倒棱刀讲座_111013
长城培训-车削刀具基础知识讲解
KC9315
9
刀片的几何形状
H 型：刀尖角 120o 六边型 O 型：刀尖角 135o 八边型 P 型：刀尖角 108o 五边型 R 型：刀尖角 360o 圆 型 S 型：刀尖角 90o 正方型 T 型：刀尖角 60o 三角型
CNMG12 04 08 MN KC9315
C 型：刀尖角 80o 菱 型 D 型：刀尖角 55o E 型：刀尖角 75o M 型：刀尖角 86o V 型：刀尖角 35o
KMT FIX-PERFECT 夹紧方式
特点：
• 刀片安装可靠 • 提高刀片寿命和刃口强度 • 排屑通畅,无夹紧元 件干涉
ISO/ANSI 车削刀片规格介绍:
公制: CNMG12 04 08 MN
1234 5 6 7 8
1. 刀片的几何形状 2. 刀片的切削后角 3. 刀片的公差等级 4. 刀片的结构类型 5. 刀片的刃口长度 6. 刀片的厚度 7. 刀片的圆角 8. 刀片的断屑槽形 9. 刀片的材质
普通钢刀杆表面处理HRC42左右，刀杆夹 持的最小长度为2倍刀杆直径，最佳长度为 3-4倍刀杆直径； 普通钢刀杆作内孔镗削刀杆最大悬伸为4倍 杆径，做内螺纹车削为3倍杆径，做内槽与 仿形加工为2倍杆径，超出会有振动发生； 刀杆悬伸在4倍到7倍杆径时，可以使用重金 属刀杆或者整体硬质合金刀杆，但是最稳妥 的方法是使用阻尼谐振避振杆； 肯纳钢制阻尼避振杆可以提供最大12倍杆径 的悬深， 超过20毫米直径的硬质合金加强 型避振杆可以提供15倍杆径的悬伸； 推荐整体硬质合金和阻尼避振杆采用如左图 的夹持方式
车镗刀的后角
Ø32-25 Ø16-20
刀尖圆弧半径与走刀量
进给率/刀尖半径与表 面光洁度的关系
H=S2/8r
倒棱的种类、加工及作用
美国不论是通用汽车公司还是博格华纳、GE、BUCYRUS、Allison Transmissions. TEREX、CAT等公司生产的齿轮，无论是闭式还是开式的齿轮传动，均对齿轮进行倒棱。
虽然美国尚无统一的齿轮倒棱国家标准，但各个公司对齿轮倒棱有着相同的共识——齿轮必须倒棱，并且按各自公司的有关标准进行实施，国外对这一技术的应用十分重视，足以表明齿轮倒棱的重要性和必要性。
倒棱的实质和种类倒棱实质上是小倒角，也就是在齿轮的齿形加工后所有裸露的尖角，再倒一个小倒角，为了与齿轮两端的大倒角（也即图1所示的齿端倒角）相区别，故称为倒棱。
倒棱又分为以下两种：齿顶倒棱和齿廓倒棱，如图1所示。
图1倒棱及倒角示意图倒棱的作用1.降低齿轮啮合时的噪声倒棱是沿轮齿端面的倒角，防止由于小的磕碰造成齿面凸起而产生噪声和损伤啮合齿面的一项重要措施。
2提高啮合精度，减少啮合冲击一对齿轮在啮合的过程中，一开始进入啮合时，由于加工和轮齿的变形，极易引起啮合冲击，所以使振动增大。
3.减小扒齿，延长齿轮使用寿命大、小齿轮在运转时，如果不采用齿顶倒棱，则往往会出现小齿轮的齿顶扒大齿轮的齿根。
这是因为大小齿轮齿顶的外圆一般比齿根要硬，而且此处的滑动速度较大，再加上安装时调整不当，所以在运转后往往出现大小齿轮的齿顶互相扒对方轮齿的齿根，极易划出沟痕类似于胶合，有时将小齿轮的齿顶齿面也划出同样的沟痕，对齿轮的寿命产生严重的影响。
4.减少热处理时的应力集中倒棱后消除齿顶及齿廓的尖角有以下好处：（1）在齿轮的感应淬火中，中频尤其是高频加热在尖角处有产生过热的倾向。
因此，齿轮轮齿必须在淬火前进行倒棱，以便在热处理过程中得到最佳的淬火效果。
（2）对硬齿面齿轮，渗碳前做适度的热前倒角（最好是圆角），在热处理渗碳过程中可避免防止轮齿尖角处氧化脱碳。
（3遍少淬火时的应力集中，以减少和消除热处理过程引起的淬火裂纹或开裂，这对于预防淬火开裂具有重要作用。
5.减小打齿的危险性因为倒棱是沿整个齿形裸露部分的尖角进行，所以可避免疲劳的微裂纹源并减小应力集中，从而减小打齿的危险性。
倒棱
• 在测量实践中，如何应对修缘与倒棱对齿廓测量 造成的影响呢？根据本人实践，建议： • 1、．尽量不用倒棱：本人多次参与测绘国外原装 进口齿轮，没有看到外企生产的齿轮带有倒棱。 这说明国外的文明生产程度相当高。外企通常对 质量要求非常严格，图纸上没有的，决不可能在 产品上出现。因此，国内企业不妨在文明生产上 下足功夫。一方面可以提高产品质量，另一方面 可以提高企业的素质。 • 2、出现倒棱时，要根据倒棱的大小重新计算终评 点。
• 值得注意的是；有相当多的工程技术人员 将倒棱与修缘混为一谈。 • 倒棱与修缘的异同： • 相同之处： • 都对齿廓的可用长度进行了加工 • 不同之处： • 1、修缘在齿高方向的数值大于倒棱，在齿 顶直线方向小于倒棱 • 2、修缘是渐开线可用长度的一部分，而倒 棱则不于渐开线可用长度之内。这是倒棱 与修缘的根本区别。
• 以612600081529喷油泵齿轮为例： • 图纸在参数表一栏里规定：齿顶有效圆直 径φ153最大，齿顶有效圆处发生线长31.57。 在技术要求一栏里规定：整个齿廓在无缺 陷的情况下修缘0.5—1（两侧）。如果严格 按照这个参数表，测量结果是这样的：
• 过度的挖根亦不可取，过度挖根造成的后 果与倒棱是一样的，都会造成重合度的减 少。
• 倒棱对齿轮啮合有什么影响呢？ • 一、我们知道：要保证齿轮正常啮合，必 须要使其重合度ε≥1.0。其含义是齿轮在啮 合过程中，至少有一对以上的齿在进行啮 合，这样可使齿轮在啮合过程中，保持连 续、平稳。重合度大，会使齿轮在啮合过 程中同时参与啮合的齿数增加，因而会使 齿轮的强度增加，噪音降低。反之，齿轮 在啮合过程中很难保持连续、平稳，极易 产生噪音和振动。
• 上世纪60年代，欧美工业发达国家发现了上述问 题，经过大量的研究和实验，他们对齿廓的齿顶 进行了修缘，就是在齿顶圆与齿廓之间的边缘做 了齿廓的修整处理（也称齿顶修缘）。这样做的 结果是有效消除了干涉，减少了振动和噪音。一 般情况下，齿顶修缘只在从动轮上进行，合适的 推荐的修缘量为齿顶直线方向Δc≈（0.01—0.015） m,齿高方向hc≈（0.4—0.5）m（m—齿轮的模 数）。齿顶修缘部分可以是直线，也可以是圆弧 连接。在取得成功的基础上，又进一步在主动轮 的齿根进行了修缘，同样收到好的效果，并由此 逐步发展为K形齿。
钝化倒棱弹片刀块改善钢轨螺栓孔倒棱深度尺寸
钝化倒棱弹片刀块改善钢轨螺栓孔倒棱深度尺寸自从金融危机后，我们产品结构有较大的改变。
各种品种规格不同强度级别的都有。
由于部分钢轨抗拉强度较低，在钻孔时造成倒棱过深的缺陷，甚至造成孔径尺寸偏大。
通过对倒棱原理的研究及对钻孔过程的观察，发现是由于弹片刚度大，在进钻倒棱时，弹片被压入弹片槽的弯曲度不够，也就是说弹片所受的径向压力偏小，因此，采用砂轮将弹片刀块的前工作刃稍微钝化以此来增加刀片所受的径向压力，从而保证了钢轨的倒棱深度尺寸。
一、钢轨螺栓孔倒棱原理目前我们使用的钢轨螺栓孔双面倒棱硬质合金组合钻及其倒棱弹簧刀片结构如图一所示。
图一硬质合金组合钻及弹簧刀片的结构图双面倒棱硬质合金组合钻具是将倒棱的刀块固接在一块弹片上，刀块具有前后两个工作刃，工作刃与钻轴中心线成45°角，分别用于螺栓孔的两侧孔口倒棱，弹片的另一端固定在钻具钻臂上预开好的凹槽内，成悬臂状态，在受到足够的外力作用时刀块可隐藏入凹槽内，撤去外力后刀块在弹性恢复力的作用下可弹出凹槽。
其工作原理是：在孔加工成型后，由于钻床的工进继续进行悬臂的弹性倒棱刀块的前工作刃开始接触孔的端口，并开始倒棱切削，如图二（a）所示。
此时弹片在受到切削径向分力Py的作用下开始逐渐弯曲，其变形量为：δ=Py . L3/EI式中——δ：变形量 Py：径向分力 L：弹片长度 EI：弹片抗弯刚度（E：弹性模量 I：材料横截面对弯曲中性轴的惯性矩）在弹片悬臂长度和断面一定时，L、EI（刚度）均为常量，因此弹片的弯曲变形量δ与Py成正比。
在金属切削理论中，切削力与切削深度（ap）呈线性比例关系,当ap增大到一定值时，Py亦增大并促使倒棱刀块完全陷入凹槽内，终止刀块对孔口的切削，完成对进口一侧孔口的倒棱过程，如图二（b）所示。
当钻床继续进给，使倒棱刀块的后工作刃达到钻透孔后的另一侧时，刀块在弹片的弹性恢复力作用下弹出凹槽。
此时，钻床后退，后工作刃将对出口侧孔端口切削，并重复上述过程，刀块再次隐如凹槽，实现工退倒棱，如图二（c）所示。
钢轨接头倒棱标准
钢轨接头倒棱标准
钢轨接头倒棱是指在钢轨接头处将钢轨的垂直边棱打磨成圆角的过程，以减少接头处的磨损和疲劳损伤。
以下是一些常见的钢轨接头倒棱标准：
1. 倒棱半径：通常情况下，倒棱半径应不小于6 毫米。
对于高速铁路和重载铁路等特殊情况，倒棱半径可能会更大。
2. 倒棱角度：倒棱角度通常为30 度至45 度之间。
这个角度可以有效地减少接头处的应力集中，提高接头的疲劳寿命。
3. 倒棱长度：倒棱长度应根据钢轨的类型和使用条件来确定。
一般来说，倒棱长度应不小于接头长度的1/3。
4. 表面质量：倒棱后的表面应平整光滑，不应有毛刺、裂纹、夹杂等缺陷。
表面粗糙度应符合相关标准的要求。
5. 倒棱深度：倒棱深度应根据钢轨的类型和使用条件来确定。
一般来说，倒棱深度应不小于钢轨厚度的1/3。
以上是一些常见的钢轨接头倒棱标准，具体的标准可能会因不同的国家、地区和铁路系统而有所不同。
在进行钢轨接头倒棱时，应根据相关标准进行操作，以确保接头的质量和安全性。
小议车刀负倒棱
常言道:车工是“三分手艺,七分刀具”,简明扼要地说明了刀具对车工的重要性。
随着科学技术的飞速发展,在机械制造业中,产品品种不断增加,机构形式更加复杂,材料性能不断提高,因此,对车削加工中的技术要求不断提高,特别是对刀具的切削性能的要求更高。
虽然硬质合金可转位车刀得到一定的利用,但做为一名车工,必须掌握刀具的结构、几何参数对加工的影响。
会对刀具进行正确的刃磨,得到合理的刀具几何形状,并能够依据加工特点,工作状态,工件材料等因素对刀具几何参数、角度进行合理的调整,从而更好地发挥刀具的切削性能,有效地进行切削,即在众多因素中抓住关键问题。
在《车工工艺与技能训练》中,对刀具的有关几何参数、角度作了详细的讲述,对技校阶段的学习、实践有很大的帮助,但就此作为中级技术工人的技校毕业生,进入工厂是产品零配件的直接生产者,对工厂多样化、复杂化的产品品种零件的加工,还远远达不到要求,因此,在讲解刀具的几何参数内容时,除详细的讲解车刀的组成部分、六个主要参数、断屑槽等有关内容外,还要对学生有目的讲解刀具的负倒棱,以便在今后的实际工作中,增强运用能力,在保证刀具的锋利的同时,增加刀具的强度,提高刀具寿命,减少刀具制造成本,提高劳动生产率。
1车刀负倒棱的形成及作用在实际加工中,用YT15硬质合金刀具粗加工45号中碳钢材料时,一般应磨出20°左右的前角和断屑槽,6°左右的后角,因此,刀具的楔角β0=90°-(20°+6°),楔角越小刀具强度越差,因此,要想增加刀具刀头强度,只有使楔角值增大;同时,由于采用的硬质合金材料的刀片,其抗弯强度只有高速钢的三分之一左右,故刀具极易崩刃,因此,就必须减小前角和后角。
减小后角,刀具后刀面与工件之间的摩擦增大,影响正常的切削和刀具寿命;减小前角,增大切削变形,使切削力和切削温度增加,要求工艺系统刚性强,而且容易形成带状切屑缠绕工件、刀具,增加不安全因素;而磨成负前角其刀刃强度大大提高,保护刀尖,提高刀具耐用度,而此时切削力和切削热成倍增加。
倒棱刀讲座_111013
Chamfering & Deburring
*** *** *** *** *** *** *** *** 倒棱机基本分类 齿轮工艺与倒棱参数 倒棱类型 倒棱刀的设计风格 串联倒棱 台阶，斜坡，圆角 调刀 常见问题及对策
蒋 能 (Neil Jiang) 总工程师 (Chief Engineer) 上海星合机电有限公司 Mail: n.jiang@ Tel: 021-6686 1737
相对差
厚实 星合；三菱；Nachi； 格里森
好
美观，漂亮 星合；SU
2011 Think Head 星合
串联倒棱
工件主动倒棱机
• 刀具轴向距离调好即可 动倒棱机
• 倒棱刀之间可以相互滑动 • 去毛刺刀独立配置
2011 Think Head 星合
台阶，斜坡，圆角
常用 0.6
倒棱
大
中
2011 Think Head 星合
齿轮工艺与倒棱参数
齿轮珩磨与倒棱
• 珩磨工艺面临的问题：齿面翻边
•
方案一 直接倒棱，要求齿面翻边<0.05
方案二 粗滚倒棱精滚 方案三 使用倒棱滚压复合刀
•
•
2011 Think Head 星合
倒棱类型
• • • 单边（锐边）倒棱 倒棱刀成本低 β≤25°建议不要实施单边倒棱 因为钝边毛刺难以去除 调刀繁琐，难以统一 双边非根部倒棱 锐边钝边都有倒棱，噪音异响明显 优于单边倒棱，且质量稳定 相对于根部倒棱，对滚刀适用性广 调刀最轻松 双边根部倒棱（全齿廓倒棱） 全齿廓都有倒棱，应用效果最优 与滚（插）刀相匹配 垫片方式调根部倒棱
倒棱机基本分类
工件主动倒棱机
• 工件（齿轮）主动，倒棱刀和去 毛刺刀随动 换型快，适合多品种加工 中心距小(一般>90)，刀具尺寸小 串联加工容易实现 夹具规格多 刀具通用性差，特别是去毛刺刀 厂家：SU，精诚，Felsomat等
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倒棱机基本分类
工件主动倒棱机
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倒棱机基本分类
齿轮工艺和倒棱方案
齿轮加工 工艺 单边余量 M值余 量 倒棱方案 倒棱夹角 倒棱高度
精滚（插）
滚（插）剃
0
0.02~0.05 常用0.03 0.04~0.06 常用0.05
0
常用 0.2 常用 0.3
倒棱+滚压
倒棱 直接倒棱 滚倒滚 倒棱+滚压
小
中 小 大 中
低
中 高 中 高
滚（插）珩
滚磨
0.07~0.15 常用0.1
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调刀
单边倒棱
• 倒棱深度决定于 刀片相位差
双边倒棱
• 浮动法调刀 刀片可以自适应自动调好相位 使得左右齿面倒棱高度相等 • 倒棱深度决定于刀片轴向距离
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调刀
根部倒棱
• 根部倒棱量的大小决定于刀片 轴向距离 • 刀片轴向距离调整 1，加入垫片增大距离 2，减少垫片或平面磨刀片小 端，减小轴向距离
设计时没有考虑与滚（插）刀的配合 改善设计。 根部倒棱时，过渡曲线 现场使用的滚刀与设计时考虑的配合 倒棱不平滑 专刀专用；代用时考虑该问题。 滚（插）刀不一致
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倒棱去毛刺方案
Chamfering & Deburring
*** *** *** *** *** *** *** *** 倒棱机基本分类 齿轮工艺与倒棱参数 倒棱类型 倒棱刀的设计风格 串联倒棱 台阶，斜坡，圆角 调刀 常见问题及对策
蒋 能 (Neil Jiang) 总工程师 (Chief Engineer) 上海星合机电有限公司 Mail: n.jiang@ Tel: 021-6686 1737
常用 0.6
倒棱
大
中
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齿轮工艺与倒棱参数
齿轮珩磨与倒棱
• 珩磨工艺面临的问题：齿面翻边
•
方案一 直接倒棱，要求齿面翻边<0.05
方案二 粗滚倒棱精滚 方案三 使用倒棱滚压复合刀
•
•
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倒棱类型
• • • 单边（锐边）倒棱 倒棱刀成本低 β≤25°建议不要实施单边倒棱 因为钝边毛刺难以去除 调刀繁琐，难以统一 双边非根部倒棱 锐边钝边都有倒棱，噪音异响明显 优于单边倒棱，且质量稳定 相对于根部倒棱，对滚刀适用性广 调刀最轻松 双边根部倒棱（全齿廓倒棱） 全齿廓都有倒棱，应用效果最优 与滚（插）刀相匹配 垫片方式调根部倒棱
串联倒棱
• 刀具之间的轴向距离，在出厂前 已经调好。如果有变动，建议送 回刀具厂家重新调刀 • 串联双边倒棱刀用浮动法即可。 如果需要调整倒棱深度或根部倒 棱量，建议送回刀具厂家调整
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常见问题及对策
问题 Trouble 原因 Reason 去毛刺刀磨损或弹簧压力不够 对策 Solution 修磨刀具或调整弹簧
倒棱后齿轮端面上的毛 去毛刺刀前角后角太小 刺去除不干净 齿轮材料过硬 齿轮或去毛刀装夹跳动过大 操作不当 对齿出现故障 倒棱刀打刀断齿 刀具硬度过高
更改去毛刺刀设计，修磨 控制齿坯硬度 改善装夹，或提高车坯精度
提高操作水平 排除机床故障 降低热处理硬度；采用韧性更好 的刀具材料
采用现代设计(modern)倒棱刀，倒棱 改用经典设计(Classic）倒棱刀 角度大，模数小 保证清洗油充分供应；调好喷口 清洗油不足，夹屑 冲油角度和位置 倒棱刀磨损 换刀 夹屑 刀具退磁；喷油充分；擦拭 倒棱面粗糙 倒棱时间过短 机床或夹具松动，装夹刚性差 增多倒棱时间 整修机床，调整夹具，或改善装 夹方式
经典设计
• 大端有支撑齿轮 • 工作平面靠近大端
现代设计
• 大端无支撑齿轮 • 工作平面靠近小端
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倒棱刀的设计风格
设计风格
经典设计
现代设计
刀齿强度 磨齿光洁度
制造成本 加工齿轮宽度
高 容易磨光
相对低 无限制
低，易崩齿 磨光难度高
高 宽度>13mm
对付轴肩干涉
外观 生产厂家
相对差
厚实 星合；三菱；Nachi； 格里森
好
美观，漂亮 星合；SU
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串联倒棱
工件主动倒棱机
• 刀具轴向距离调好即可 • 可以倒棱刀和去毛刺刀错开排布
刀具主动倒棱机
• 倒棱刀之间可以相互滑动 • 去毛刺刀独立配置
2011 Think Head 星合
台阶，斜坡，圆角
• • •
• • •
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倒棱类型
双边根部倒棱（全齿廓倒棱）效果
2011 Think Head 星合
倒棱刀的设计风格
经典设计
• 大端有支撑齿轮 • 工作平面靠近大端
现代设计
• 大端无支撑齿轮 • 工作平面靠近小端
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倒棱刀的设计风格
台阶倒棱
• • • 在 DCT 齿轮上较多 齿轮侧面有2段以上不 同形状的截型 倒棱刀通过不同的组 合方式完成整个截型 的加工 去毛刺刀使用成型刀
•
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坡 • 去毛刺刀使用成型刀
齿根有圆角
• 倒棱顺着圆角过度 • 去毛刺刀使用成型刀
刀具主动倒棱机
• 倒棱刀主动，工件（齿轮）和去毛 刺刀随动 换型慢，适合单一品种加工 中心距大(一般>120)，刀具尺寸大 串联加工对刀具要求高 夹具少，类似剃齿 刀具通用性较好，特别是去毛刺刀 厂家：天津一机，达鑫，重机等
• • • • • •
2011 Think Head 星合
齿轮工艺与倒棱参数