筆者訪問(wèn)考察了歐洲部分國(guó)家的齒輪刀具骄熟、拉削刀具制造廠旺罢，同時(shí)參觀了一些刀具用戶(hù)廠家太抓，對(duì)歐洲國(guó)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)研淹仑，現(xiàn)對(duì)歐洲地區(qū)齒輪刀具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展近況作一簡(jiǎn)評(píng)丙挽。

1齒輪刀具材料與結(jié)構(gòu)

　　(1)齒輪滾刀

　　通過(guò)對(duì)歐洲齒輪刀具制造廠和主要用戶(hù)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(lèi)匀借。用于濕式切削的齒輪滾刀材料主要采用M35+TiN和M35+TiNC颜阐，其中M35+TiN為主流材料署氏，滾切速度通常為90～110m/min。用于干式切削的齒輪滾刀材料主要為ASP60+TiAlN馁掺，其滾切速度為160m/min晓够。硬質(zhì)合金滾刀主要用于干式切削，其滾切速度可達(dá)260m/min寻币。根據(jù)滾切試驗(yàn)結(jié)果擅锚，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。因此瓶虽，在實(shí)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)合金滾刀赊真。

　　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(jì)也在不斷變化珍诡，主要體現(xiàn)在以下方面：①由于滾齒速度的不斷提高盒蚁，正前角滾刀的切削性能優(yōu)勢(shì)已不明顯，加上正前角滾刀的齒形較復(fù)雜尼袁，制造精度不易保證陋晒，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)化焕。目前除日本NACHI公司還少量生產(chǎn)正前角滾刀外萄窜，國(guó)外其它齒輪生產(chǎn)廠幾乎已不生產(chǎn)正前角滾刀。②滾刀頭數(shù)的確定主要考慮滾齒加工效率的要求撒桨，滾刀的外徑查刻、長(zhǎng)度、槽數(shù)等參數(shù)則需根據(jù)刀具壽命要求來(lái)確定凤类。設(shè)計(jì)滾刀時(shí)穗泵，通常首先確定每個(gè)刀齒的切削長(zhǎng)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)谜疤，最后確定滾刀的外徑佃延、長(zhǎng)度、槽數(shù)等茎截。③近年來(lái)苇侵，由于滾齒機(jī)快進(jìn)赶盔、快退速度的提高企锌，小徑滾刀進(jìn)退刀耗時(shí)少的優(yōu)勢(shì)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)的要求于未。④為提高加工效率其神，對(duì)于同一齒輪軸上需滾齒加工的不同齒輪，要求可在同一臺(tái)機(jī)床上一次安裝依次加工完成币沫，這就要求一把滾刀上有多段不同規(guī)格的滾刀齒形垄窃，即將多把滾刀集成為一體。

　　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)切削加工吐莲，加上滾刀重磨后重新涂層技術(shù)的應(yīng)用抠偏，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(shì)陪瘟，因此M35+TiN滾刀的使用數(shù)量已在明顯回升鞋剔，這一趨勢(shì)無(wú)論從滾刀制造廠還是齒輪生產(chǎn)廠均可得到證實(shí)。但對(duì)于圓周齒數(shù)較少的滾刀和重磨后不涂層的滾刀阐逗，ASP30+TiN滾刀與M35+TiN滾刀相比仍具有較明顯的壽命優(yōu)勢(shì)池躁。

　　在對(duì)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)用前景韵谋。目前大量應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的干式切削滾刀主要為ASP60+TiAlN滾刀褒选。同時(shí)也有少量ASP60+TiAlN+WC/C滾刀應(yīng)用，其切削速度為180m/min振诬。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蹭睡、材料及制造成本較高等原因，在加工生產(chǎn)線上的應(yīng)用還不多赶么。由于涂層材料和涂層技術(shù)的快速發(fā)展棠笑，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(kuò)大。

　　(2)插齒禽绪、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)蓖救，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與國(guó)內(nèi)區(qū)別不大。

　　由于插齒加工屬于斷續(xù)切削印屁，因此在高速插齒機(jī)上使用的插齒刀大多為ASP30+TiN插齒刀循捺。

　　歐洲生產(chǎn)的剃齒刀產(chǎn)品主要采用M2或ASP23材料(M2材料占主導(dǎo)地位)。剃齒刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與國(guó)內(nèi)差別較大雄人。對(duì)于模數(shù)小于4mm的剃齒刀从橘，容屑槽底梳采用直線形；模數(shù)大于4mm的剃齒刀的容屑槽底梳則采用漸開(kāi)線形础钠。剃齒刀的退刀槽均采用銑制(或磨制)加工恰力，刀具內(nèi)孔配合面較短(一般約為齒面寬的1/3)，徑向剃齒刀的邊牙全部銑去拓酵。

　　目前德國(guó)開(kāi)發(fā)出一種不同于傳統(tǒng)剃齒工藝的強(qiáng)力剃齒工藝镰饶。該機(jī)床在剃齒過(guò)程中，剃齒刀與被剃齒輪均可驅(qū)動(dòng)乱树，剃第一面齒時(shí)剃齒刀為主動(dòng)輪烧骗，被剃齒輪為從動(dòng)輪；剃第二面齒時(shí)則相反吆揖。無(wú)論剃哪一面齒铜诽，剃齒刀與被剃齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向始終不變阔萧，且裝卸齒輪時(shí)剃齒刀不停止轉(zhuǎn)動(dòng)。該機(jī)床采用自動(dòng)對(duì)刀懂棘，齒輪轉(zhuǎn)速可達(dá)4000r/min男梆，切削速度高，加工效率高先赛。由于可對(duì)齒形實(shí)行強(qiáng)力修整拔较，因此剃齒加工精度高。強(qiáng)力剃齒工藝對(duì)剃齒刀的性能劝薄、壽命和可靠性提出了更高要求槽畔。

　　(3)拉削刀具

　　歐洲刀具制造廠生產(chǎn)的拉刀材料大多采用M2或M35，部分拉刀采用TiN涂層胁编，具體根據(jù)加工要求和使用條件選用厢钧。拉刀的切削齒均無(wú)刃帶。圓拉刀嬉橙、花鍵拉刀等的容屑槽不少采用雙頭螺旋槽結(jié)構(gòu)早直。

2齒輪刀具制造工藝

　　歐洲目前使用的刀具制造設(shè)備基本上已實(shí)現(xiàn)數(shù)控化。刀具的設(shè)計(jì)市框、制造已普遍采用CAD/CAM/CAPP技術(shù)霞扬，操作者只需輸入刀具圖號(hào)，數(shù)控加工機(jī)床即可自動(dòng)從中央計(jì)算機(jī)中提取機(jī)床調(diào)整和加工工藝數(shù)據(jù)枫振，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工喻圃。

　　刀具磨削均采用帶數(shù)控砂輪修整器的數(shù)控工具磨床，并配備了完善的加工軟件粪滤，可根據(jù)刀具廓形自動(dòng)計(jì)算及修整砂輪形狀斧拍。齒輪滾刀的車(chē)齒、鏟齒工序均在數(shù)控車(chē)床和數(shù)控鏟齒機(jī)上進(jìn)行杖小；鏟磨齒形用數(shù)控滾刀鏟磨機(jī)床采用數(shù)控砂輪修整器修整砂輪肆汹，對(duì)于模數(shù)小于6mm的滾刀，其齒形的兩側(cè)面零破、齒頂面衫半、齒底面以及齒頂圓弧、齒底圓弧均可通過(guò)一次修整砂輪一次加工完成抠孤。插齒刀齒形磨削采用錐面砂輪磨削原理(不同于我國(guó)Y7125磨床的磨削方式)洋虫，可保證插齒刀修緣、沉割參數(shù)的加工精度团弧，準(zhǔn)確加工出齒頂圓角疲籍，同時(shí)可保證插齒刀重磨后的加工精度乌爪。剃齒刀的容屑槽采用數(shù)控梳槽機(jī)加工幔瓮，該機(jī)床剛性好谐浆、沖程快，可保證剃齒刀容屑槽兩側(cè)面的加工質(zhì)量谅练，從而延長(zhǎng)剃齒刀的使用壽命姿记；剃齒刀齒形采用數(shù)控剃齒刀磨床加工，可磨削各種類(lèi)型的修形剃齒刀透劈。成形拉刀和花鍵拉刀的廓形面分別在數(shù)控平面磨床和數(shù)控花鍵磨床上加工梧却，采用數(shù)控砂輪修整器修形，鏟背磨削败去。

　　刀具熱處理方面放航，齒輪滾刀和插齒刀均采用真空爐淬火、回火圆裕；剃齒刀广鳍、拉刀等采用鹽浴淬火。刀具標(biāo)志大多采用數(shù)控激光打標(biāo)機(jī)刻字吓妆，精致美觀赊时。刀具包裝質(zhì)量很高。

3刀具涂層材料

　　歐洲行拢，刀具涂層材料和涂層技術(shù)發(fā)展很快祖秒，水平較高，應(yīng)用也較為普及舟奠。目前在刀具制造中應(yīng)用較廣的涂層材料主要有TiN竭缝、TiCN、WC/C沼瘫、TiAlN楣苇、TiAlN+WC/C等，其主要特性見(jiàn)表1忽浓。表中绿凄，TiAlN(1)為單層涂層，TiAlN(2)為復(fù)合涂層矮憔。在歐洲蔓踩，刀具復(fù)合涂層(如TiAlN復(fù)合涂層)的應(yīng)用范圍很廣。涂覆時(shí)遭绝，涂層爐中有多個(gè)Ti靶和TiAl靶紧慧，兩種靶交替工作，在刀具表面交替涂覆TiN涂層和TiAlN涂層零硫，以獲得所需的多層復(fù)合涂層盯窜。

　　表1涂層材料特性

　　涂層材料：TiN-TiCN-WC/C-TiAlN(1)-TiAlN(2)-TiAlN+WC/C

　　與鋼的摩擦系數(shù)(干式)：0.4-0.4-0.2-0.4-0.4-0.2

　　涂層厚度(μm)：1～4-1～4-1～4-1～3-2～5-2～6

　　最高工作溫度(℃)：600-400-300-800-800-800

　　涂層顏色：金黃-青灰-深灰-紫灰-紫灰-深灰

　　通過(guò)調(diào)研考察，感到目前國(guó)內(nèi)刀具技術(shù)的整體發(fā)展水平與歐洲國(guó)家仍有較大差距萄蕾。但近年來(lái)國(guó)內(nèi)工具廠通過(guò)不斷進(jìn)行技術(shù)改造领靖，刀具設(shè)計(jì)制造水平已有長(zhǎng)足進(jìn)步俄洞，某些技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)品品種已接近或達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平，如汽車(chē)變速箱齒輪滾刀槐秧、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿拉刀啄踊、壓縮機(jī)專(zhuān)用拉刀、復(fù)合齒形漸開(kāi)線花鍵拉刀刁标、剃齒刀等刀具品種已達(dá)到較高質(zhì)量水平颠通，具有了一定的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。中國(guó)加入WTO后膀懈，國(guó)內(nèi)工具行業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存顿锰，為了抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)启搂，國(guó)內(nèi)工具制造廠必須進(jìn)一步加大技術(shù)改造力度撵儿，盡快提高自身發(fā)展水平，縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距狐血，通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)求生存淀歇、圖發(fā)展。

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