聊一聊高速干式滾齒技術(shù)在數(shù)控機床發(fā)展中的運用

2021-09-03 10:25:22

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自20世紀(jì)60年代以來，世界各國一直努力使用硬質(zhì)合金滾筒來提高滾筒的技術(shù)水平。在我國重型機械行業(yè)，對于模塊較大的淬火齒輪(硬度50~52HRC)，進(jìn)行磨齒精加工，精度保證達(dá)到7~8級，個別情況也達(dá)到6級精度水平，在這方面已有成熟的加工經(jīng)驗，基本相當(dāng)于海外水平。進(jìn)入90年代中期，新型成形磨床的出現(xiàn)大大提高了磨床的效率和精度，進(jìn)一步減輕了磨床技術(shù)的需求，研究工作的重心也轉(zhuǎn)移到了大量生產(chǎn)的滾動剃須機齒輪上。近年來，為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率和降低成本，特別是隨著環(huán)保立法對切削液的使用和廢油處理的限制，齒輪加工研究的重心轉(zhuǎn)向了不使用切削液的干式齒輪加工，以獲得更好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

隨著齒輪傳動速度、承載能力、壽命等要求的提高，運行噪音、制造成本的降低，業(yè)內(nèi)對齒輪的設(shè)計、加工等提出了更高的要求。特別是近年來，硬齒面和調(diào)質(zhì)硬度在350HB左右的中硬齒面齒輪的普及和應(yīng)用幾乎取代了軟齒面齒輪，這給齒輪的制造帶來了一定的困難，同時對齒輪刀具和齒輪的制造裝備提出了更高的要求。

數(shù)控滾齒機

高速切削的優(yōu)點。效率高，成本低。高速干式滾筒齒的效率是傳統(tǒng)濕式滾筒齒的3~4倍，刀具壽命是一般濕式加工的5倍。在齒輪加工中，使生產(chǎn)成本降低40%。

干式滾筒不僅節(jié)約了資源，降低了制造成本，而且沒有環(huán)境污染，符合綠色制造的發(fā)展理念，也符合環(huán)境保護(hù)的環(huán)境保護(hù)要求。沒有切削油對環(huán)境的污染。

機床結(jié)構(gòu)緊湊。干式滾齒省去了油屑分離過程，無冷卻潤滑油箱和油屑分離裝置以及相應(yīng)的電氣設(shè)備，因此機床結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。

節(jié)省了后續(xù)處理成本。因為此過程為干式切削，冷卻用風(fēng)進(jìn)行冷卻，工件表面無冷卻液殘留，后續(xù)不需要對工件進(jìn)行清洗等操作，節(jié)省清洗機及清洗過程。降低生產(chǎn)成本。

小模數(shù)滾齒機

干式切削與濕式切削相比，提高切削速度，盡量縮短切削工具與切削工具的接觸時間，使切削產(chǎn)生的熱量盡量被切削工具和冷卻空氣帶走。因此，干式滾齒在應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)均與此相關(guān)，具體包括機床、刀具和工藝參數(shù)3個方面。

干式高速滾齒工藝對滾齒機的要求，除了強度、剛度和抗振性等基本要求外，還應(yīng)滿足以下條件：提供足夠高的切削速度和切削功率，合理的空氣冷卻方式及冷卻點分配，從而保證工件質(zhì)量和延長滾刀壽命。

干切滾刀對原材料是用硬質(zhì)合金還是用高速鋼、什么成分及牌號、用什么涂層、熱處理硬度值、刃磨后處理要求、能達(dá)到的滾齒速度和進(jìn)給量，使用后它的磨損特征是什么，這些都需要在刀具選擇的時候進(jìn)行考慮，確保刀具的壽命、更換周期和經(jīng)濟(jì)性等。

工具涂層要求:為了提高工具的壽命和切削速度，須涂層工具?？紤]到刀具的修磨后重新涂層，須選擇涂層材料。需要注意的是，涂層材料不能與刀體材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，具有可退涂性。綜合考慮后，我公司選用BALZERS公司的AlCrN涂料，涂料顏色為亮灰色，歷經(jīng)涂料后刀具表面硬度可達(dá)3200HV，大工作溫度可達(dá)1-1-100℃，切削速度可達(dá)500m/min。