概述

　　用于動力傳動的齒輪和齒輪箱，其尺寸要求更小假祝，齒輪傳動的噪音更低靡庵，從而導致對淬硬齒輪的需求，也給齒輪制造廠家提出了探索齒輪加工新方法的要求虎内。   

　　齒輪在淬硬熱處理過程中燕汗，其材料組織及應力的改變，通常會使齒輪產(chǎn)生變形诅挖，即齒形枣惨、齒向及齒距誤差。這此誤差將引起齒廓在傳動時的不正確嚙合虚烂，從而加大了載荷邮敛，產(chǎn)生齒輪噪音。因此歉摧，淬硬齒輪在熱處理后艇肴，一般應添加一道精加工工序。   

　　淬硬齒輪精加工工藝可分為兩類：一類是采用非成形的切削刃叁温，如齒輪磨削加工解幼；另一類則是具有成形的切削刃如淬硬齒輪(HRC48～53)滾削加工展运。   

　　本文將集中討論用于硬滾齒加工的硬質(zhì)合金刀具成形切削刃的精加工過程。當今的硬質(zhì)合金材料翅窥、刀具涂層和滾齒機技術的發(fā)展鳄逾，已使淬硬齒輪滾切加工技術有了顯著的提高筏匪，特別是在加工小于或等于12DP的中小模數(shù)齒輪時抵窒，可承受硬切削過程中所產(chǎn)生的極大的切削力萨咕。   

　　硬質(zhì)合金滾刀的選取   

　　硬質(zhì)合金滾刀在材料的品種規(guī)格上有很大進展。超細冀宴、細憾筏、中等或大顆粒的硬質(zhì)合金現(xiàn)在都有產(chǎn)品嚎杨。此外，硬質(zhì)合金滾刀毛坯的成形工藝技術也有了顯著提高氧腰，如采用熱等靜壓(HIP)工藝，該工藝在高壓高溫下呐缸，增加了硬質(zhì)合金毛坯的內(nèi)在結合力三钦，提高了硬質(zhì)合金的抗彎強度。按照ISO的規(guī)定疫谱，實體硬質(zhì)合金材料可按應用場合的不同分為若干類：齒輪切削刀具分為K類和P類做堂，K類硬質(zhì)合金有更高的耐磨性，P類則有更好的高溫紅硬性嚣惭。在K牌號和P牌號硬質(zhì)合金中虽趋，每種牌號硬質(zhì)合金的顆粒結構是不同的，從中等顆粒到超細顆粒罕擒。每種牌號都有其應用場合俱猪，這是和顆粒結構相關聯(lián)的。一般來說氧液，對于軟滾削跟媚，K類比P類的性能要好，K類硬質(zhì)合金能得到微米級的顆粒結構(粒度小于0.5μm)沧仿，而P類則不行箍秧。在磨耗方面，K類韌性更好馁筐，壽命更長涂召。   

　　滾刀的重新刃磨和翻新

　　滾刀加工一定數(shù)量的工件后，其切削刃變鈍敏沉，此時必須重新刃磨果正。刃磨后的滾刀必須保持原有的幾何形狀；切削刃必須鋒利赦抖；刀具的金相結構絕不可因磨削過熱而受破壞舱卡。因而在刃磨硬質(zhì)合金滾刀時應采用一種油基冷卻液，它對氯和硫不起反應队萤。對于刮削滾刀轮锥，刃磨后的重新涂層并不象用于實體毛坯硬滾的滾刀那樣重要。硬質(zhì)合金滾刀刃磨后涂層前要尔，建議對其刃口進行預處理舍杜。   

　　滾刀的重新刃磨將會除去切削表面的原有涂層，這會減少刀具壽命赵辕。刀具是可以重涂的既绩。通常對于TiN涂層娶停，可涂3～4次；對于TiCN和TiALN涂層而言殿腺，由于涂層本身有很大的內(nèi)應力肄慨，所以在切削刃上難以再重新涂層。通過幾次涂覆TiN涂層后瓮窑，會產(chǎn)生高低不均勻的狀況寨铸，并有分層脫落的傾向，所以原有涂層必須去除拱屈。   

　　目前有兩種方法可去除刀具涂層：化學退涂和物理退涂妖啸。用化學退涂去除硬質(zhì)合金刀具上的涂層是一種精細工藝，要求操作者有相當?shù)氖炀毘潭妊环贰＿^度的化學退涂不僅將涂層去掉高坚，而且還將溶洗鈷結合劑，損壞硬質(zhì)合金材料的微觀結構垄怯。切削刃的微觀損壞將產(chǎn)生鋸齒狀表面水水。此外，在退涂時必須對滾刀軸臺诈火、內(nèi)孔及標志進行保護兽赁，以免損壞。而物理去涂冷守，則必須由原刀具制造廠來進行刀崖，它涉及到整把滾刀齒形的重新磨削。雖然比化學退涂要貴得多拍摇，但得到的是一把新滾刀亮钦，質(zhì)量和壽命都能得到保證。   

　　對滾齒機的要求

　　為了充分發(fā)揮硬質(zhì)合金和涂層工藝的優(yōu)點充活，滾齒機應作相應地改進蜂莉。目前所有先進的滾齒機都按高速滾齒進行設計，其滾齒機的滾刀轉速超過3000r/min混卵，通常為5000r/min映穗，工件主軸轉速與滾刀轉速相匹配。此外幕随，機床具有很高的動剛度和熱剛度蚁滋。先進滾齒機的一些主要設計特點為：采用復合環(huán)氧樹脂床身，以改進機床的動態(tài)和靜態(tài)特性赘淮；帶有恒溫裝置的高速滾刀主軸箱泵李；高速工件主軸；可采用干腔族、濕二種滾削工藝虑夕；帶光電傳感器的數(shù)字驅動系統(tǒng)秘乍；直線滾動導軌系統(tǒng)；高速自動上料(2～3秒)沼改；占地緊湊崖郎；按人機工程學設計；維修方便簇像。

　　采用刮削工藝

　　無論是機械式的還是CNC的滾齒機都能進行刮削侵念，但條件是機床必須裝備有工件到刀具的自動同步傳動系統(tǒng)。這可使刮削工藝更為經(jīng)濟芋总，對帶有自動上下料系統(tǒng)的機床也很重要。電子非接觸系統(tǒng)靠一個模擬量傳感器發(fā)出脈沖來測量刀具主軸兆性、工件主軸和齒輪的位置套尤。機床CNC控制器對這些脈沖進行處理，然后對工件主軸相對于刀具的位置進行調(diào)整赋荆，使工件輪齒和滾刀刀齒的相對位置關系正確笋妥。   

　　在刮削工藝中用冷卻液有很多優(yōu)點：在刮削過程中，冷卻液提供了潤滑性窄潭；由于刮削產(chǎn)生的不是正常的切屑春宣，溫度控制極其重要。刮下的切屑較小較薄嫉你，不象正常刀屑那樣可帶走許多熱量月帝，所以刮削時采用冷卻液可控制刀具、工件及機床系統(tǒng)的溫度幽污；冷卻液可將切屑從刀具和工件上沖走嚷辅；改善了工件表面精糙度；提高了刀具壽命距误。   

　　在“綠色滾削”工藝中簸搞，正確選擇齒厚余量是很重要的。推薦選擇順銑滾齒准潭，因為它可得到最厚的切屑趁俊，這有助于控制切削過程的動態(tài)狀況，提高刀具壽命完骑。經(jīng)驗證明剩跛，切削速度可以超過200m/min，進給量的選擇取決于所要達到的表面光潔度遣备。典型進給范圍為0.5～1.25mm/r拘栅。刀具移位(竄刀)的方法也很重要，因為刮削時只有粗加工截面的部分切削刃才經(jīng)受磨損休贴。相反角涯，在“綠色切削”過程中弓慨，刀具的精加工部分承擔了主要加工量。這意味著在刮削時竄刀量應更大腻区，如齒輪為12～48DP時淤写，每次竄刀量為0.3～0.4mm。   

　　刮削滾刀的選取

　　刮削硬質(zhì)合金滾刀分為兩大類：用于10DP或更大模數(shù)的滾刀份良，通常都設計有一個負前角的切削前面示宫，當切削刃接觸到淬硬齒面時，減小了對硬質(zhì)合金材料的沖擊汗忠；對于較小模數(shù)的齒輪卸酿，就不需要有負前角。負前角的滾刀的缺點是刃磨困難穿扳。滾刀刃磨后外徑減小衩侥，為了得到正確的負前角就應改變砂輪的偏置量。   

　　當刮削中矛物、大模數(shù)齒輪時茫死，其齒頂、外圓直徑和齒根部位通常都不被滾削履羞，并要求輪齒到齒根有一個平滑的過渡峦萎。為得到沉切和完整的過渡圓弧半徑，提高齒根的抗彎強度忆首，用于大模數(shù)齒輪的理想刮削滾刀應帶有凸緣爱榔。   

　　對于小模數(shù)齒輪的加工，應采用標準滾刀雄卷。采用標準的徑向前角硬質(zhì)合金滾刀加工稱為“硬質(zhì)合金滾刀的再滾切”搓蚪，而不是“刮削”，后者指的是采用了一個負前角滾刀丁鹉。   

　　硬滾削的技術要求和硬刮削妒潭、或硬質(zhì)合金滾刀再滾削的技術要求幾乎相同，不同之處是采用的竄刀移位的策略不同榆博。在硬滾時仲及，切屑的切除需花費大量能量。該能量最終變?yōu)闊崃坎喾佟ＴO法把這些熱量散發(fā)帶走至關重要锭偿。建議每加工一個工件后，滾刀竄位一個全齒距摆地。當滾刀從頭到尾竄位過后挂剪，應將滾刀移到離原始位置有一個偏置量的部位。該偏置量取決于滾刀的設計和應用，其目的是為了有助于滾刀的均勻磨損她打。另一不同之處是所采用的裝夾系統(tǒng)狰碟。由于極大的切削力，夾具必須安全夾緊工件栽埠。加工結果表明钉呐，同一斜齒輪用硬質(zhì)合金滾刀再硬滾時，其齒輪質(zhì)量很高镶骗，齒形接近AGMA10級桶现，齒向和齒距超過AGMA12級；全淬硬毛坯硬滾切加工的斜齒輪鼎姊，其齒輪精度也非常高骡和，齒形精度可達AGMA10級，齒向和齒距可達到AGMA12級相寇。   

　　結論

　　目前已探索出許多經(jīng)濟的方法來加工淬硬齒輪即横，包括材料的選擇、軟加工方法裆赵、熱處理工藝和硬精加工，使淬硬齒輪得到普及跺嗽，滿足了高質(zhì)量傳動裝置對淬硬齒輪的要求战授。   

　　從一個實體全淬硬工件毛坯進行淬硬滾切加工是一種新的加工工藝。由于有剛性更好的機床和優(yōu)質(zhì)的硬質(zhì)合金刀具材料并加以涂層處理桨嫁，使淬硬滾切成為一種行之有效的加工方法植兰。從工廠的實際應用結果表明，淬硬齒輪滾切(硬滾)工藝具有廣闊的應用前景璃吧。

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