滾齒刀、插齒刀課程設計

1、南 華 大 學課程設計說明書 課程名稱：機械設計制造及其自動化專業(yè)課程設計 學生姓名： 專業(yè)班級： 這是我們學校特有的題目，所以放心吧！學弟or學妹 指導教師： 學長只能幫你到這了 學 院： 機械工程學院 起止時間：2012年12月17日至2013年1月7日2013年1月5日 南 華 大 學課程設計任務書 題 目：齒輪滾刀、插齒刀設計及其加工工藝 學生姓名： 專業(yè)班級： 指導教師： 學 院： 機械工程學院 起止時間：2012年12月17日至2013年1月7日一、課程設計內容及要求：1齒輪滾刀、插齒刀的設計，包括參數計算、結構設計、刀具加工工藝的設計2插齒刀零件圖（2#圖一張）3滾刀零件圖（2#

2、圖一張）4插齒刀、滾刀加工工藝5課程設計說明書：應闡述整個課程設計內容，要突出重點和特色，圖文并茂，文字通暢。應有目錄、摘要及關鍵詞、正文、參考文獻等內容，字數一般不少于6000字。二、主要參考資料有關復雜刀具參數計算及結構設計、機械制造工藝與設備的手冊與圖冊。三、課程設計進度安排階段階 段 內 容起止時間1布置任務，準備資料1天(12月17日)2方案設計1天(12月18日)3設計計算4天(12月1923日)4結構設計及繪圖8天(12月241月1日)5工藝編制2天(1月2日3日)6編寫設計說明書3天(1月3日6日)7準備答辯和正式答辯1天(1月7日)指導教師（簽名）： 時間： 教研室主任(簽名

3、)： 時間： 院 長（簽名）： 時間： 專 業(yè) 課 程 設 計 刀 具 方 向 第 一 組任 務 書題目1：外嚙合盤形直齒插齒刀的設計已知條件名稱被切齒輪參數共軛齒輪參數符號數值符號數值模數44分圓壓力角2727齒數1911齒頂高3.63.6齒根高4.64.6齒全高8.28.2分圓弧齒厚6.286.28變位系數00齒頂圓半徑41.625.6根圓半徑33.417.4分圓半徑3822基圓半徑33.85819.602要求：（1）設計公稱分圓100的外嚙合a級盤形直齒插齒刀，前角=5，齒頂后角=6，齒數=25，齒頂高系數=1.15，=0。（2）編制該刀具加工工藝。題目2：齒輪滾刀的設計已知條件名稱被切

4、齒輪參數符號數值法向模數4.25分圓法向壓力角17.5齒數47齒頂高系數1徑向間隙系數0.25分圓法向弧齒厚6.68變位系數0分圓螺旋角51410螺旋方向右旋精度等級8fj gb10095-88要求：（1）設計a級型單頭右旋齒輪滾刀，=90或95，前角=0，頂刃后角=1012，側刃后角不小于3，有第二鏟背量k2，滾刀螺旋角5。（2）編制該刀具加工工藝。目 錄1、 齒輪滾刀部分5 1.1設計原理5 1.2結構設計5 1.3參數計算7 1.4工藝設計 102、 插齒刀部分12 2.1 設計原理12 2.2 結構設計14 2.3 參數計算14 2.4 工藝設計 203、 刀具現狀與發(fā)展方向 21四、

5、設計總結23五、主要參考文獻 25一、齒輪滾刀部分1.1設計原理（1）齒輪滾刀簡單介紹齒輪滾刀是加工直齒和斜齒圓柱齒輪最常用的刀具之一。一般地說，滾齒的生產率比插齒高。按其結構不同有整體式和鑲片式。按模數的大小有小模數滾刀、中模數滾刀和大模數滾刀（m8）。按加工用途可分為粗加工滾刀和精加工滾刀。按精度等級又可分為四種：aa級（用于加工7級精度齒輪）；a級（用于加工8級精度齒輪）；b級（用于加工9級精度齒輪）；c級（用于加工10級精度齒輪）。 滾刀很少做成雙頭刀，因為雙頭滾刀加工出來的齒輪容易出現相鄰齒齒距誤差超差情況，難以滿足運動精度，傳動精度。（2）加工齒輪原理齒輪滾刀加工齒輪的原理，猶如一

6、對螺旋齒輪的嚙合過程。滾刀就是具有一定切削角度的漸開線斜齒圓柱齒輪，滾刀的頭數即相當于螺旋齒輪的齒數。這種齒數極少、螺旋角很大、牙齒能繞軸線很多圈的變態(tài)斜齒圓柱齒輪，其實質就是一個蝸桿。滾刀切削刃位在該蝸桿的螺紋表面上，這種切削刃所在的蝸桿稱為基本蝸桿。滾刀要滾出正確的漸開線齒形，作為滾刀的基本蝸桿，應該是漸開線蝸桿。但是由于漸開線滾刀在制造上存在很多困難。工業(yè)上采用易于制造和檢驗，而端截面又近似于漸開線的蝸桿，作為滾刀的基本蝸桿。端面的齒形為阿基米德螺旋線。用這種近似蝸桿作為基本蝸桿的滾刀，稱為阿基米德滾刀。但其存在造型誤差 1.2結構設計： (1)滾刀的外徑 齒輪滾刀的外徑是一個很重要的結

7、構尺寸，其大小直接影響到其他結構參數的合理性。精度高的齒輪，滾刀的外徑應愈大；反之可選擇小一些。但滾刀外徑愈大，則滾刀分圓螺紋升角愈小，因而可使?jié)L刀的近似造型誤差愈小，提搞齒形的設計精度。但是國外普遍采用小外徑的滾刀。減少進給時間，效率高，精度低。但是靠剃齒提高精度。從而總工時少，精度反而更高。(2)滾刀的長度 滾刀螺紋部分出去兩端不全齒以外，應至少具有包絡出被切齒面兩側完整齒形的所需長度，以及切削斜齒齒輪時所必須的增加量。 除的ii型滾刀長度略小于滾刀外徑以外，其余滾刀長度均等于其外徑(3)齒輪的容屑槽 除花鍵滾刀做成螺旋槽形式。滾刀的容屑槽一般做成與軸心線平行的直槽形式。提高制造和刃磨精度

8、。直槽滾刀左右兩側刃的切削條件不一致。當滾刀螺紋升角時，直槽滾刀并不引起被加工齒輪齒面質量有明顯差別。時容屑槽做成垂直于滾刀螺紋的螺旋槽形式。當滾刀的容屑槽數關系到切削過程的平穩(wěn)性、齒形精度和齒面光潔度，以及滾刀的每次重磨后的耐用度和使用壽命容屑槽數愈多。切削重疊系數愈大，分配在每個刀齒的負荷越小，因此切削過程愈平穩(wěn)，滾刀耐用度愈高。但是槽數過多，刀齒的寬度減小，會使?jié)L刀的可重磨次數減少。(4)滾刀的切削角度： 滾刀的前角：精加工滾刀和標準滾刀為便于制造和測量，一般都采用前角（非標刀同樣適用）。負前角用于切削鑄鐵、硬齒面齒輪。正前角主要用于粗加工，精加工還是用前角 滾刀的后角: 齒輪滾刀的頂刃

9、后角和側刃后角應保持一定的關系，側刃后角小于頂刃后角。使?jié)L刀重磨后齒形不發(fā)生變化。因此，滾刀的頂刃與側刃必須采用相同的鏟背量。其值用下式計算： 式中 滾刀徑向鏟背量； 滾刀外徑； 滾刀容屑槽數； 滾刀頂刃后角。為使?jié)L刀鏟磨時有砂輪空刀，滾刀必須進行雙重鏟齒。k22.533.544.555.566.57891012k20.6-0.70.7-0.80.8-0.9簡單結構圖如下：結構設計參考一般齒輪滾刀的結構參數。具體參數，請看所附零件圖。1.3參數計算齒輪滾刀的設計步驟及計算已知條件被加工齒輪參數： 齒頂高系數f=1 變位系數 分度圓螺旋角 螺旋方向：右旋精度等級：8fj gb10095-88序號

10、計算項目符號計算公式或選取方法計算精度計算舉例1滾刀精度等級按齒輪精度等級選定滾刀精度等級a級2基本尺寸（1） 外徑（2） 孔徑（3） 全長（4） 容屑槽數dl根據滾刀精度等級為aa級，按表2-2-1選取基本尺寸3法向齒形尺寸（1） 齒頂高（2） 齒根高（3） 齒全高（4） 法向齒距（5） 法向齒厚0.010.010.0010.014切削部分（1） 前角（2） 鏟背量第一鏟背量側刃后角第二鏟背量（3） 容屑槽深度（4） 槽底半徑（5） 槽形角khr采用前角滾刀前刃面偏位值：0.1圓整到0.5圓整到0.5圓整到0.5圓整到0.25 e=0取k=6取5作圖校驗見注略6分圓直徑0.017分圓螺紋升角

11、8容屑槽螺旋角 直槽9容屑槽導程t直槽滾刀t=110軸向齒形尺寸（1） 軸向齒距（2） 軸向齒厚（3） 齒頂圓弧半徑（4） 齒根圓弧半徑0.0010.010.10.111軸向齒形角直槽滾刀（左右側齒形角相等）12滾刀螺紋方向右旋13軸向尺寸（1） 直徑（2） 長度（3） 倒棱按表2.2-1按表2.2-1按總附錄表v14鍵槽尺寸（1） 鍵寬（2） 鍵高（3） 圓弧按總附錄表按總附錄表按總附錄表15內孔空刀尺寸（1） 空刀直徑（2） 磨光部分長度按總目錄表v按總目錄表v1.4工藝設計 本設計非標齒輪滾刀采用高速鋼w6mo5cr4v2，硬度為6366hrc，紅硬比較好，韌性也不錯。由于此材料含w、m

12、o故提高了回火穩(wěn)定性，但是須經過一次淬火、三次回火才能達要求，所以在工藝設計熱處理中要考慮這個問題。原材料須經過鍛造使晶粒細化，同時要愋慢冷卻避免形成馬氏體。為了便于加工，還必須退火以降低硬度(一般采用等溫退火)。退火之后會形成索氏體和細粒狀碳化物。當車削加工完成之后，需淬火、回火以提高硬度，符合刀具的硬度要求。其中要注意加熱時要在鹽爐中，還須預熱兩至三次，采用油淬火。進行多次回火使其彌散硬化。南 華 大 學 機 械 工 程 學 院 零 件 加 工 工 藝 卡圖 號零 件 名 稱材 料gd0001齒輪滾刀w6mo5cr4v2工序號工 序 名 稱 及 內 容設備型號工裝夾具、刃具、量具工時定額備

13、 注一鍛造：9595二正火三粗車：清一頭端面，光大部分外圓，打兩端中心孔ca614025四鉆：內孔鉆至29（雙邊余量留3mm）z3510五車：內孔至，精度留0.3mm的余量，大外圓留0.6mm，凸臺外圓留0.3mm，兩端各留0.2mm，內孔中間凹槽做出ca61401.20六插：鍵槽，注意內孔余量，去毛刺b5032專用鍵槽刀25七磨：粗磨內孔至m212015八粗磨：穿錐度心軸，光大外圓，靠兩端面見光m131w10九車：螺旋槽，深度至尺寸，分圓齒厚留0.6mmc6140a帶鍵鎖緊心軸，專用車鏟刀2.40轉工序1.00十銑：容屑槽x62w帶鍵心軸，成形銑刀1.00十一鉗：去不全齒，去毛刺20十二鏟：

14、鏟頂，齒形，齒厚留0.3mm=1.1139333=0.89771=，i=c8955帶鍵鎖緊心軸，成形車鏟刀2.30轉工序2.00十三熱處理：一次淬火，三次回火，6366hrc十四磨：內孔留0.010.02mm的余量m2120開口套20十五研磨：內孔至尺寸1.00十六磨：穿錐度心軸，磨兩凸臺、外圓，靠兩端面至尺寸m131錐度心軸20十七磨：刃磨前刀面mg642525十八鏟磨：齒形至尺寸c89554.00轉工序2.00十九送檢二十液體噴砂二十一激光打標二十二浸蠟，真空包裝工藝說明： 工序九、十用帶鍵錐度芯軸是因為車螺紋槽和銑容屑槽時切削力過大，用錐度芯軸容易打滑。 工序八和工序十在配掛輪時，值應取

15、計算機默認值，而不是3.14，因為i值至少取到小數點后五位，3.14不一定達到精度。掛輪 滾刀計算軸向齒距是為了便于檢測二、插齒刀部分2.1設計原理 插齒刀實際是變型的變位齒輪。插齒刀的設計重點在變位系數的確定。變位系數越大，那么加工出來的齒輪表面精度越高。但是變位系數的增大會相應的帶來兩個問題。第一是插齒刀的齒頂變尖使刀具的耐用度降低；第二是插出齒輪的齒根過渡曲線與嚙合齒輪的齒頂發(fā)生干涉。所以在設計時我們要充分的考慮這兩個因素，以確定變位系數的最大值。 變位系數越小，則有利于插齒刀的重磨次數，即可提高使用壽命。但的減小又會引起兩個問題。第一是加工少齒數的齒輪時，容易產生根切；第二是加工多齒數

16、齒輪時易產生頂切。因此設計插齒刀時也必須考慮這兩個因素，以確定變位系數的最小值。 最大變位系數的確定，可參考以下的幾道公式： (1)齒頂變尖的限制：(2)齒輪過渡曲線干涉的限制：式中 被切齒輪與共軛齒輪嚙合時的中心距；被切齒輪與共軛齒輪嚙合時的嚙合角；共軛齒輪的齒頂圓半徑；共軛齒輪的基圓半徑；插齒刀切削齒輪時的中心距；插齒刀切削齒輪時的嚙合角；插齒刀齒頂圓半徑；插齒刀基圓半徑；齒輪分圓壓力角；被切齒輪與共軛齒輪齒數；被切齒輪與共軛齒輪變位系數。最小變位系數的確定，也可參考以下的幾道公式：(1)齒輪根切的限制：齒輪的齒數越少或它的變位系數越小，越易發(fā)生根切。當插齒刀的齒數越多、變位系數越小以及齒

17、頂高越大時，越易發(fā)生根切。(2)齒輪頂切的限制：式中 插齒刀切齒時保證被切齒輪不發(fā)生頂切的最小嚙合角； 被切齒輪齒頂圓和基圓半徑。確定最小變位系數的方法，先求出保證被切齒輪不發(fā)生頂切的值，然后代入限制根切的不等式進行計算。如果不等式成立，則此時的可以保證不發(fā)生頂切和不發(fā)生根切。如果不等式不成立，則將發(fā)生根切。那就要相應的增大然后重新計算。當不等式左右相等時，即為最小值。 另一重點是插齒刀前角和齒形的修正。插齒刀有前角可以改善切削條件，但這將造成齒形誤差，必須修正齒形以減少齒形誤差。插齒刀切削齒輪時，切削刃上下運動的軌跡包絡形成齒輪的漸開線齒形。故切削刃在基面上的投影應是漸開線才沒有理論上的誤差

18、。但是由于有了前角和變位，這種誤差就不可避免。如下為修正公式：tan = 式中 修正后齒形角； 分圓壓力角；齒頂后角；前角。附：maag制和徑節(jié)制模數，以彌補公制數離散點間隔過大的缺陷。maag制模數部分系列如下表：5系列5.15.25.35.45.55.65.75.85.96系列6.16.26.36.46.56.66.76.86.92.2結構設計根據題目要求為盤形插齒刀，分圓直徑為。模數為4.齒數為可以查的相關的結構參數。 結構圖如下： 結構設計參考工稱直徑125mm碗形插齒刀的結構參數。具體參數，請看所附零件圖。2.3參數計算齒輪插刀的設計步驟及計算序號計算項目符號計算公式或選取方法計算精

19、度結果1頂刃前角通常取2頂刃后角3齒數根據模數按標準插齒刀（表2.4-3）選取采用公稱分圓的盤形插齒刀4齒頂高系數式中為被切齒輪原始齒條的齒根高系數0.01求最大變位系數5允許齒頂厚0.016計算參數0.017求據設計要求0.018共軛齒輪的嚙合角0.00000019共軛齒輪中心距0.00110被切齒輪和插齒刀的嚙合角0.000000111被切齒輪和插齒刀的中心距0.00112插齒刀基圓半徑0.00113插齒刀基圓半徑14計算參數將813項的計算結果帶入下面不等式中：如不等式不成立，則說明發(fā)生過度曲線干涉，此時必須減少值或增加插齒刀的齒數后重新計算0.001左邊=右邊=，符合不等式要求，故取求

20、最小變位系數15保證被切齒輪不發(fā)生頂切時插齒刀與被切齒輪的最小嚙合角0.0000001sin=0.2945794cos=0.955627016保證被切齒輪不發(fā)生頂切的最小變位系數0.0117驗算插齒刀在切削齒輪時是否發(fā)生根切將帶入下列公式中驗算是否發(fā)生根切：0.0010.001 0.001符合公式要求，所以18原始截面到前端面距離0.119厚度的尺寸還受到工藝因素的限制，不宜取過大，參照表2.4-6選取整數按表2.4-3取b=2420修正后齒形角或21側刃后角0.000000122分圓直徑0.00123齒形角修正后的基圓直徑0.001原始截面上的齒形尺寸24齒頂高0.0125分圓弧齒厚0.00

21、126齒全高0.01前端面上的齒形尺寸27齒頂高0.0128分圓弧齒厚0.0129頂圓直徑0.0130根圓直徑0.0131前刃面齒頂高0.0132其他結構尺寸按表2.4-3選取在距前端面2.5毫米處進行齒形檢驗，計算檢驗用的展開角33頂圓上的展開角式中齒頂圓壓力角0.000000134齒形有效部分起始點展開角式中齒形有效部分起始點壓力角式中被切齒輪的原始齒條齒頂高系數0.000000135有效部分展開角36齒根圓壓力角當時，以處計算齒間寬0.0000001由于，以處計算37根圓齒厚0.01本設計以基圓直徑代入，所得為基圓齒厚38根圓齒間寬如，磨齒形時有困難，可適當減少0.01本設計以基圓直徑代

22、入，所得齒間寬為基圓齒間寬 2.4工藝設計 本設計盤形插齒刀采用高速鋼w6mo5cr4v2，硬度為hrc6768，紅硬比較好，韌性也不錯。由于此材料含w、mo故提高了回火穩(wěn)定性，但是須經過一次淬火、三次回火才能達要求，所以在工藝設計熱處理中要考慮這個問題。 原材料須經過鍛造使晶粒細化，同時要愋慢冷卻避免形成馬氏體。為了便于加工，還必須退火以降低硬度(一般采用等溫退火)。退火之后會形成索氏體和細粒狀碳化物。當車削加工完成之后，需淬火、回火以提高硬度，符合刀具的硬度要求。其中要注意加熱時要在鹽爐中，還須預熱兩至三次，采用油淬火。進行多次回火使其彌散硬化。南 華 大 學 機 械 工 程 學 院 零

23、件 加 工 工 藝 卡圖 號零 件 名 稱材 料cd002插齒刀w6mo5cr4v2工序號工 序 名 稱 及 內 容設備型號工裝夾具、刃具、量具工時定額備 注一鍛造：11529，孔可不沖出二正火三車：車外圓錐面、內孔，要預留0.3mm，內外支承面各留0.15，外支承面內孔裝夾定位，外錐面、內孔、內支承面、前刀面一次裝夾做出，其余按圖紙要求ca61401.20四滾齒：外支承面要朝下，找正外錐面，滾出錐底，測量高度在原圖紙尺寸上加大0.15，測量齒厚在原圖紙尺寸上加大0.3mmy38走刀樣板40轉工序40五鉗：去毛刺，不得傷到刀刃8六熱處理:一次淬火，三次回火，6366hrc七磨：內孔使用開頭彈性

24、套，找正節(jié)圓，前刀面磨內孔至，磨內支承面，在前刀面上磨出寬度1.5至2mm的環(huán)狀平面m2120珠棒40八磨：外支承面，以環(huán)狀面定位m712020九研磨：內孔至尺寸1.00十磨：外錐面至圖紙要求m131錐度心軸25十一磨：前刀面m6025c插齒刀心軸碗形砂輪25十二磨：齒形至圖紙要求，齒厚按k向檢測，基圓直徑，側后刀面基圓螺旋角m7132插齒刀心軸4.00轉工序4.00十三送檢：齒形精度（在距前刀面2.5mm處檢查齒形），k向齒厚漸開線檢查儀轉工序4.00十四除內孔外表面涂鍍tin十五浸蠟，真空包裝三、刀具現狀與發(fā)展方向我國是國際上公認的制造業(yè)大國,但并不是制造業(yè)的強國,制造業(yè)的水平并不是很高,

25、能夠獨立制造的產品種類少,附加值和技術含量較低。有些產品不是設計不出來,而是制造精度不夠,達不到設計的要求。而制造精度的高低在一定程度上取決于常用制造機器的基本零部件的設計、制造和裝配的能力。齒輪傳動是最常見的一種機械傳動,是傳遞機器動力和運動的一種重要形式。它與帶、鏈、摩擦、液壓等機械傳動相比,具有功率范圍大、傳動效率高、圓周速度高、傳動比準確、使用壽命長、結構尺寸小等一系列特點。齒輪已成為許多機械產品的重要基礎零件,它的設計與制造水平將直接影響到機械產品的性能和質量,而決定齒輪加工質量的關鍵因素是齒輪刀具的設計、制造等。目前我國齒輪刀具設計還是比較傳統,齒輪刀具設計仍然是人工計算、用手工畫

26、圖,標注尺寸和公差;有的根據人工設計結果,在autocad中繪圖,設計思想仍然延用傳統的方法,計算機僅用于繪圖。但實際上早在20世紀50年代，美國的barter colman公司和fellows公司等，就已經應用計算機進行齒輪刀具齒形的設計計算，有效地提高了齒輪刀具的設計速度和精度。我國起步較晚，漸漸的開始與國際接軌。例如應用cad技術，宏lisp語言編制剃齒刀專家系統，初步實現智能化。到了20世紀末，復雜刀具cad技術基于dos系統環(huán)境下，主要側重于cad系統的模型建立、算法研究、參數化繪圖和系統構成的討論。進入21世紀后，面向日趨應用廣泛的復雜刀具cad系統。逐漸開始要求該系統具有良好的人

27、機對話功能。第一汽車集團公司工具廠尹宏偉利用vb6.0和autocad開發(fā)出一套集設計計算、參數查詢、繪圖輸出、刀具信息管理和齒形包絡模擬等功能于一體的集成化插齒刀cad系統，提高了插齒刀的設計效率和品質；四川大學王玫等人根據漸開線插齒刀設計的特點，分析了漸開線插齒刀設計的關鍵參數，即變位系數和齒數的合理選擇，進而提出了一種實用的漸開線插齒刀的方法。近幾年產品設計從二維繪圖發(fā)展到三維建模不能不說是個質的飛躍，對機械制造業(yè)來說具有不可代替的深遠意義，同期國內外出現了眾多優(yōu)秀的商業(yè)化三維建模軟件，如美國eds公司的ug、theorem公司的solidworks,ptc公司的pro/engineer

28、，國內北航海爾軟件有限公司的caxa實體設計等。這些軟件為復雜刀具的cad技術提供了新的平臺，國內許多高校都展開了針對復雜刀具三維建模技術的研究工作。西北工業(yè)大學吳占陽等人在ug環(huán)境下通過對矩形花鍵滾刀三維參數化建模過程的分析，提出了將特征參數化和草圖參數化結合進行三維建模的方法，實現了復雜刀具參數化三維建模。 傳統齒輪制造一般是濕切法，環(huán)保干切在齒輪加工方面已得到應用，國內外主機廠如美國gleason公司、日本三菱公司、國內重慶機床等均研發(fā)了專用干切滾齒機床。值得一提的是在國內外，cbn、pcd等超硬刀具也得到了越來越多的應用，也會成為未來刀具發(fā)展的方向。數控技術的發(fā)展極大地推動了機床向數控

29、、高速、高效和復合方向快速發(fā)展，為了滿足高精和高效切削加工的需要環(huán)保干切在齒輪加工方面已得到應用，國內外主機廠如美國gleason公司、日本三菱公司、國內重慶機床等均研發(fā)了專用干切滾齒機床。與傳統濕切方式相比，干切方式不需要冷卻液，既環(huán)保又降低了滾齒加工成本，干切方式還可以采用更高的切削速度，提高加工效率，近年來，國內外齒輪刀具的研發(fā)也與數控高效機床的發(fā)展保持了同步并取得了很大進展，在傳統意義上，齒輪刀具材料一般是高速鋼（高性能粉末冶金高速鋼也已普遍應用），隨著硬質合金材料的發(fā)展和加工技術的進步，硬質合金刀具比例越來越高，在歐洲發(fā)達國家已高達70以上，近年來國內外各刀具廠商如gleason、k

30、ennametal、fette、ingersoll、sandvikcoromant研發(fā)了各種硬質合金可轉位齒輪刀具，大大提高了齒輪加工效率，也大大提高了刀具壽命。近十年來，隨著高強度鋼、高溫合金、噴涂材料等難加工金屬材料以及非金屬材料與合材料應用的增加，現代刀具已不局限目前廣泛使用的高速鋼刀具和硬質合金刀具，陶瓷刀具、金剛石與立方氮化硼等超硬材料刀具、涂層刀具與合材料刀具更是今後的發(fā)展趨向，表示切削效率進一步提高。由於hss中鎢、鈷等主要元素的資源緊絀，其發(fā)展方向包括：發(fā)展各種少鎢的通用型高速鋼；擴大使用各種無鈷、少鈷的高性能高速鋼，如501、co3n等鋼種；推廣使用粉末冶金高速鋼（pm hs

31、s）和涂層高速鋼。例如，用erasteel公司生產的asp2030加tin涂層造的插齒刀插削12cr2ni鋼制齒輪時，刀具壽命比普通熔煉高速鋼m2提高34倍。高速鋼是鐵磁性材料，具有較高的剩磁感應和較大的矯頑磁力，而正常的切削溫度都不超過650，因此高速鋼可進行磁化切削。浙江大學提交的“磁化切削研究”論文中，詳細介紹了磁化原理與方法，分析比較了磁化切削與普通切削在切削力、切削功率、切削熱及加工精度方面的差別。結果表明，磁化切削可大大改善高速鋼的切削性能，延長刀具使用壽命，提高加工質量。與刀具材料同步發(fā)展的還有化學涂層cvd和物理涂層pvd技術。當代cvd涂層的特點是多層涂層。其涂層結構包括ti

32、cn、tic、tin、zncn和al2o3。通過對cvd工藝的良好控制，刀具制造商現在可提供質量穩(wěn)定的從520m厚度的涂層刀具，以及用于高硬度材料工件加工的單層涂層厚度不超過0.2m的多層涂層合金刀具。pvd物理涂層技術使在金屬陶瓷和硬質合金基體上的涂層厚度為25m 的硬質涂層已經進入商業(yè)化。典型的商業(yè)化涂層方式包括tin、ticn、tialn、crn、tib2，還有諸如tin-tialn的多層涂層。pvd涂層工藝具有的獨特優(yōu)勢為：可以給銳利的切削刃面提供超細晶粒、平滑、低摩擦和防止高溫熱裂的涂層。新近發(fā)展的硬質合金刀具涂層采用外部為pvd類的tin或者tialn涂層與內部為cvd類的tin/

33、ticn/tin涂層相結合的方式。內部cvd涂層可提供極好的基體粘合力和耐磨性;而外部pvd涂層提供一個堅固的、超細晶粒的、不易脆裂的、表面光滑的刀具表層。這種cvd-pvd相互結合的涂層有助于延長刀具在難加工金屬材料和鋼材加工的斷續(xù)切削時刀具的使用壽命。齒輪刀具采用tin、ticn或tialn涂層，在用于切削加工過程中，其可靠性得到了改進。它們的化學成分穩(wěn)定，具有高紅硬性和維持高速切削的能力，確保了降低被加工零件的尺寸誤差，獲得了良好的表面質量、高的效率以及更長的刀具使用壽命。 我國切削加工與刀具技術的水平與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有很大差距，要縮小這個差距，僅靠工具行業(yè)的努力是不夠的，還必須有用

34、戶行業(yè)增加對刀具的投入，充分利用刀具在提高效率、降低成本、縮短交貨期、加快新產品開發(fā)中的作用。有數據表明，刀具占制造成本的2%5%，但它卻直接影響占制造成本20%的機床費用和38%的人工費用，進給速度和切削速度每提高15%20%，可降低制造成本10%15%。這說明，使用好的刀具固然會增加刀具的成本，但由于切削效率提高，使機床費用和人工費用有很大的降低，這正是工業(yè)發(fā)達國家的制造業(yè)采取這個經營策略的緣由。目前，我國由于普通機床及服役超期的機床占多數，加上人工費用較低，刀具對制造成本的影響還達不到這個程度，但使用先進刀具投入少、見效快的特點同樣適合我國企業(yè)的現狀，同樣可以收到很好的效果。為了縮小與工

35、業(yè)發(fā)達國家的差距，我國刀具企業(yè)和與之相關的一些企業(yè) , 必須努力加快關鍵技術的開發(fā)應用。四、設計總結 這次的課程設計正好也是我們大學所有課程正式結束的學期，這次的課程設計剛好可以檢驗我們知識掌握程度。以及對即將來臨的工作崗位的認知都是有好處的。時間上我算了算還是很充裕的，之前也正是這種想法一直左右著我。所以都沒怎么積極。但也緊趕慢趕的還是磕磕絆絆的把東西做出來了。把東西拿出來和同學一比，高下立判。所以有時候盡管是看似很容易比較程式化的東西。同一個老師教導。但是最后做出來的東西水平還是會不一樣。我想這和對待這次設計的態(tài)度還是很有關系的。其實搞課程設計最有價值的時刻往往不是你拿出作品應付老師檢查，

36、而是在老師知道的過程教會你如何去學習。我尤其喜歡老師跟我們講工廠里的事情，比如一切約定俗成的行話，還有一些我們剛出學校經常犯的錯誤。老師也會在不經意間的透露一切。也從老師口中得知工人師傅的不容易。其實我覺得在一個自己還涉入未深的領域，最怕的就是自大。特別是我們心高氣傲的年輕人。有時候盡管自己明白這一點也難免會犯錯。所以李老師也特別強調了這一點就是要謙虛。不管你多牛，其實作為一名機械設計人員和工人對于工廠來說都是一樣的。畢竟都是靠手藝。還有一點感觸最深的就是通過李老師的講述讓我有點迫不及待的想要走出校門去工廠了。希望有朝一日能夠像李老師這樣在工廠獨當一面。 關于滾刀和插齒刀，以前在實習的時候是見識過的。當時以為是個很復雜的東西。聽帶隊老師講述什么角度啊，什么雙聯齒輪不能加工啊等等。現在自己設計了一遍之后感覺它也就是那樣的東西。這讓我對以后設計更復雜的東西有了決心。非標我都能設計，標準的東西還設計難道還弄不出來？也只能這么安慰自己了。這次設計手工繪圖的比例不是很高。但是老師比較體恤我們。只要我們畫一