PCD刀具加工有色金属是大规模工业生产的，不同的铝合金其加工效果也不尽相同。PCD刀具一般采用锋利切削刃，在刀具使用初期出现表面质量差的现象，随着刀具使用时间的增加，其加工质量越来越好，这是由于PCD刀具在切削过程中锋利刃口的逐渐钝化所致。在切削加工中，刃口钝化是影响刀具性能和寿命的重要因素。刀具经刃磨后刃口会存在毛刺和微缺口，这种微缺口会影响刀具寿命和加工工件表面质量。刃口钝化能有效去除小的毛刺和微缺口，得到光滑均匀的切削刃，从而提高工件表面质量。刃口光滑性的提高能有效预防积屑瘤的产生。钝化能够提高和改善刀具的抗拉强度和刃口韧性，增加刀具强度，从而提高刀具寿命，减小因峰刃缺陷而引起的初期不稳定磨损。刀具在涂层之前需经过钝化处理，提高刀具表面光洁度，从而使涂层牢固。
图1 刀具钝化实验装置
目前关于钝化的研究主要针对硬质合金，而对于PCD刀具钝化的研究较少。本文探索一种PCD刀具的钝化方法及其对铝合金加工表面粗糙度的影响。通过国产小型钝化机对PCD刀片进行钝化，并研究了钝化加工参数对钝化后刃口的影响，为选择合理的钝化加工参数提供参考。通过单因素试验探究了钝化对表面粗糙度的影响，研究分析了不同切削参数下钝化刀具对车削1060铝合金表面粗糙的影响规律。
刃口钝化试验研究
如图1所示，本试验钝化设备为2MQ6712D小型可转位刀片刃口钝化机，用含金刚石磨料的盘刷对PCD刀具进行钝化。采用特殊的装夹方式进行钝化，可以使钝化后的刃口成倒圆形。钝化后的刀片垂直于切削刃磨一个端面，从图中可以看出钝化后的刃口呈倒圆形（见图2）。
图2 钝化后切削刃的剖面图
小型可转位刀片刃口钝化机主要利用刀具与磨料刷的相对运动形成磨损，从而达到钝化的目的。磨料刷对切削刃的磨损形式主要为磨料磨损，去除过程中切削刃的加工质量和加工效率取决于尼龙丝对切削刃的碰撞作用。随着转速的提高和磨料颗粒的增大，磨料颗粒的动能增大，碰撞过程越剧烈。但过大的转速和磨料颗粒在钝化过程中会导致切削刃崩刃或者崩块，降低了切削刃的表面质量。通过试验发现，选择合适的转速和磨料颗粒在保证加工效率的同时有利于提高切削刃的钝化质量。因此本试验选用丝径4mm含800目金刚石磨料的磨料刷，转速800r/min，切削刃和磨料刷接触长度为2mm，在该条件下能够得到较好表面质量的切削刃。图2为切削刃钝化后的微观形貌，从图中可以看出选择上述钝化加工参数得到的钝化后的刃口很光滑均匀，随着钝化时间的改变可以得到不同大小的钝化半径。
通过图2和图3可以看出，利用国产小型可转位刀片刃口钝化机，采用特殊的装夹方式并选用合理的钝化加工参数对PCD刀片进行钝化，可以得到光滑均匀的倒圆刃。
图3 钝化后的切削刃的形貌
单因素切削试验
在相同的切削条件下，采用相同切削参数对比钝化与未钝化的PCD刀具车削1060铝合金材料对表面粗糙度的影响规律。为了进一步研究切削深度对钝化刀具所形成表面粗糙度的影响，选用较小切削深度参数分析切削深度对表面粗糙度的影响。
1.试验条件
机床参数：SK50P/750型数控车床；工件材料：1060铝合金，工件尺寸Φ70mm×250mm圆棒；刀杆型号：SDJCR2525M11；刀片参数：PCD刀片型号DCMW11T304，粒度约10μm。测量仪器：车削后工件的表面粗糙度的测量采用触针式表面粗糙度仪（时代TR200），取样长度2.5mm，取样数量5，在不同位置取5次样计算平均值。PCD刀具的主要几何参数如表1所示。
表1 PCD车刀的主要几何参数
2.试验方案
采用钝化和未钝化两种PCD车刀车削工件外圆，选取的刀具钝化值约为18μm。冷却方式为乳化液冷却，切削参数及测量结果如表2和表3所示，钝化和未钝化刀具均采用此组参数。
试验结果分析
1.不同切削参数下PCD刀具钝化对表面粗糙度的影响分析
表2 切削参数及实验结果
根据表2中所得的试验结果绘制各参数对表面粗糙度影响图，图4为钝化和未钝化两种刀具切削速度对表面粗糙度的影响，可见，钝化刀具加工工件表面粗糙度总体低于未钝化刀具。钝化和未钝化刀具加工工件表面粗糙度都随切削速度的增大而增大，但增大幅度很小。
图4 钝化和未钝化刀具切削速度对表面粗糙度的影响
图5为钝化和未钝化两种刀具进给量对表面粗糙度的影响。从图中可以看出，钝化和未钝化刀具随着进给量的增加表面粗糙度呈增大趋势，且增大的幅度较大。在进给量较小时，钝化和未钝化刀具车削所形成表面粗糙度区别不大；随着进给量的增大，钝化对表面粗糙度的影响越来越明显，在进给较大时钝化刀具车削所形成表面粗糙度明显小于未钝化刀具。
图5 钝化和未钝化两种刀具进给量对表面粗糙度的影响
图6为钝化和未钝化两种刀具切削深度对表面粗糙度的影响。从图中可以看出，钝化刀具加工工件表面粗糙度总体低于未钝化刀具。在0.1-06mm切削深度范围内，切削深度对表面粗糙度影响不大。
图6 钝化和未钝化两种刀具切削深度对表面粗糙度的影响
由上述分析可知，PCD刀具车削1060铝合金时进给量对表面粗糙度的影响，速度和切削深度对表面粗糙度的影响较小。在不同切削参数下钝化后的刀具所形成表面粗糙度低于未钝化刀具，随着进给量的增大钝化对表面粗糙度的影响越来越大。这是由于钝化后的刀具在刃口处形成了一个光滑均匀的倒圆刃，消除了刃磨后的微缺口，同时由于钝化半径的存在对已加工表面起挤压修光作用，因此钝化后的刀具车削所形成的工件表面质量更高。
2.钝化刀具在小切削深度时对表面粗糙度的影响
通过分析可知，在所选的切削深度范围内，切削深度对表面粗糙度基本没有影响。为了进一步研究切削深度对钝化刀具车削形成的表面粗糙度的影响规律，采用小切削深度，研究钝化对车削所形成的表面粗糙度的影响。测量结果见表3。
表3 小切削深度参数对表面粗糙度的影响
根据表3中实验结果绘制切削深度对表面粗糙度影响规律如图7所示。从图中可以看出，在切削深度为20μm时，钝化刀具所形成表面粗糙度比同一条件下其他切削深度所形成的表面粗糙度低，未钝化刀具没有此现象。可见，当切削深度约为20μm时，钝化半径对表面粗糙度的影响比较明显。
图7 小切削深度对表面粗糙度的影响
小结
（1）采用特殊的装夹方式，在合理的加工参数下通过国产小型钝化机作钝化处理后，可以得到光滑均匀的正倒圆切削刃。
（2）PCD刀具车削1060铝合金时，进给量对表面粗糙度的影响，切削速度和切削深度对表面粗糙度的影响较小。在相同切削条件下，使用相同切削参数钝化刀具车削1060铝合金所获得的表面粗糙度低于未钝化刀具。随着进给量的增大，钝化对表面粗糙度的影响越来越大，在进给量较大时钝化刀具车削所形成表面粗糙度明显小于未钝化刀具。刀具经钝化后消除了刃口毛刺和微刃口，同时在刃口处形成一个倒圆形刃口半径。刃口半径的存在对工件已加工表面起到了挤压修光作用，提高了工件表面质量。
（3）钝化刀具在切削深度为20μm时加工获得的表面粗糙度低于其他切削深度，钝化对表面粗糙度的影响比较明显。
德国轿车齿轮加工技能，震撼解读！
现在，我国已成为世界地一轿车制作与销售大国，轿车制作业已成为我国经济不可或缺的支柱产业。轿车齿轮制作与运用量（主机及配件运用）无疑成为世界地一。
轿车齿轮作为轿车上要害零件，首要用于传递动力和运动，并通过它们来改动发动机曲轴和主轴齿轮的速比。因为轿车行进状况随路况随机改变，因而轿车齿轮的工作状况非常复杂，这就要求轿车齿轮具有杰出的内质量。
轿车齿轮热处理工艺、特点与效果
轿车齿轮的内涵质量首要是指齿轮的显微安排、力学功能等目标满意技能要求，一起其他缺陷必须操控在规则的技能范围之内。
轿车齿轮内涵质量的好坏是决定齿轮质量的要害，其彻底取决于热处理质量，是齿轮完成低噪声、，长寿命的要害因素。
轿车齿轮热处理（工艺）包括：一是普通热处理，如退火、正火、淬火、回火、调质；二是外表热处理，其包括外表淬火（如感应淬火、激光淬火等）和化学热处理（如渗碳、碳氮共渗、渗氮、氮碳共渗等）。
1调质
调质是将齿轮等零件淬火后进行高温（500~650℃）回火的操作。调质处理常用于含碳量0.3%~0.5%（质量分数）的碳素钢或合金钢制作的齿轮。
调质能够细化晶粒，并获得均匀、具有必定弥散度、尤秀力学功能的回火索氏体安排。一般经调质处理后，齿轮硬度可达220~285HBW。调质齿轮的归纳功能优于正火。
调质常用于齿轮的准备热处理（如渗氮、感应淬火前的调质处理）和终究热处理。
2外表淬火
齿轮齿面淬火硬度一般为45~55HRC。外表淬火齿轮承载才能高，并能够承受冲击载荷。通常外表淬火齿轮的毛坯经正火或调质处理，以便使齿轮心部有必定的强度和韧度。
外表淬火首要有感应淬火、激光淬火与火焰淬火等。与渗碳淬火比较，外表淬火变形小、成本低、。
轿车齿轮外表淬火首要选用感应淬火工艺。因为感应加热速度快，几乎没有氧化、脱碳，齿轮变形很小，还易于完成局部加热及主动化生产，热处理成本低。因而，在现代化轿车行业中得到广泛应用。
3渗碳与碳氮共渗
渗碳淬火
渗碳淬火是先将齿轮等零件放入渗碳介质中，在880~950℃下加热、保温，使齿轮外表增碳，然后进行淬火。
轿车齿轮常用气体渗碳工艺。渗碳淬火、回火后齿轮外表硬度一般在58~63HRC。现在，渗碳淬火已经成为重要轿车齿轮（如差速器齿轮、驱动桥主从动弧齿锥齿轮、变速器齿轮等）的主导热处理工艺。
碳氮共渗
近几年轿车用主动变速器AIT渗碳齿轮的齿面在工作中的实践温度约达300℃，远高于正常的回火温度（150~200℃）。这种外表的温度将导致硬度下降，引发点蚀的产生。选用碳氮共渗后喷丸硬化可进步疲惫强度。在碳氮共渗时，随着含氮量的添加ΔHV（硬度降）进步，抗回火功能进步，抗回火温度到达300℃。
4渗氮与氮碳共渗
渗氮
渗氮是向齿轮等零件外表进入氮原子形成氮化层的化学热处理工艺。渗氮能够进步齿轮外表硬度、耐磨性、疲惫强度及抗蚀才能。渗氮处理温度低，因而齿轮变形小，无需磨削或只需精磨即可。
日本在轿车变速器齿轮热处理时选用渗氮工艺，德国Clocker-离子公司将离子渗氮应用于轿车齿轮，均进步了齿轮精度和运用寿命。
氮碳共渗
氮碳共渗是以渗氮为主一起进入碳的化学热处理工艺。氮碳共渗能够显著进步齿轮的耐磨性、抗胶合和抗擦伤才能、耐疲惫功能及耐腐蚀功能。现在，气体氮碳共渗应用于轿车、轻型客车变速器齿轮等零件。
轿车齿轮热处理的开展趋势
未来轿车齿轮正向重载、高速、和率等方向开展，并力求尺寸小、重量轻、寿命长和经济可靠。
（1）高品质
首要表现在：资料的均匀性，即要求资料具有杰出的成分和安排的均匀性；温度场和流体场，即不断改进温度场和各种流体场，如渗碳、渗氮、碳氮共渗的流体场和淬火的液体场的改进，进一步进步齿轮内涵质量。
（2）低能耗
齿轮热处理***配备的研制和开展，如开发更好的炉衬耐热和保温节能资料，尽可能下降炉壁温升，削减炉壁热损耗；废热归纳使用，如铸造余热的使用，进行铸造余热正火等，下降齿轮成本。
（3）环保
研究开发齿轮的新工艺，这些新工艺少（无）污染、环保，如低压真空渗碳、离子渗氮、双频感应淬火、激光淬火、稀土及BH催渗等技能的开展。
（4）智能化
智能化是齿轮热处理操控技能开展的必然趋势，计算机、传感器、智能库将构成智能热处理的中心，首要表现在：依据齿轮等零件的资料、技能要求等，体系主动生成工艺；生产过程的彻底闭环主动操控；齿轮等零件的热处理质量的预测、预判；体系故障主动诊断与处置；在线的自适应及应急应变才能，如开发了离子渗氮、碳氮共渗所用的氮势传感器和低压渗碳的碳势传感器等。
?加工中心常用的几种刀具
1加工中心常用的几种刀具
在加工中心上，其主轴转速较一般机床的主轴转速高1～2倍，某些特殊用处的数控机床、加工中心主轴转速高达数万转，因而数控机床用刀具的强度与耐用度至关重要。目前涂层刀具与立方氮化硼等刀具已广泛用于加工中心，淘瓷刀具与金刚石刀具也开端在加工中心上运用。一般来说，数控机床用刀具应具有较高的耐用度和刚度，刀具资料抗脆性好，有良好的断屑功用和可调易替换等特色。例如，在数控机床上进行铣削加工时挑选刀具要注意如下关键：
平面铣削时应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般铣削时，尽量选用二次走刀加工，地一次走刀蕞好用端铣刀粗铣，沿工件外表接连走刀。选好每次走刀宽度和铣刀直径，使接刀痕不影响精切走刀精度。因而加工余量大又不均匀时，铣刀直径要选小些，反之，选大些。精加工时铣刀直径要选大些，蕞好能容纳加工面的整个宽度。
加工中心刀具
立铣刀和镶硬质合金刀片的端铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口面。为了轴向进给时易于吃刀，要选用端齿特殊刃磨的铣刀，如图a所示。为了减少振动，可选用图b所示的非等距三齿或四齿铣刀。为了加强铣刀强度，应加大锥形刀心，变化槽深，如图c所示。
为了提高槽宽的加工精度，减少铣刀的种类，加工时可选用直径比槽宽小的铣刀，先铣槽的中间部分，然后用刀具半径补偿功用铣槽的两边。
铣削平面零件的周边概括一般选用立铣刀。刀具的结构参数可参考如下：
①刀具半径R应小于零件内概括的蕞小曲率半径ρ，一般取R=(O.8～0.9)ρ。
②零件的加工高度H≤(1／4～1／6)R确保刀具有足够的刚度。
③粗加工内型面时，刀具直径可按下式估算(见下图)：
式中，δ1为槽的精加工余量；δ为加工内型面时的蕞大允许精加工余量；φ为零件内壁的蕞小夹角；D为工件内型面蕞小圆弧直径。
加工中心刀具图纸
数控加工中心加工曲面和变斜角概括外形时常用球头刀、环形刀、鼓形刀和锥形刀等，见下图。图中的O点表示刀位点，即编程时用来计算刀具方位的基准点。加工曲面时球头刀的使用普遍。可是越接近球头刀的底部，切削条件就越差，因而近来有用环形刀(包含瓶底刀)替代球头刀的趋势。鼓形刀和锥形刀都可用来加工变斜角零件，这是单件或小批量出产中取代四坐标或五坐标机床的一种变通办法。鼓形刀的刃口纵剖面磨成圆弧R1，加工中操控刀具的上下方位，相应改动刀刃的切削部位，可以在工件上切出从负到正的不同斜角值。圆弧半径R1越小，刀具所能习惯的斜角规模就越广，可是行切得到的工件外表质量就越差。鼓形刀的缺陷是刃磨困难，切削条件差，并且不习惯于加工内缘外表。锥形刀的状况相反，刃磨容易，切削条件好，加工，工件外表质量也较好，可是加工变斜角零件的灵活性小。当工件的斜角变化规模大时需求中途分阶段换刀，留下的金属残痕多，增大了手工锉修量。
2对刀技巧
对刀分为对刀仪对刀及直接对刀。我厂大部分车床无对刀仪，为直接对刀，以下所说对刀技巧为直接对刀。 先挑选零件右端面中心为对刀点，并设为零点，机床回原点后，每一把需求用到的刀具都以零件右端面中心为零点对刀;刀具接触到右端面输入Z0点击丈量，刀具的刀补值里边就会自动记录下丈量的数值，这表示Z轴对刀对好了，X对刀为试切对刀，用刀具车零件外圆少些，丈量被车外圆数值（如x为20mm）输入x20,点击丈量，刀补值会自动记录下丈量的数值，这时x轴也对好了；这种对刀方法，就算机床断电，来电重启后仍然不会改动对刀值，可适用于大批量长期出产同一零件，其间封闭车床也不需求重新对刀
3依据资料硬度挑选合理的转速、进给量及切深。
1、碳钢资料挑选高转速，高进给量，大切深。如：1Gr11，挑选S1600、F0.2、切深
2mm;
2、硬质合金挑选低转速、低进给量、小切深。如：GH4033，挑选S800、F0.08、切深0.5mm ;
3、钛合金挑选低转速、高进给量、小切深。如：Ti6，挑选S400、F0.2、切深0.3mm。以我加工某零件为例：资料为K414，此资料为特硬资料，通过屡次实验，终究挑选为S360、F0.1、切深0.2，才加工出合格零件
4车刀刃磨操作口诀
常用车刀种类和资料，砂轮的选用
常用车刀五大类，切削用处各不同，
外圆内孔和螺纹，切断成形也常用；
车刀刃形分三种，直线曲线加复合；
车刀资料种类多，常用碳钢氧化铝，
硬质合金碳化硅，依据资料选砂轮；
砂轮颗粒分粒度，粗细不同勿乱用；
粗砂轮磨粗车刀，精车刀选细砂轮。
5车刀刃磨操作技巧与注意事项
刃磨开机先查看，设备安全重要；
砂轮转速稳定后，双手握刀立轮侧；
两肘夹紧腰部处，刃磨平稳防抖动；
车刀高低须操控，砂轮水平中心处；
刀压砂轮力适中，反力太大易打滑；
手持车刀均匀移，温高烫手则暂离；
刀离砂轮应小心，保护刀尖先抬起；
高速刚刀可水冷，避免退火保硬度；
硬质合金勿水淬，骤冷易使刀具裂；
先停磨削后停机，人离机房断电源
690°、75°、45°等外圆车刀刃磨步骤
粗磨先磨主后边，杆尾向左偏主偏；
刀头上翘 38 度，构成后角摩擦减；
接着磨削副后边，终刃磨前刀面；
前角前面同磨出，先粗后精顺序清；
精磨首先磨前面，再磨主后副后边；
修磨刀尖圆弧时，左手握住前支点；
右手滚动杆尾部，刀尖圆弧天然成；
面评刃直稳中求，视点正确是关键；
样板角尺细查看，经验丰富可目测。