二、鑽頭材料的選取

根據箱齒輪車間被動錐齒輪盤所用材料的加工特性，要求鑽頭具有以下特點：　

1. 耐磨性好。由於箱齒輪車間被動錐齒輪盤所用材料韌性好，要求切削時刀刃要足夠鋒利讀，因此我們選用的刀具材料必須具有足夠的抗磨損能力，這樣才能減少加工硬化。

2.強度和韌性足夠好。鑽頭具有足夠的強度和韌性，才能保證在加工工件時能承受著很大的扭轉力和軸向力，

3.刀具材料與工件親和力要差。由於該工件化學特性要高，因此要求刀具材料和鈦合金親和力要差，以免行程擴散而造成粘刀、斷鑽現象。

4.硬度高。鑽頭的硬度必須大於被加工工件的硬度，否則無法對工件進行有效鑽孔。

目前，適用於做刀具的材料種類極其繁多，包括工具鋼、硬質合金、超硬材料等。

起初，我們首先考慮採用普通高速鋼鑽頭進行塗層進行試驗，因為普通高速鋼鑽頭價格低廉，當採用塗層技術後，可以明顯降低刀具與工件的摩擦係數，延長刀具使用壽命。但是實驗後發現，由於機床轉速較高，所使用鑽頭強度不夠，加工過程中造成鑽頭折斷，效果並不理想。

硬質合金是最新發展起來的一種刀具材料，其具有硬度高，韌性好，耐磨以及高溫耐磨和高溫強度高，包括鋼、鑄鐵、特殊材料和塑膠等等適大多數材料的粗精加工都可使用硬質合金鑽頭。為此，決定採用整體硬質合金鑽頭。　

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摘要：硬質合金鑽頭在HOWO被動錐齒輪加工中普遍使用，本文討論了硬質合金鑽頭各相關參數對加工性能的影響，並且通過壽命對比試驗對各種不同的塗層材料進行了研究。通過優化刀具的相關參數，並應用最新的塗層技術和重磨技術，數倍提高了鑽頭使用壽命,刀具成本也明顯降低。

一、研究背景簡述

按照傳統的方法，橋箱齒輪車間被動錐齒輪盤鑽孔主要採用搖臂鑽床，並且加工中使用的鑽頭是普通高速鋼材質。但是隨著公司生產規模的不斷擴大，舊的加工方式效率已經顯得很不理想，為此，會給車間內引進先進的數控加工中心。因為數控機床的特點是加工效率高、產品品質穩定，而且特別適合大批量生產。

目前車間內所加工的產品為HOWO被動錐齒輪，其材料為SAE8822H，具有16個φ17的通孔，。該產品由於含有一定成分的Ni元素，造成粘性較大，而且原材料硬度在HB165-190。由於該工件的特性，因此提高加工效率成為當務之急，這就必須選取合適的鑽頭，優化切削參數，

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到了盛夏時節或初秋時節，天氣一般會很炎熱，很多釣友都認為此時人在水邊揮汗如雨，但魚卻不愛咬鉤。從我近些年來的實戰經驗來看，在炎炎夏日也可以釣有所獲， 特別是釣鯉魚。很多大中型水庫、湖泊的水面十分開闊，庫容也筆記大，為鯉魚的生存提供了良好的環境，使魚兒生長迅速，膘肥體健。不過，要想釣獲這些湖庫中 的大鯉魚，也是需要一定技巧的。

釣具的配備

就東北地區而言，夏天湖庫中的鯉魚個體一般在一兩千克，雖然個頭兒不大，但其掙扎的力道卻很猛。所以，我們在湖庫釣鯉魚時，宜選用大海竿或長手竿。這兩種釣竿鯿魚操作，人在挺竿遛魚時也能發上力。如遇大鯉魚拼命掙扎的情況，也能抵抗住魚的拉力。當然，搭配這種竿子使用的釣線一定要粗，使用線徑在0.4~0.5毫米的尼龍線，在釣鯉魚時幾乎沒有失手的時候。如果釣者習慣使用單鉤施釣，則鉤子的號數應大一些，以防折鉤跑魚。使用集束施釣時，通常選用6~8枚中號伊勢尼鉤，有些大鯉魚在吸餌時甚至能一次吸入兩三枚鉤子。野釣大體型鯉魚釣具配備中漁墜子的選擇宜使用鎢合金漁墜子，因為鎢合金漁墜子的密度大保證了重量，並且鎢合金漁墜子抗風性強，可以提高鯉魚的上鉤率。

有些釣友可能會擔心大鯉魚在咬鉤之後會原地打樁，一旦它們在打樁之後突然發力，大多數漁具都奈何不了它們。就我的經驗來看，其實鯉魚在咬鉤之後原地打樁的情況並不多見。除非鯉魚特大，且咬鉤處恰好是凹地或魚的藏身之處。從大鯉魚的攝食本能來看，它們往往是線咬鉤後再起身抬頭遊走。如果此時魚鉤已經刺入魚唇，它們在受驚之後通常會向遠處逃竄，而非在原地打樁。如果釣者同時使用手竿和海竿施釣，可以用一支手竿定點打窩釣近岸處，另一支海竿斜向投餌釣遠處。

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常用的硬質合金球還能分為YG6硬質合金球、YG6X硬質合金球（細顆粒）、YG8硬質合金球、YG13硬質合金球、YG20硬質合金球、YN6硬質合金球、YN9硬質合金球、YN12硬質合金球、YT5硬質合金球、YT15硬質合金球等。其常用的規格有Φ2、Φ4、Φ6、Φ10、Φ50等。

由於硬質合金球具有硬質合金硬度高、耐磨損、耐腐蝕的特點，它具有廣泛的應用範圍及前景。如精密軸承、儀器控制項、儀錶、精密工件的拉伸、噴塗行業、機械配件、水泵、密封件、沖擠孔、油田行業、制動泵、實驗室、硬度測量儀（洛氏硬度等測量方法）、配重、精工行業以及一些裝飾等等較為高端的行業。此外，按照具體客戶的不同需求和相關參數的不同，硬質合金球型類的產品包括硬質合金球、鎢鋼球、純鎢球、高比重合金球等，相應的應用範圍也會有些許區別。按照目前相關科學技術的發展情況分析，最小的硬質合金球可以做到直徑為0.3左右。

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硬質合金球，又被稱為鎢鋼球，它是由硬質合金材料所製成的球珠或滾珠。由於硬質合金材料所具有的硬度高（通常密度可達到≥90.5HRA，密度可達14.9g/cm³）、抗彎曲強度高、耐磨且耐腐蝕等優良的特點，在很大的範圍內能夠替代鋼珠類的產品，且應用效果大幅度提高。硬質合金球是用高硬度難熔金屬的碳化物（如WC、TiC）微米級粉末，以鈷（Co）、鉬（Mo）或鎳（Ni）等作為粘結劑通過真空燒結或者其他燒結方法燒結而成的粉末冶金製品。也因其較特殊的製造工藝，使得其加工成本也較高，但是它不但物理性能優良，化學性能方面同樣十分穩定，基本不與其他各類酸或者合金在高溫下發生反應。如今，較為常用的幾種硬質合金球有YG（鎢鈷類）、YN（鎢鎳類）、YT（鎢鈷鈦類）以及YW（鎢鈦鉭鈷類）幾類。
















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目前市面上的煤岩類硬質合金鑽頭品種較多。鑽頭體一般採用精鑄、精煆和中碳合金鋼切削加工等多種生產加工工藝，適應不同的鑽頭類型和不同鑽孔作業條件的需求。本產品廣泛應用於煤礦、石膏礦等軟岩的鑽孔、擴孔作業。以下為主要常用型號、規格和結構。

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硬質合金煤岩鑽頭屬於高價值高精度工具，平時的妥善保存有利於延長使用壽命，在使用過程中除了按照操作說明進行作業外，還應注意根據實際情況和作業環境合理使用。

1、在不同岩層中作業，根據岩性的軟硬選擇不同型號的硬質合金鑽頭、軸壓和轉速。

2、鑽機穿孔作業時，必須遵照穿孔三要素（風壓、軸壓、轉速）和鑽頭樣本推薦的參數相匹配的原則進行作業。

3、硬質合金鑽頭在下井前請查驗外觀各部位，核實鑽頭絲扣端面與鑽頭包裝箱及合格證上的出廠編號是否一致；鑽頭牙掌外表有無粘貼新銳商標標記，以防假冒。

4、硬質合金鑽頭在鑽機上要合理存放，防止粉塵等雜物進入鑽頭內部。

5、鑽頭更換時，要保證鑽具內部無粉塵，出風口通暢，絲扣抹油，採用提升和回轉配合方式連接好鑽頭後才能使用。

6、更換新硬質合金鑽頭前，應仔細檢查絲扣和牙齒是否完好。

7、新鑽頭下鑽時，要低軸壓、低轉速跑合20-30分鐘後，再逐步加大至正常軸壓使用。

8、新鑽頭新開孔時，要注意清除孔周圍的雜物（亂石、廢舊金屬物等），要在回轉同時，通風慢放，接近地表，防止頓鑽，衝擊損壞鑽頭。

9、在軟岩層中作業，中途更換鑽頭，要嚴格檢查舊鑽頭牙掌掌背及牙輪上的合金齒等有無脫落到孔底，孔內若有舊鑽頭殘留物時，嚴禁在原孔內使用新換鑽頭。

10、在鑽機停機時，鑽具不能在有水的孔內停放，防止岩渣和水倒流，進入軸承內部，損壞鑽頭。

11、在岩石有裂縫或因爆破產生的岩石裂縫及採空區作業時，要降低軸壓和轉速，防止牙齒蹩斷。

12、鑽具在孔內時，嚴禁反轉，防止鑽頭落井。

13、鑽頭在孔內、空壓機突然停止工作時，岩渣極易進入鑽頭，因此嚴禁長時間回轉，導致軸承磨損、岩渣重複破碎（或卡鑽），鑽頭磨損加速。

14、在正常穿孔作業時，空壓機主風路不能有較嚴重的漏氣現象，以保證足夠的風量與風壓，延長鑽頭使用壽命。

15、穩杆器定期更換，確保鑽杆穩定，使鑽頭正常工作。

16、嚴禁使用彎曲鑽杆，以避免鑽頭三個牙掌受力不均勻，加速鑽頭損壞。

17、鑽頭儲存要防潮，通風。在搬運過程中，嚴禁磕碰牙輪和絲扣。

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由於噴嘴內部固液兩相流與內壁材料之間複雜的相互作用，其噴嘴失效形式也難以用單一的磨損機理簡單地進行解釋。但絕大數學者和研究人員認為沖蝕磨損是其中一種最為主要的磨損機制。根據壓痕理論分析，材料硬度遠大於材料韌性對噴嘴抗蟲是性能的影響。在足夠高的斷裂韌性前提下，提高噴嘴材料的硬度能大幅度減少並改善沖蝕磨損的情況。硬質合金材料由於其自身高硬度、高韌性且耐磨性能優良的特點被廣泛應用於製備耐磨噴嘴類零件。

此外，隨著納米材料研究的發展，超級晶粒硬質合金的製備也成為相關人士關注的焦點。細化晶粒也是用來提高材料強度以及韌性所採取的常用方法之一。有實驗表明，減小WC-Co硬質合金中WC晶粒的尺寸可在不降低韌性的情況下進一步提升硬度。因此，組織均勻的細晶粒硬質合金可以在一定程度上提升噴嘴的使用壽命。










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