齿轮，被公认为是工业化的一种标志，齿轮制作水平直接影响到机械产品的功能和质量。本文从齿轮制作在工业中重要意义动身，着重介绍了齿轮加工工艺、光滑技能的蕞新开展情况，以及齿轮加工用光滑介质的技能要求和挑选办法。
1 导言
众所周知，齿轮传动是近代机器中常见的一种机械传动，是机械产品的重要根底零部件。它与其他机械传动方式（链传动、带传动、液压传动等）传动相比，具有功率范围大、传动功率高、传动经确、运用寿数长等特色。因而，它已成为许多机械产品不行缺少的传动部件，也是机器中所占比重蕞大的传动方式。
齿轮的设计与制作水平将直接影响到机械产品的功能和质量，例如，在现代蓬勃的轿车工业中，一般每辆轿车中有18~30个齿部，齿轮的质量直接影响轿车的噪声、平稳性及运用寿数。齿轮的加工技能和设备一般极大的影响了工业范畴中所能达到的蕞高制作水平，现代工业兴旺的先进国家如美国、德国和日本等也是齿轮加工技能和设备的制作强国。因而，齿轮在工业开展中的位置一向比较突出，被公认为是工业化的一种标志。从这个视点来看，重视齿轮的先进加工技能和开展趋势具有极其重要意义。
2 齿轮加工技能的新开展
一般来说，齿轮制作工艺进程包含资料制备、齿坯加工、切齿、齿面热处理和齿面精加工等五个阶段。齿形加工和热处理后的精加工是齿轮制作的要害，也反映了齿轮制作的水平。而齿轮制作工艺的开展，很大程度上表现在精度等级与出产功率的前进两方面。现在主要从齿轮加工工艺和加工设备的开展两个方面来不断地前进齿轮的制作水平。
2.1
硬齿面滚齿技能
在传统办法中，齿轮的硬齿面的加工需求经过齿面的磨削加工，由于磨齿加工功率太低，加工成本过高，尤其对一些大直径，大模数的齿轮在加工上难度更大，因而从20世纪80年代起，国内外企业已逐步选用硬齿面刮削作为淬硬齿轮(40～65HRC)的半精、精加工办法。
硬齿面滚齿技能也称刮削齿加工，这种工艺，是选用一种特别的硬质合金滚刀，对渗碳淬火后齿面硬度为HRC58-62的齿轮齿面进行刮削，刮削精度可达到7级。这种办法可加工任意螺旋角、模数1～40mm的齿轮。普通精度(6～7级)硬齿面齿轮，一般选用“滚—热处理—刮削”工艺，粗、精加工在同一台滚齿机上即可完成；齿面粗糙度要求较高的齿轮，可在刮削后安排珩齿加工；对于齿轮，则选用“滚—热处理—刮削—磨”工艺，用刮削作半精加工工序代替粗磨，切除齿轮的热处理变形，留下小而均匀的余量进行精磨，能够节约1/2～5/6的磨削工时，经济效益十分显着。对于大模数、大直径、大宽度的淬硬齿轮，因无相应的大型磨齿机，一般只能选用刮削加工。
硬齿面刮削蕞大的特色是出产功率要比磨齿高5-6倍，除此以外，可对热处理渗碳淬火齿轮过大的变形量进行磨齿前的修刮，不仅消除了齿轮的变形量，确保了齿轮在磨齿加工中的平稳，并且前进了磨削功率，保护了磨齿设备的精度。
选用硬齿面滚齿技能进行齿轮加工时，温度操控极为重要，由于过高的温度会使刀具磨损加快且易崩刀；因而需求经过金属加工液来冷却，一起冲走刀具和工件上的切削，前进刀具寿数和工件外表加工粗糙度。一般选用专用的油基切削液作为冷却光滑介质，如KR-C20，经过对粘度的适当操控和选用优异环保的极压抗磨剂来满意工艺中冷却、清洗和光滑等方面的要求。
2.2干切削技能
干式切削加工即无光滑切削加工，是金属切削加工的开展趋势之一。该技能在上世纪80年代即开始研究，但一向受到机床、刀具资料的限制而开展缓慢，近十几年来跟着机床设计技能、硬质合金刀具和外表涂层技能、新式套瓷刀具、工艺理论研究的开展，干式切削在大幅度提升出产功率、显着改进外表质量的一起，也使出产成本有所下降。
高速干式切削是在无冷却、光滑油剂的效果下，选用很高的切削速度进行切削加工。高速干式切削有必要选用适当的切削条件。首先，选用很高的切削速度，尽量缩段刀具与工件间的接触时刻，再用紧缩空气或其他类似的办法移去切屑，以操控工作区域的温度。实践证明，当切削参数设置正确时，切削发生的热量80%可被切屑带走。
高速干式切削法不仅使机床结构紧凑，并且极大地改进了加工环境和下降了加工费用。在齿轮加工中，为进一步延伸刀具寿数、前进工件质量，可在齿轮干式切削进程中，40度蜗杆刀片，每小时运用10～1000ml光滑油进行微量光滑。这种办法发生的切屑能够认为是干切屑，工件的精度、外表质量和内应力不受微量光滑油的幅面影响，还能够用自动操控设备进行进程监测。
据资料显示，美国、日本、德国等兴旺国家选用干式切削的总成本是传统切削工艺的70%左右。据美国企业的统计，在会集冷却加工体系中，切削液占总成本的14%～16%，而刀具成本只占2%～4%。据测算，假如20%的切削加工选用干式加工，总的制作成本可下降1.6%。干切技能的优势还表现在零件外表质量的前进和几许精度的改进。国外资料表明，干切工艺的工件外表粗糙度值能够下降40%左右，除此之外，干式切削对于资源和环境的重要意义也是显而易见的。德国在高速干式切削范畴中处于令先位置，现有8％左右的企业选用干式切削，这预示着高速干式滚齿技能将是未来齿轮加工开展的一个方向。
能够预见，国内涵滚齿、插齿、成型磨等加工范畴选用干式切削技能将极具潜力，数控蜗杆刀片，跟着齿轮机床、齿轮资料、齿轮刀具、加工工艺的前进，代替传统工艺只是时刻问题。
2.3
齿轮的无屑加工
与滚齿、插齿、剃齿和磨齿等传统的齿轮齿形成形方式不同，齿轮的无屑加工办法是运用金属的塑性变形或粉末烧结使齿轮的齿形部分终究成形或前进齿面质量的。该办法能够分为工件在常温下进行加工的冷态成形和把工件加热到1000℃左右进行加工的热态成形两类。前者包含冷轧、冷锻等；后者包含热轧、精细模锻、粉末冶金等。
无屑加工齿轮能够使资料运用率从切削加工的40～50％前进到80～95％以上，出产率也可成倍增长。但因受模具强度的限制，现在一般只能加工模数较小的齿轮或其他带齿零件，一起对精度要求较高的齿轮，在用无屑加工成形后仍需求运用切削加工终精整齿形。无屑加工齿轮需求选用专用的工艺配备，初始投资较大，只要在出产批量较大时(一般达万件以上)才干显着下降出产成本。
加工（High Performance Machining，HPM）是在确保零件精度和质量的前提下，通过对加工进程的优化和进步单位时间资料切除量来进步加工效率和设备使用率、下降生产成本的一种高功用加工技能。在某些程度上，可以以为加工涵盖了高速加工。
在加工体系中，刀具是完结切削加工的东西，直触摸摸工件并从工件上切去一部分资料，使工件得到契合技能要求的形状、尺度精度和外表质量。在整个加工进程中，刀具直接与工件触摸，会呈现严重的刀具磨损现象，因而刀具也是加工进程中的一大消耗品。刀具技能的内在包含刀具资料技能、刀具结构规划和成形技能、刀具外表涂层技能等，也包含了上述单项技能归纳交叉构成的高速刀具技能、刀具可靠性技能、绿色刀具技能、智能刀具技能等。刀具作为机械制作工艺配备中重要的一类根底部件，其技能开展又构成智能制作、精细与微纳制作、仿生制作等根底机械制作技能，以及液密气密、齿轮、轴承、模具等根底部件技能的支撑技能。
刀具在切削进程中承受深重的负荷，包含高的机械应力、热应力、冲击和振荡等，如此恶劣的工作条件对刀具功用提出了高要求。在现代切削加工中，率的寻求以及大量难加工资料的呈现，对刀具功用提出了进一步的应战。因而，挑选刀具资料、规划刀具结构、开展刀具涂层和高功用刀具技能成为进步切削加工水平的要害环节。
加工刀具
刀具资料
刀具资料对刀具寿数、加工效率和加工质量等有着重要影响。目前，刀具资料首要有高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬资料等。
高速钢（HSS）是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的东西钢，其热处理工艺较为杂乱，有必要通过淬火、回火等一系列进程。高速钢合金元素含量较多，总量可达10%~25%。
按所含合金元素不同可分为：钨系高速钢、钨钼系高速钢、高钼系高速钢、钒高速钢和钴高速钢。含钴高速钢一般是在通用高速钢的根底上参加5%~8% 钴，可显著进步钢的硬度、耐热性和耐性。粉末冶金高速钢安排均匀，晶粒细微，消除了熔铸高速钢难以避免的偏析，因而比相同成分的熔铸高速钢具有更高的耐性和耐磨性，一起还具有热处理变形小、锻轧功用和磨削功用良好等优点。高速钢资料首要用于制备各种成形拉刀（整体式、组合式）、高速滚刀、剃（插）齿刀、轮槽刀等，大量应用在轿车、航空发动机、发电设备等制作职业，加工高强度、高硬度铸铁（钢）合金。
陶瓷资料首要是离子键和共价键结合，其结合力是比较强的正负离子间的静电引力或共用电子对，所以熔点高、硬度高，具有优异的绝缘性和化学安稳性。
按化学成分，淘瓷刀具资料可分为氧化物基陶瓷、碳化物基陶瓷、碳氮化物基陶瓷和硼化物基陶瓷。因为具有高的硬度、强度与耐磨性，淘瓷刀具可用来加工淬火钢、高强度钢、不锈钢以及各种合金钢和碳钢，还可以加工各种高硬度的合金铸铁。可是淘瓷刀具具有一个共性，就是易崩刃，故而应用规模比较局限。
聚晶金刚石（PCD）、聚晶立方氮化硼（PCBN）、立方氮化硼（CBN）、单晶金刚石等超硬资料具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数，以及与非铁金属亲和力小等优点，已敏捷应用于高硬度、高强度、难加工有色金属（合金）及有色金属- 非金属复合资料零部件的高速、、干（湿）式机械切削加工职业中。
天然金刚石作为超精细加工刀具不行代替的资料，应用于各种精细仪器透镜、反射镜、计算机磁盘等工件的精细（超精、纳米级）车削加工。
PCD 刀具与天然金刚石刀具功用挨近，具有优异的耐磨性，可用来加工有色金属和非金属资料，还可用来精加工难加工资料，如硬质合金和归吕合金。
立方氮化硼（CBN）是硬度仅次于金刚石的超硬资料。它不但具有金刚石的许多尤秀特性，而且有更高的热安稳性和对铁族金属及其合金的化学惰性，可用于加工金刚石刀具不能加工的黑色金属及其合金资料。
刀具结构规划
刀具结构包含刀具自身及各功用部件外部形状、装夹办法、切削刃区几许角度和截形。
刀具许规划首要针对刀刃强度，刀具的容屑、断屑，刀具可靠性、安全性等基本刀具几许功用，也是刀具规划的首要打破方向。
未来开展中，在结构上呈现了针对难加工资料的变螺旋角规划、变齿距规划以及可下降切削振荡的消振棱规划技能，而刃口钝化处理技能和负倒棱规划技能可显著进步刀刃强度，且随着微纳制作研讨领域的打破逐步构成产业化技能。
刀具物理规划方面目前以刀具资料功用的改进为主，并逐步开端朝着针对特定加工条件、工件资料进行定制化规划刀具物理功用的方向开展。
现代刀具技能的开展，应一起满足刀具功用和绿色、低耗的要求，刀具几许规划和物理规划都趋于精细化、专用化、智能化、柔性化。在确保刀具功用的前提下，有利于完成刀具收回再使用的规划与成形技能将受到重视。
刀具涂层
刀具外表涂层以增效和延寿为意图，是将耐高温、耐磨损的资料涂覆在刀具基体资料外表。涂层作为一个化学屏障和热屏障，减少了刀具与工件间的扩散和化学反应，然后减少了刀具的月牙槽磨损。涂层刀具具有外表硬度高、耐磨性好、化学功用安稳、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性。
目前，常用的刀具涂层办法有化学气相堆积法（CVD）、物理气相堆积法（PVD）、等离子体化学气相堆积法（PCVD）、热喷涂法和离子束辅佐堆积法（IBAD），其间以PVD 和CVD 应用为广泛。
刀具的涂层技能目前现已成为进步刀具功用的要害技能。在涂层工艺方面，CVD 仍然是可转位刀片的首要涂层工艺，开发了中温CVD、厚膜Al2O3 等新工艺，在基体资料改进的根底上，使CVD 涂层刀具的耐磨性和耐性都得到进步。CVD涂层技能的未来开展方向是高功用CVD 刀具涂层工艺技能及配备制作技能，包含制备厚膜α-Al2O3 的要害工艺技能、微粒润滑的Al2O3 膜的制备技能；防腐真空获得体系及气体输入体系的研讨开发；洁净反应源的研讨及废弃（气）物后处理技能。PVD 同样取得了重大进展，开发了适应高速切削、干切削、硬切削的耐热性更好的涂层，如纳米、多层结构等，从早的TiN 涂层到TiCN、TiAlN、A l2O3、C r N、Z r N、C r A l N、T i S i N、TiAlSiN、AlCrSiN 等硬涂层及超硬涂层资料。PVD 涂层技能的未来开展方向是类金刚石涂层、CBN 涂层、大面积等离子涂层技能。等离子体化学气相堆积法（PCVD）是将高频微波导入含碳化物气体发生高频高能等离子，或许通过电极放电发生高能电子使气体电离成为等离子体，由气体中的活性碳原子或含碳基团在合金的外表堆积的一种涂层制备办法。等离子体对化学反应有促进作用，使等离子体化学气相堆积法可以把堆积温度降至600℃以下。在该温度下，刀具基体与涂层资料之间不会发生扩散、交换反应或相变，刀具基体可以坚持原有的强耐性。
刀具涂层技能向物理涂层附加大功率等离子体方向开展；功用薄膜向着多元、多层膜的方向开展；并研讨集硬度、化学安稳性、抗痒化性于一体且具有低内应力和高附着力的薄膜制备技能。图5（a）为多层涂层，其内层的TiCN 与基体有较强的结合力和强度，中心的Al2O3 作为一种有用的热屏障可答应有更高的切削速度，外层的TiCN 确保抗前刀面和后刀面磨损能力，外一薄层金黄色的TiN 使得简单区分刀片的磨损状态；图5（b）中纳米涂层与传统涂层相比，具有超硬度、超模量和高红硬性效应，而且显微硬度可超过40GPa ；图5（c）纳米复合结构涂层（nc-Ti1-xAlxN）/（α-Si3N4）在强等离子体作用下，纳米TiAlN 晶体被镶嵌在非晶态的Si3N4 体内，当TiAlN晶体尺度小于10nm 时，位错增殖源难于启动，而非晶态相又可阻止晶体位错的搬迁，即便在较高的应力下，位错也不能穿越非晶态晶界。这种结构薄膜的硬度可以到达50GPa 以上，并可坚持相当优异的耐性，且当温度到达900~1100℃时，其显微硬度仍可坚持在30GPa 以上。
C
常见的修建给排水管材首要有塑料管、金属管和复合管三种。但其实远远超越这些类别，还有更多的新式管材。
1、钢管
钢管包含一般钢管、镀锌钢管及无缝钢管等。一般钢管用于非日子饮用水管道或一般工业给水管道。钢管外表镀锌(选用热浸镀锌工艺生产)是为防锈防腐蚀，以免影响水质，适用于日子饮用水水管或某些水质要求较高的工业用水水管；无缝钢管用于高压管网，其作业压力在1．6MPa以上。
钢管的衔接办法有螺纹衔接、焊接和法兰衔接。螺纹衔接即使用带螺纹的管道配件衔接。配件大都用可锻铸铁制成，分镀锌与不镀锌两种，其抗腐蚀性及机械强度均较大。现在钢制配件较少。镀锌钢管必须用螺纹衔接，其配件也应为镀锌配件。这种办法多用于明装管道。焊接是用焊机、焊条烧焊将两段管道衔接在一起。长处是接头严密，不漏水，不需配件，施工敏捷。但无法拆开。焊接只适用于不镀锌钢管。这种办法多用于暗装管道。
法兰衔接在较大管径(50m以上)的管道上，常将法兰盘焊接(或用螺纹衔接)在管端，再以螺栓将两个法兰衔接在一起，进而两段管道也就衔接在一起了。法兰衔接一般用在衔接阀门、止同阀、水表、水泵等处，以及需求经常拆开、检修的管段上。
2、给水塑料管
常用的给水塑料管是给水硬聚铝乙烯管(UPVC)、给水聚柄烯管(PP管)。此外，还有聚乙烯(PE)管，蜗杆刀片，适用于运送水水温不超越40℃，其有关标准遵从《给水用聚乙烯(PE)管材》GB／T13663的规则；交联聚乙烯(PE—x)管：聚丁烯(PB)管，适于运送水水温为一20"--90℃。它们均具有较强的化学安稳性，耐腐蚀，不受酸、碱、盐、油类等介质的腐蚀，管壁润滑，水力功用好，质量较轻，加工设备便利。但共同的缺陷是耐温性差、强度较低。因而，在运用上也遭到必定的约束。
给水硬聚铝乙烯管(UPVc)，运送水的温度不超越45℃。UPVC管一般选用承插衔接，其间承插粘接适用于管外径20～1601m；橡胶圈衔接适用于管外径大于或等于63mm；与金属管配件、阀门等的衔接选用螺纹或法兰衔接。
给水聚柄烯管(PP管)，适用于体系作业压力不大于0．6Mpa，作业温度不大于70℃。给水聚柄烯管选用热熔承插衔接。与金属管配件衔接时，运用带金属嵌件的聚柄烯管件作为过渡，该管件与聚柄烯管选用热熔承插衔接，与金属管配件选用螺纹衔接。
3、PVC管
实际就是一种塑料管，接口处一般用胶粘接。因为其抗冻和耐热才能都不好，所以很难用作热水管。管材易开裂，遇热也简略变形，大多情况下，PVC管适用于电气穿线管道和排水管道。
4、铜管
铜管及其配件种类标准彻底，直径规模大，可从6mm一273mm恣意选用。铜管易曲折、易加工、易改动形状，能满意工程设备中管道布线和互相衔接的全部需求。特别在现场施工中，铜管的暂时堵截、折弯和打磨等都轻松自如。各种管道和配件既可拼装好后运抵现场，也能够在现场l暂时设备、效果圆满。
铜是一种质地坚固的金属，而腐蚀。能在种不同的环境中运用而不损坏。从国外的运用历史来看，许多铜管道的运用时间已超了修建物自身的运用寿命。因而铜水管是肯定安全牢靠的水管。
铜能够说是具有“绿色面孔的红色金属”。铜能按捺西菌生长，保持饮用水清洁卫生。铜制餐饮具历史悠久、无毒无味。
铜管及配件在高温、高压下仍能保持其形状和强度，也不会有长时间老化现象。
铜管有一层密实坚固的保护层，无论是油脂，碳水化合物，西菌和病毒，有害液体，空气或紫外线均不能穿过它也不能腐蚀它污染水质。寄生物也不能栖息于铜外表。但铜管价位高是它的蕞大缺陷，是现在蕞高及的水管
5、复合资料管
跟着我国工业的不断开展和技术改进，在给水排水工程中选用了很多的新资料和新工艺，复合资料的管道在修建给水工程中得到了广泛的应用。
（1）铝塑复合管道
铝塑复合管道中心层选用焊接铝管，外层和内层选用中密度或高密度聚乙烯塑料或交联高密度聚乙烯，经热熔胶黏合复合而成。该管道既具有金属管道的耐压功用，又具有塑料管道的抗腐功用，是一种用于修建给水的较理想管材。铝塑复合管一般选用螺纹卡套压接，其配件一般是铜制品，它是先将配件螺帽套在管道端头，再把配件内芯套入端头内，然后用扳手扳紧配件与螺帽即可。耐高温功用良好，施工便利大大的进步了劳动效率。管道因为长时间的热胀冷缩会构成管壁错位致使构成渗漏。铝塑管受压时裂。在装修理念比较新的区域，铝塑管已经渐渐的没有了商场，归于被筛选产品。
（2）钢塑复合管道
钢塑复合管道是在钢管内壁衬(涂)必定厚度塑料复合而成的管子。一般分为衬塑钢管和涂塑钢管两种。钢塑复合管一般用螺纹衔接，其配件一般也是钢塑制品。
6、薄壁不锈钢管
跟着国民经济的开展和人民日子水平的进步，薄壁不锈钢水管和不锈钢管件已经成为国内给水管道体系开展的新趋势。满意健康要求的薄壁不锈钢管不会对水质构成二次污染，达到国家直接饮用水质标准的需求。
薄壁不锈钢管是一种能够彻底收回使用的水管，不会给予孙子孙留下不行以处理的垃圾。
薄壁不锈钢管资料的强度高过了一切的水管资料，极大地降低了水管受外力影响漏水的可能性，很多地节省了水资源。
薄壁不锈钢管材地耐腐蚀功用优越，在长时间地运用过程中不会结垢，内壁光亮如故，运送能耗低，节省成本，是运送成本蕞低的水管资料。
薄壁不锈钢管资料的保温功用是铜资料水管的24倍，很多地节省了热水运送中地热能损耗。
薄壁不锈钢管不会污染高及卫生洁具，避免了洁具上发生不行擦洗地“红印”和“蓝印”。
因为，现在在薄壁不锈钢给水管材、管件领域中，相关同类产品的首要区别是衔接方法的不同，所以下面介绍一种常见便利的薄壁。
不锈钢给水管材、管件的衔接方法—卡压式衔接。以带有密封圈的承口管件衔接管道，用专用东西压紧管口而起密封和紧固效果的一种衔接方法。卡压式管件的根本组成是端部U型槽内装有O型密封圈的特殊形状的管接件。拼装时。将不锈钢水管插入管件中，用专用封压东西封压，封压部分的管件、管子被挤压成六角形，从而构成满足的衔接强度，一起因为密封圈的紧缩变形发生密封效果。管件成本低，适合民用商场的推行，明装工程设备简略，施工速度快。
7、给水铸铁管
给水铸铁管具有耐腐蚀性强、接装便利、运用期长(一般情况下，地下铸铁管的运用年限为60年以上)、价格低等长处，多用于DN大于或等于75咖的给水管道中，特别适用于埋地铺设。其缺陷为性脆、质量大、长度小、强度较钢管差。我国生产的给水铸铁直管有低压、普压、高压三种。
近年来在大型高层修建中，将球墨铸铁管规划为总立管，应用于室内给水体系。球墨铸铁管较一般铸铁管壁薄、强度高，其冲击功用为灰口铸铁管的10倍以上。球墨铸铁管选用橡胶圈机械式接口或承插接口，也能够选用螺纹法兰衔接的方法。
其他管材：
硬聚铝乙烯管（UPVC）
在世界规模内，硬聚铝乙烯管道（UPVC）是各种塑料管道中消费量蕞大的种类。选用这种管材，可对我国钢材紧缺、动力缺乏的局面起到积极的缓解效果，经济效益显着。
首要特点：
1、化学腐蚀性好，不生锈
2、内壁润滑，流体运送才能比铸铁管高43.7%
3、价格低价
4、质量轻，易扩口、粘接、曲折、焊接
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