滾齒是外齒輪加工的常用方法之一。相對(duì)于插齒平敏、銑齒等其他的加工方法胡电，它具有加工效率高、齒形精度好等優(yōu)點(diǎn)夯秃，而且用同一把滾齒刀加工相同模數(shù)但不同齒數(shù)的齒輪時(shí)座咆，不存在理論齒形誤差，減少了刀具的庫(kù)存需求仓洼，所以在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用也最為廣泛介陶。

　　除了傳統(tǒng)的高速鋼整體滾刀，近年來(lái)在大模數(shù)色建、大直徑齒輪加工領(lǐng)域哺呜，刀片式滾刀越來(lái)越多地得到運(yùn)用。相比高速鋼滾刀箕戳，他們的切削速度高弦牡，刀片壽命長(zhǎng)，每片刀片有數(shù)個(gè)切削刃漂羊，而且無(wú)需重磨驾锰，優(yōu)勢(shì)明顯。

　　但由于刀片式滾刀的自身局限性走越，其主要應(yīng)用范圍還只僅限于齒輪的粗加工和半精加工椭豫，國(guó)內(nèi)未見有用于齒輪精滾的成功案例。

　　肯納公司致力于將高效的刀片式滾刀應(yīng)用于大模數(shù)齒輪的精加工旨指，在原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上做了大量的試驗(yàn)和改進(jìn)宛殉，在刀具的精度和刀片壽命方面都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，使刀片式滾刀也能夠成功應(yīng)用于大模數(shù)齒輪的精加工抽雇。下面結(jié)合實(shí)際案例對(duì)這些改進(jìn)作一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹希镶。

　　一、工件簡(jiǎn)介和難度分析

　　加工工件是一個(gè)模數(shù)36的外齒圈剖冒，齒數(shù)296欲返，直徑10.8米，高度0.96米卓邓。精度等級(jí)AGMA10欧纬，相當(dāng)于ISO中的8級(jí)精度践拐，齒面光潔度要求Ra3.2。材料為高合金鋼祭啸，經(jīng)過熱處理鹿逞，硬度達(dá)到HB300左右。

　　前道工序由銑齒完成俐逛，留1.3mm單邊余量到最終設(shè)計(jì)齒廓乙淡。

　　原工藝中精加工由插齒完成，周期10天以上桑嘶，無(wú)法滿足客戶的生產(chǎn)需求炊汹。

　　將刀片式滾刀用于這個(gè)工件的精加工，有以下兩個(gè)難點(diǎn)：

　　●刀具精度：相對(duì)于8級(jí)的齒輪精度不翩，要求滾刀的精度達(dá)到AA級(jí)，齒廓的精度要求最大允許21微米麻裳，刀片式滾刀難以做到口蝠。

　　●刀具壽命：由于滾齒工藝的特殊性，加工途中不能換刀片津坑。刀片的壽命要求達(dá)到284.16米妙蔗，而且不能有明顯磨損以免影響齒面光潔度而無(wú)法達(dá)到Ra3.2〗澹客戶嘗試過用高速鋼和焊接硬質(zhì)合金滾刀加工眉反，但均因刀具壽命問題使齒面光潔度超標(biāo)

圖一：外齒輪加工現(xiàn)場(chǎng)

　　二、刀具設(shè)計(jì)和制造

　　通過和客戶之間的不間斷溝通穆役，在得到客戶需求的一個(gè)月后寸五，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)順利結(jié)束。整個(gè)刀體最大切削直徑500毫米聘楞，總長(zhǎng)569.14毫米涉爆，由5個(gè)獨(dú)立的切削環(huán)組成，通過高精度的聯(lián)結(jié)組成一體虑涣。刀具外形見圖二层阎。

圖二：滾刀外形

　　針對(duì)上面提到的2處技術(shù)難點(diǎn)，在刀具設(shè)計(jì)中通過相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化給出了解決方案

　　●刀體精度：借鑒肯納公司占領(lǐng)導(dǎo)地位的曲軸銑刀的經(jīng)驗(yàn)坪逃，在刀體與刀片之間安裝調(diào)整墊片以便改善輪廓精度轰弥。當(dāng)?shù)扼w加工完成以后，安裝調(diào)整墊片并在高精度測(cè)量設(shè)備上測(cè)量咬钝，測(cè)量數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)與UG軟件中的理論三維實(shí)體對(duì)照杀铆，修整墊片直到誤差接近于零。這樣哈堵，避免了由于檢測(cè)刀片的精度原因影響刀體精度的可能性魄恭。

　　●刀片精度：考慮到表面光潔度的原因妻诚，用一片長(zhǎng)度約100毫米的長(zhǎng)刀片直接完成齒廓側(cè)面的切削。同時(shí)揣褂，優(yōu)化磨削工藝和夾具的設(shè)計(jì)愤厦，保證刀片厚度方向的制造公差為+/-0.005毫米，滿足齒廓精度要求嘴纺。

　　●刀片壽命：刀片的壽命與涂層有直接的關(guān)系败晴，所以合適的涂層是改善刀片壽命的關(guān)鍵。結(jié)合客戶機(jī)床栽渴、夾具尖坤、工件材料等的實(shí)際情況，選擇刀片材質(zhì)為SPTAVL闲擦，這是一種在硬質(zhì)合金基體上復(fù)合涂層的刀片材質(zhì)慢味，涂層有TiN/TiCN/Al2O3，適合于鋼件墅冷、不銹鋼和球墨鑄鐵等材料的高速切削纯路，最佳的切削速度可以達(dá)到180m/min。由于出色的高溫穩(wěn)定性寞忿，這種材質(zhì)也同時(shí)適用于干切削或冷卻液切削驰唬，在這個(gè)案例中，考慮到刀體的直徑和機(jī)床的開放程度腔彰，選擇不用冷卻液的干切削叫编。

　　三、刀具應(yīng)用

　　刀具從德國(guó)工廠運(yùn)抵客戶以后侄俐，順利在客戶的超大滾齒機(jī)上完成了安裝那赘，并開始齒圈的精加工。

　　精滾分三刀完成呆埃，選擇關(guān)閉冷卻液北取，干切削

　　第一刀

　　切深0.6mm,切削速度80m/min，進(jìn)給量6mm/rev林皇，鐵屑厚度約為0.055mm涯翠。

　　銑削方向?yàn)槟驺姡醋陨隙聺L削

　　切削時(shí)間16小時(shí)

　　加工結(jié)束后妓付，測(cè)量表面光潔度為Ra0.8-2.5憔吉，

　　第二刀

　　切深0.35mm,切削速度90m/min，進(jìn)給量5mm/rev滚胎，鐵屑厚度約為0.04mm肿讽。

　　銑削方向?yàn)轫樸姡醋韵露蠞L削

　　切削時(shí)間16小時(shí)

　　加工結(jié)束后田搏，測(cè)量表面光潔度比較均勻找田，為Ra1.0左右歌憨，

　　第三刀

　　切深0.35mm,切削速度90m/min，進(jìn)給量5mm/rev墩衙，鐵屑厚度約為0.04mm务嫡。

　　銑削方向?yàn)轫樸姡醋韵露蠞L削

　　切削時(shí)間16小時(shí)

　　加工結(jié)束后漆改，測(cè)量表面光潔度Ra1.0

　　檢查刀片刃口心铃，幾乎沒有磨損，說(shuō)明刀片壽命遠(yuǎn)高于284.16米

圖三：滾刀在主軸上

圖四：加工過的零件

　　四挫剑、結(jié)論

　　經(jīng)過測(cè)量去扣，齒輪精度達(dá)到要求，齒面表面光潔度達(dá)到Ra1.0樊破，工件完全合格愉棱。

　　工件的加工周期從10天以上減少為3天以下，客戶非常滿意哲戚。從切削結(jié)果可以看出奔滑，在符合工件加工要求的前提下，我們可以留更小的余量并用兩刀完成切削惫恼，周期將縮短到2天以下舀美。

　　可轉(zhuǎn)位刀片式滾刀在優(yōu)化設(shè)計(jì)的前提下嚎衡，完全可以用于齒輪的精滾加工垃燃。

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