗弯强度和冲击韧性则降低。YT类硬质合金一般可以用于钢料的高速切削。 M类相当于我国的钨钛钽（铌）钴类硬质合金，代号为YW类，它是在上述硬质合金成分中加入一定含量的TaC或NbC以提高硬质合金材料的高温硬度、高温强度和耐磨性。YW类的特点是：综合性能好，适用范围广，可用于各类铸铁、钢料、不锈钢和高温合金等的加工。 随着各种超细晶粒硬质合金以及涂层硬质合金材料的不断涌现，硬质合金材料的性能得到了极大地改善，硬质合金的抗弯强度、冲击韧性和耐磨性都得到了极大的提高，硬质合金在复杂刀具领域也开始大量应用，如钻头、铰刀、丝锥、铣刀、滚刀和拉刀等都开始大量采用硬质合金材料制造。随着硬质合金性能的不断改善和刀具几何参数的不断优化，硬质合金的应用将会更广。 为了便于大家查阅和正确选用，我们将常用硬质合金和部分新型硬质合金刀具材料的牌号、性能和适用范围以及硬质合金刀具材料的选用分别列于表1-4、表1-5和表1-6。