筆者于2000年訪問考察了歐洲部分國家的齒輪刀具缚态、拉削刀具制造廠,同時參觀了一些刀具用戶廠家,對歐洲國家的齒輪刀具及其它刀具的生產(chǎn)與使用情況作了一些調(diào)研,現(xiàn)對歐洲地區(qū)齒輪刀具設(shè)計與制造技術(shù)的發(fā)展近況作一簡評。

1齒輪刀具材料與結(jié)構(gòu)

(1)齒輪滾刀

通過對歐洲齒輪刀具制造廠和主要用戶企業(yè)(如變速箱制造廠)的考察可知,目前齒輪滾刀的使用方式可分為傳統(tǒng)的濕式切削工藝和干式切削工藝兩大類堤瘤。用于濕式切削的齒輪滾刀材料主要采用M35+TiN和M35+TiNC,其中M35+TiN為主流材料,滾切速度通常為90～110m/min玫芦。用于干式切削的齒輪滾刀材料主要為ASP60+TiAlN,其滾切速度為160m/min。硬質(zhì)合金滾刀主要用于干式切削,其滾切速度可達260m/min本辐。根據(jù)滾切試驗結(jié)果,ASP60+TiAlN滾刀用于干式切削的綜合加工效能優(yōu)于硬質(zhì)合金滾刀守涤。因此,在實際生產(chǎn)應(yīng)用中ASP60+TiAlN滾刀的使用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于硬質(zhì)合金滾刀。

隨著數(shù)控滾齒技術(shù)和刀具涂層技術(shù)的快速發(fā)展,齒輪滾刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計也在不斷變化,主要體現(xiàn)在以下方面:①由于滾齒速度的不斷提高,正前角滾刀的切削性能優(yōu)勢已不明顯,加上正前角滾刀的齒形較復(fù)雜,制造精度不易保證,因此正前角滾刀結(jié)構(gòu)正逐漸被淘汰,而代之以零前角滾刀結(jié)構(gòu)版掘。目前除日本NACHI公司還少量生產(chǎn)正前角滾刀外,國外其它齒輪生產(chǎn)廠幾乎已不生產(chǎn)正前角滾刀犁式。②滾刀頭數(shù)的確定主要考慮滾齒加工效率的要求,滾刀的外徑、長度昔疆、槽數(shù)等參數(shù)則需根據(jù)刀具壽命要求來確定蚌汁。設(shè)計滾刀時,通常首先確定每個刀齒的切削長度,再按重磨一次需加工的工件數(shù)確定滾刀的有效切削齒數(shù),最后確定滾刀的外徑、長度谤郑、槽數(shù)等鲸嫁。③近年來,由于滾齒機快進、快退速度的提高,小徑滾刀進退刀耗時少的優(yōu)勢已不明顯,因此滾刀直徑的確定主要取決于齒輪結(jié)構(gòu)和槽數(shù)的要求直呈。④為提高加工效率,對于同一齒輪軸上需滾齒加工的不同齒輪,要求可在同一臺機床上一次安裝依次加工完成,這就要求一把滾刀上有多段不同規(guī)格的滾刀齒形,即將多把滾刀集成為一體兜诞。

由于滾刀圓周齒數(shù)的增多,滾齒加工已可視為近似連續(xù)切削加工,加上滾刀重磨后重新涂層技術(shù)的應(yīng)用,M35+TiN滾刀與ASP30+TiN滾刀相比其壽命差別已不是很大,但卻具有成本較低的優(yōu)勢,因此M35+TiN滾刀的使用數(shù)量已在明顯回升,這一趨勢無論從滾刀制造廠還是齒輪生產(chǎn)廠均可得到證實。但對于圓周齒數(shù)較少的滾刀和重磨后不涂層的滾刀,ASP30+TiN滾刀與M35+TiN滾刀相比仍具有較明顯的壽命優(yōu)勢忽畏。

在對環(huán)境污染限制極其嚴(yán)格的歐洲,干式切削具有廣闊的應(yīng)用前景惋涌。目前大量應(yīng)用于實際生產(chǎn)的干式切削滾刀主要為ASP60+TiAlN滾刀。同時也有少量ASP60+TiAlN+WC/C滾刀應(yīng)用,其切削速度為180m/min赖钞。用于干式切削的硬質(zhì)合金滾刀和金屬陶瓷滾刀由于制造難度較大腰素、材料及制造成本較高等原因,在加工生產(chǎn)線上的應(yīng)用還不多。由于涂層材料和涂層技術(shù)的快速發(fā)展,涂層粉末冶金高速鋼滾刀在干式切削中的應(yīng)用卻在不斷擴大。

(2)插齒弓千、剃齒刀具

歐洲生產(chǎn)的插齒刀產(chǎn)品主要采用M35+TiN和ASP30+TiN材質(zhì),其結(jié)構(gòu)設(shè)計與國內(nèi)區(qū)別不大衡便。由于插齒加工屬于斷續(xù)切削,因此在高速插齒機上使用的插齒刀大多為ASP30+TiN插齒刀。

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