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高速滚削加工技术在齿轮加工行业的广泛应用

添加人:admin 发布时间:2010-12-2 14:21:12 来源:中国滚齿机网

高速滚削加工技术已广泛应用在汽车、摩托车等齿轮加工行业。在设计高速加工滚刀时应主要从排屑畅通性、散热迅速性、刀齿耐冲击性、前后刀面抗磨损性等几方面考虑。

  增大排屑容屑空间(容屑槽)

  散热迅速是高速滚削的枢纽,因此让切屑迅速离开刀具,将大量的切削热量带走,采用增大容屑槽的容屑、排屑空间是有效措施之一。这有助于切削液在滚削的全过程中,有足够的间隙至始至终地充分浇注切削区,以冲走大块及碎小末状切屑,冷却刀尖部,达到降低工件和滚刀切削区温度的目的;切削液还可起到润滑前刀面的作用,以减轻切屑对前刀面的摩擦,延缓前刀面磨损。
  滚削是一种断续切削,在高速加工中会加剧对刀齿的冲击,因此必需进步刀齿的耐冲击强度。在不改变容屑、排屑空间的条件下,采用降低容屑槽深度,将槽底部设计成整圆弧以增加其抗弯强度的方法可以增强耐冲击的能力。

  增加圆周齿数

  与传统滚削比拟,高速滚削加工的进给量和切削深度都较大,假如仍按常规设计,那么圆周上每个切削齿的切削负荷将随之增大。增加圆周齿数是降低切削负荷的有效途径之一。在知足滚刀顶刃最大许可切屑厚度的前提下,选择合适的、较多的圆周齿数可增加被切齿轮轮齿面的包络切痕,从而达到进步齿轮几何精度的目的。

  加大顶刃及侧刃后角

  假如按常规设计刀具的顶刃及侧刃后角,那么在高速滚削中,当增大进给量和切削深度时,实在际工作后角将减小(甚至为零)。因此,采用加大顶刃及侧刃后角的方法,可以增大工作后角以及后刀面与已加工表面的间隙,有利于切削液进入后刀面与已加工表面的切削区,带走碎小末状切屑和切削热量,润滑后刀面,减小两表面的接触面积,从而达到减轻两表面间的摩擦、延缓后刀面磨损的目的。

  采用零前角

  在高速切削时,零前角和正前角刀具所受切削力相差不大。但因为零前角增大了刀齿的切削楔角,刀齿的刀尖部强度得到相应进步,因此在切削时有助于加快切屑的变形,缩短切屑在前刀面上的滑移间隔及与前刀面的接触时间,使其快速脱离刀齿前刀面,减少传递给刀齿的热量,减轻切屑对前刀面的摩擦,使切削液更轻易注入前刀面切削区,使排屑通畅迅速,从而进步前刀面的抗磨损能力,并使设计、计算、加工、检测、重磨更为简朴轻易。

  加大齿顶圆弧半径

  一般来说,刀齿顶刃与侧刃相连处的尖角最易磨损,在高速滚削加工中尤其显著。加大齿顶圆弧半径有利于减少齿顶尖角部的热量集聚,增大与切屑的接触弧长,减薄切屑厚度,进步刀具的抗磨损能力和抗冲击的不乱性。因此,在知足被切齿轮有效曲线的起始圆位置要求的条件下,可以尽量加大齿顶圆弧半径。

  钝化切削刃口

  一般的新磨高速钢刀具刃口钝圆半径为8~16?m,而且刃口上会有微小毛刺,假如不钝化会造成切削初期的微小崩刃和裂纹,涂层也在刃口上“站”不住,因此需要光整钝化刃口。因为涂层后会增加钝圆半径,需涂层的刃口不能钝化太过,一般钝化到20~30?m,这有利于切削刃切入金属内部起到减振作用,有利于磨损沿前刃面和后刀面同时进行,使切削刃快速进入“自砺”期,继而平稳地进入正常切削期。

一:齿轮精加工技术分析:
齿轮的品质要求越来越高,变速噪音要求越来越低。要达到品质、噪音的双重目标,这就要求进行精度更高的齿轮加工,实现极为复杂的齿轮齿向和齿形,目的是把变速传动的误差降到最小。这意味着,在今后一个时期内,磨削仍旧是齿轮成批出产的主要方法,齿轮磨削这项加工工艺可能会更加广泛应用。但要特别留意齿轮加工的单位本钱。至今,本钱低、收效大的剃齿带来的好处是很显著的。磨削在齿轮精加工中取得圆满成功时,剃齿才可能大规模地被它代替。总之,不管选择哪一种齿轮加工方法,都要多留意实际使用情况。

鉴于滚齿加工目前取得了相称大的发展,很有可能滚齿后所获的高精度也不再需要进行剃齿。齿轮烧结技术的进一步发展对齿轮制造也做出较大的贡献,但是此方法目前正在处于萌芽状态,很难正确猜测未来发展趋势。

硬质合金滚刀和干切加工的推动作用有目共睹。对于齿轮流水线大批量出产,高速钢滚刀能否被硬质合金滚刀取替?干切是否已成为滚齿加工的必由之路,仍是依然会走湿切之路?

硬质合金滚刀固然特别合用于滚削汽车用齿轮。但是,硬质合金滚刀在欧洲的应用程度仍旧不高,这是因为跟着新型的高速钢材料及高机能刀具涂层技术的发展,硬质合金滚刀与高速钢滚刀在滚齿时间上的差距可被控制在15%左右;硬质合金滚刀价格较高,若齿轮工件数目不足够多,使用硬质合金滚刀的本钱会很高;再者,使用硬质合金滚刀时要特别小心,而且滚切参数和相应滚齿程序要编制得很细致,只有现代滚齿机才能使用硬质合金滚刀准确滚齿,而若要更新滚齿设备,则需要巨大的投资。就Samputensili而言,每年约出产25000把滚刀,其中硬质合金类只占3%左右。这就是说,硬质合金滚刀每年的出产量最多为750把。

齿轮干切加工则是另外一回事。因为环保要求及处理冷却废液的用度很高,欧洲、美国和日本的用户在选择时一般会考虑干切滚齿;而在中国、印度等发展中国家,控制污染固然也是一个迫切的要求,但需要时间。一旦社会对污染题目的控制日益严格后,齿轮干切加工也将会迅速发展起来。

齿形精加工的磨齿和研齿:

一、磨齿:IT6~IT4→IT3,Ra:0.8~0.2μm原理:成形法和展成法。

(1)成形法磨齿IT6~IT5,Ra:0.8~0.4μm,用成形砂轮磨削,出产率较高,加工精度较低,应用较少。

(2)展成法磨齿

锥面砂轮磨齿:砂轮截面齿形为假想齿条的齿形,工件向右动弹,利用砂轮右侧面磨削第1齿槽的右侧面,从根部磨至顶部;然后工件向左动弹,以砂轮左侧面磨削第l齿槽的左侧面,也从根部磨至顶部,当第l齿槽两侧面全部磨削完毕时,砂轮自动退离工件,工件作分度滚动,然后再向右动弹,磨削第2齿槽,这样反复轮回,直至磨完全部轮齿。

二、研齿:

IT7~IT6,Ra:1.6~0.2μm设备:研齿机。研具:精密的铸铁齿轮。研磨剂:磨粒:220#~240#,活性润滑油特点:与珩齿相同,只能降低表面粗拙度,不能进步齿形精度。

平行轴线研磨法:

1、过程:研磨轮与被研齿轮的轴线平行,研磨时被研齿轮带动研磨轮作无侧隙的自由啮合运动,被研齿轮还作轴向往复运动,研磨轮被稍微制动。经一段时间后,研磨轮和被研磨轮作反向旋转,使齿的两个侧面被平均研磨。

2、特点:因为齿面的滑动速度不平均,研磨量也不平均,在齿顶及齿根部门的滑动速度大,研磨量也大。
  采用小直径滚刀

  在滚刀外圆处,当线速度相同时,小直径滚刀答应有较高的滚齿机主轴转速。刀齿与滚刀轴线的间隔小,受到的冲击力和扭矩也小,可减小滚齿切入和切出时间,进步出产效率。

  进步滚刀的磨削和涂层质量

  涂层具有隔热、润滑、抗磨损等保护被涂基体的作用。涂层涂附在高速钢滚刀表面上,滚刀的磨削质量直接关系到涂层的附着质量和保护作用。在高速滚削中,滚刀的磨损形式主要以月牙洼磨损为主,前刀面的质量,如表面粗拙度、退火(脱碳)层、硬化层等直接关系到滚刀的使用寿命,涂层的颗粒度、涂层厚度、层数、致密度等因素均对滚刀的使用寿命有极大的影响。
  在出产实践中,根据高速滚削中泛起的新题目和新情况,有针对性地采取相应措施,才能设计出真正适合于高速滚切加工的滚刀,以缩短与国外提高前辈滚刀的差距。