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新结构高效双切滚刀的特点及应用

添加人:admin 发布时间:2010-12-2 14:15:56 来源:中国滚齿机网

新结构高效双切滚刀的制造

1应用材料

新结构高效双切滚刀采用高机能高速钢或粉末冶金高速钢。调整普通高速钢的基本化学成分并添加其他合金元素,使其机械机能和切削机能有显着进步,即高机能高速钢。高机能高速钢的常温硬度可达HRC67~69,高温硬度也相应进步,可用于高强度钢、高温合金、钛合金等难加工材料的切削加工,并可进步刀具使用寿命。

高速钢的制造质量受多方面因素的影响,其中对机能影响较大而又难以改善的因素,是碳化物分布的平均性及对其粒度粗细的控制。

高速钢熔炼中碳化物偏析比较严峻,完全消除碳化物偏析的方法是粉末冶金法。其基本原理是将高频感应炉熔炼的钢液用高压惰性气体雾化成粉末,再经由热压制成钢坯再经轧制或铸造成材。粉末冶金高速钢与熔炼高速钢比拟,有良多长处:如韧性与硬度较高,可磨削机能显着改善,材质平均,热处理变形小等,其质量不乱可靠,故产品使用寿命较长。粉末冶金高速钢可以切削各种难加工材料,特别适合于制造各种精密刀具和外形复杂的刀具。自润滑轴承

2滚刀的涂层

刀具涂层技术解决了刀具强度和韧性之间的矛盾,通过优化涂层的晶格结构、添加合金元素及多层涂层组合来进步涂层的强韧性,以适应不同的切削前提,大大进步了刀具的耐费用和切削速度。目前研究的热门是开发具有纳米多层结构和纳米复合涂层的新型刀具涂层材料,具有特殊机能的刀具涂层也将成为刀具涂层材料新的研究领域。

涂层技术主要包含化学涂层(CVD)和物理涂层(PVD)技术。当代CVD涂层的特点是多层涂层,其涂层结构包括TiCN、TiC、TiN、ZnCN和Al2O3。通过对CVD工艺的良好控制,刀具制造商现在可提供质量不乱的涂层厚度从5μm到20μm的涂层刀具,以及用于高硬度材料工件加工的、单层涂层厚度不超过0.2μm的多层涂层合金刀具。

题目的提出:

某主汽轮齿轮机组主传动透平齿轮改型设计要求齿轮制造加工单项精度进步到GB10095-88中5精度,同时必需保证齿高方向45%位于齿高中部接触、齿长方向80%偏重于啮出端接触的接触精度要求。齿轮接触精度尤其是齿高方向接触精度主要取决于齿轮齿形精度,而滚齿加工齿轮齿形精度又主要靠滚刀齿形精度保证。基于诸多因素,为实现上述精度要求,针对老机组齿轮滚齿的峰谷状齿形,齿轮啮合时齿顶、齿根线性接触的接触区域不准确和接触面积比例严峻不足题目及改型机组设计主传动齿轮仍采用齿顶修形并期望滚齿齿形是微量中凸光滑的修缘渐开线的齿形型线设计要求,依据产品齿轮设计齿形精度、齿顶修形量、JB3227-83中AAA级滚刀齿形精度3项允差,改进设计滚刀齿形型线,由原半立方抛物线修缘渐开线直线型齿形改为齿顶、齿根修缘,齿高中部略凹的修缘渐开线中凹齿形型线。

解决题目的方法:

1、改进设计滚刀齿形型线,由原半立方抛物线修缘渐开线直线型齿形改为齿顶、齿根修缘,齿高中部略凹的修缘渐开线中凹齿形型线(如图1所示)。

2题目的解决设计思惟是:中凹齿形齿高中间部位1个模数范围内齿形精度等同于JB3227-83中AAA精度要求,齿顶、齿根修缘量中值等同于齿轮齿形修缘量。为了保证齿高中间部份齿形符合渐开线齿形要求,控制全齿高中间二分之一的齿形中凹量尽可能小些,使所滚切齿轮齿高方向上中间接触尽可能宽一些。设计齿轮修缘要求:M7大齿轮为0.042,M4.5大齿轮为0.036,齿根修形均为零。5级齿轮齿形精度:M7大齿轮为Dff=0.024,M4.5大齿轮为Dff=0.013,M4.5小齿轮为Dff=0.008。JB3227-83中AAA级滚刀齿形精度:M7:dff=0.006;M4.5:dff=0.005。为了保证滚切齿轮齿形光滑无突变且齿形呈微量中凸。刀具型线设计提出了3条技术要求:滚刀齿形中凹量在A、B曲线范围内均属合格,但“0”点应是最凹处,齿根凹量应大于齿顶凹量,完整齿形应是几段曲线连接光滑无尖点的中凹曲线。“0”点为加工检测滚刀齿形基准点,允差为±0.10。为消除中凹曲线与滚刀齿顶、齿根圆弧交点捌点尖点,答应修形曲线作切线延伸,与圆弧曲线相切。3中凹型线的应用选用了老机组M4.5、材料为M35高钴高速钢滚刀,按中凹齿形型线的设计原则进行了改制,改制后滚刀精度和齿形型线都达到了设计要求。用左、右旋两把刀分别在RFW10S精密滚齿机上滚切了一对材料为34CrNiMo的模拟大、小齿轮。齿形显著呈中凸外形,中凸量为0.005~0.006,齿顶修缘量为0.03,达到了产品齿轮齿形设计精度要求,一对齿轮对滚跑合达到了齿高中部约30%~35%接触。

此设计解决了老机组齿顶、齿顶线性接触题目。固然未达到45%设计接触要求,但在保证齿轮单项精度不变的条件下采用微量对研工艺手段完全可以辅助增加到齿高。

结论:

1、新设计的修缘渐开线中凹齿形型线在试验用滚刀和产品专用滚刀制造中的成功应用,证实了其完全能知足滚刀制造工艺性要求。滚刀制造精度完全可以知足产品制造精度要求。

2、这种新型滚刀滚切的齿形与直线型滚刀加工的齿形有显著不同,实现了齿高中部微量中凸的理想设想,完全消除了峰谷状齿形。滚切试验和正式产品齿轮啮合接触区较老机组齿轮有显著的改善。消除了齿顶、齿根线性接触接触区不准确和接触面积比例严峻不足题目,实现了设计期望的齿高中部接触的设计接触精度要求。彻底解决了老机组近齿顶、齿根处齿面拉毛损伤这一久攻不克的技术枢纽题目。

新结构高效双切滚刀的特点

高效经济的滚刀必需具有良多槽数,而且滚刀的外径也不能太大,齿顶的切削面应多于刀齿中部和齿根的切削面。

为附合以上要求,汉江工具有限责任公司开发了滚刀,新结构高效双切滚刀每相邻齿中有一排齿具有完整的齿形,另一排齿的有效部门只有齿高的1/3。

该滚刀在外径答应的情况下,可获得20排槽左右,是普通滚刀的2倍以上。

根据被加工件的质量要求,新结构高效双切滚刀可以铲制,也可以磨制。因为该种滚刀具有10排左右的完整齿,所以该种滚刀不仅可用于粗切,还可用于齿轮精加工。在粗加工的场合,该滚刀也可以带前角,这样,可减少切削力和磨损。

新结构高效双切滚刀可在任一尺度的滚刀刃磨床上刃磨。装卡后即可保证前刃面的精度,所需的只是调整砂轮进入滚刀槽的深度。该滚刀设计原理不仅局限于模数或径节制的渐开线滚刀,也合用于特殊齿形的滚刀。根据不同需要,公司还可做三切或四切滚刀,但应用最多的仍是新结构高效双切滚刀。

新结构高效双切滚刀也合用于对齿轮根部有较高加工要求的领域,因为该滚刀齿顶部齿数多(通常为20齿),所以在齿轮加工中,齿轮根部的加工次数多,因此,用新结构高效双切滚刀加工齿轮可以获得很好的齿轮齿底圆弧。

新结构高效双切滚刀的应用

新结构高效双切滚刀主要合用于能源、船舶、水泥、矿山、冶金、建材等机械行业众多领域的大模数齿轮加工。为了能迅速占领市场,扩大出产规模,良多行业企业接踵购进了大型高速滚齿机,而新结构高效双切滚刀具备了这种高速高效切削的特性。新结构高效双切滚刀与相同规格的普通滚刀比拟切削效率可进步3~4倍。因此,开发新结构高效双切滚刀知足海内刀具需求,可以替换入口,是我国业齿轮加工面向高速高效切削的要求,同时也充分施展了数控设备的功能,加快了向高端产品迈进的步伐,具有很广阔的市场远景和社会经济效益。

PVD涂层技术在金属陶瓷和硬质合金基体上的涂层厚度为2~5μm,此类硬质涂层已经进入了贸易化。典型的贸易化涂层方式包括TiN、TiCN、TiAlN、CrN、TiB2塑料产业网,还有诸如TiN-TiAlN的多层涂层。PVD涂层工艺所具有的独特上风是可以给锐利的切削刃面提供超细晶粒、平滑、低摩擦和防止高温热裂的涂层。

新近发展的硬质合金刀具涂层包含外部用TiN或者TiAlNPVD涂层与内部TiN/TiCN/TiNCVD涂层的结合。内部CVD涂层可提供极好的基体粘协力和耐磨性,而外部PVD涂层提供一个坚固的、不易脆裂的、表面光滑的、超细晶粒刀具表层。这种CVD-PVD相互结合的涂层有助于延长刀具在难加工金属材料和钢材加工的断续切削时的使用寿命。

齿轮刀具主要采用TiN、TiCN或TiAlN涂层,它们的化学成分不乱,具有高红硬性和维持高速切削的能力造车网版权所有,降低了被加工零件的尺寸误差,可获得良好的表面质量、高的效率以及更长的刀具使用寿命。

新结构高效双切滚刀主要用于高速切削的场合,通常应进行PVD涂层。滚刀目前主要采用TiN、TiCN和TiAlN涂层:采用TiN涂层的滚刀合用于有切削液场合下的齿轮加工,切削温度可达300℃;采用TiCN涂层方式的滚刀仅合用于有切削液的场合,切削温度可达400℃采用TiAlN涂层的滚刀,切削温度可达800℃。