齒輪加工大多數(shù)采用滾齒、剃齒和熱后研齒工藝,少數(shù)企業(yè)采用滾齒和熱后磨齒工藝,而重載齒輪傳動業(yè)普遍采用滾熱磨工藝侯谁。滾齒在制齒加工方面占了70%以上份額,采用高速滾齒意義重大章钾。為了實現(xiàn)高速滾齒墙贱,滾齒機必須提高剛性,提高滾刀頭的驅(qū)動功率贱傀,提高數(shù)控惨撇、伺服功能,實現(xiàn)溫度補償?shù)鹊雀瑫r也要推廣應用高性能魁衙、高效刀具。
目前生產(chǎn)中應用的滾刀材料以高速鋼為主椰棘,也有使用硬質(zhì)合金鑲塊滾刀或整體粉末冶金硬質(zhì)合金滾刀纺棺。高速鋼滾刀多采用涂層處理,例如常用的M35丰倾、M42助苫、A4等刀具材料,應用TiN涂層齿雕,其基體韌性好条馍,涂層耐熱、耐磨赂相,防止崩刃寓鳄,切削速度可提高至120~150mm/min。利用粉末冶金燒結(jié)成形法制造的整體硬質(zhì)合金滾刀晋挑,也有較好的效果跛孕。這種刀具經(jīng)過涂層處理,切削速度可提高到250mm/min以上肄寻,軸向進給量可達到3~6mm/r舟鲁。而且只要設備條件允許,可實現(xiàn)干切串锁。采用干切可以減少原來使用切削冷卻液所帶來的油霧對環(huán)境的污染坡沿,而且硬質(zhì)合金涂層刀具出色的性能使得其使用壽命大大延長,并能降低加工成本钾埂。
滾齒時滾刀與工件相當于一對互相嚙合的蝸桿蝸輪河闰,按照連續(xù)展成的方式,滾刀的直線齒形刀刃包絡切出工件漸開線齒形褥紫。滾削加工要為后續(xù)的加工姜性,如熱處理前的剃齒或熱處理后的磨齒留有適當?shù)募庸び嗔浚X根部分則在滾齒中加工至成件要求髓考。滾刀轉(zhuǎn)速越高污抬,頭數(shù)越多,切削時間越短绳军。為了提高效率印机,除了提高滾刀轉(zhuǎn)速和進給速度以外,應盡可能采用多頭滾刀门驾。增加頭數(shù)能明顯提高切削速度射赛,減少切削刃切削次數(shù),有利于滾刀的切入奶是,減少磨損楣责,提高刀具壽命。滾刀一般常用2~4頭宋泊,也有5~7頭的玻温。
增大滾刀的直徑和刀槽數(shù)能加大切屑厚度,也能提高生產(chǎn)率。但由于滾刀直徑受機床結(jié)構(gòu)所限级闭,增大的余地不大悲碰,增加刀槽數(shù)在許多情況下會影響刀齒的強度,故出現(xiàn)了將兩排本洁、三排齒槽合而為一的雙齒滾刀或三齒滾刀泻磅。這種滾刀既可以用于粗切,也可以用于精切搔片。特別是刀齒強度提高后可加大切削用量煞松,改善了切屑形成條件,還能適應重切削的要求沿整個刀刃合理分布切削區(qū)域脸缆。與普通滾刀相比芳争,效率提高了4~6倍,故常稱之為重切削滾刀别粮。
在整個滾齒過程中隐锭,滾刀沿工件軸向進給的同時,還要沿滾刀軸向位移计贰,即作竄刀運動钦睡,使?jié)L刀上的全部刀齒都參與切削,均衡刀齒的磨損躁倒,提高刀具耐用度荞怒。若發(fā)現(xiàn)工件齒面粗糙度明顯變壞、有光斑秧秉、毛刺增多或聲音不正常褐桌,應及時刃磨。
采用硬質(zhì)合金滾刀對淬硬后的齒輪進行加工的方法已在企業(yè)中有多年的應用象迎,但在大多數(shù)情況下荧嵌,只是用于代替粗磨。這是由于滾切硬齒面時砾淌,切入切出時滾刀的彈讓造成工件齒形突變啦撮,另外,瞬間的擠壓高溫使得工件齒面退火生成軟點汪厨,影響工件的接觸強度例是,故利用其金屬切除率比磨齒高的特點,代替粗磨具有較好的效果蛙檐。也有用硬質(zhì)合金成形刮銑刀盤對螺傘齒輪進行精加工成功的實例狐怯,但是成形刀具十分昂貴,壽命也有限贪犁,應用不廣泛颜肥。
對于內(nèi)齒缭柄、雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪,常常應用插齒工藝退厕。與滾齒相比软架,雖然兩者均是按展成原理進行工作的,但插齒時刀具切入切出的沖擊个荔、刀具主軸上下運動受慣性力的影響杂虐,除非工藝條件不許可使用滾齒返工,否則是不會應用插齒工藝的易贿。也正因為此,干切削插齒加工方法的研究進展不大嫡纠。
在現(xiàn)代化的大型滾齒機上烦租,可以根據(jù)用戶的要求配置內(nèi)齒輪銑頭,采用盤形銑刀除盏,以銑代插叉橱,逐齒分度將內(nèi)齒圈齒形加工余量切除,后續(xù)再用內(nèi)齒磨削方法獲取最終齒形者蠕。與采用插齒工藝相比窃祝,效率提高了數(shù)倍。當然踱侣,受內(nèi)齒銑頭的限制粪小,工件內(nèi)徑要足夠大。
另外抡句,在采用以銑代插方法銑削內(nèi)直齒時探膊,精銑刀的切削刃可以做成工件一樣的漸開線形狀,加工后預留給磨齒的余量可小一些待榔;銑削內(nèi)斜齒時逞壁,雖然刀座能按螺旋角扳動一個角度,但是盤狀銑刀不能像滾齒那樣作連續(xù)的展成锐锣,因而切出的齒形是近似漸開線债轰,留給磨齒的余量要稍大一些。大功率的內(nèi)齒銑頭采用預加負荷的機械傳動鏈缕翁,電機或液壓馬達驅(qū)動气凫,為高效加工提供了基本條件。采用優(yōu)化切削參數(shù)的涂層銑刀或硬質(zhì)合金鑲片銑刀旭眼,更是為提高金屬切除率和延長刀具壽命提供了保證市协,而且可以實現(xiàn)干切。例如料害,在P16002000帶有內(nèi)齒銑頭的高效滾齒機上加工107齒瞬芒,9模數(shù)凯辆,8度螺旋角,210毫米齒寬接吠,42CrMoS4材料的內(nèi)齒輪宜裂,采用空冷干切,總的銑齒時間為135分鐘(一次性切削)缕圣,而同樣的切除量掀哎,用插齒方法在普通機床上加工,至少也得兩三天旺坠。
用戶對降低齒輪噪聲的要求越來越高乔遮,傳統(tǒng)的滾剃熱研工藝由于能力所限,無法滿足這一要求取刃。如采用滾熱磨工藝蹋肮,又因制造成本過高讓企業(yè)決策者舉棋不定。對于大批量生產(chǎn)的車輛傳動齒輪璧疗,強力內(nèi)齒研磨輪研齒工藝很好地解決了這一矛盾坯辩,為齒輪精整加工提供了一種可行的方法。傳統(tǒng)的研齒工藝最大研磨余量不超過10微米崩侠,只是在剃齒后經(jīng)熱處理的齒面上作精整加工漆魔,提高一些表面質(zhì)量,因而無法改善齒形齒向却音。強力內(nèi)齒研卻不一樣改抡,在熱處理之后可對較大的加工余量(20~50微米)進行精加工,滿足工藝要求僧家;而且能在齒面上形成網(wǎng)狀紋理雀摘,不像磨齒時得到的周期性條狀紋理,故能降低輪齒嚙合頻率侦演,從而降低了噪聲编喊。
研磨工具可以采用樹脂粘結(jié)砂,也可采用金剛砂或CBN研磨輪左撤。加工外齒時潭均,為了節(jié)約成本,通常使用可修整的樹脂粘結(jié)式研磨輪三二,在修整時使用金剛修整輪進行修整号找。強力研齒工藝主要應用于大批量生產(chǎn)的汽車齒輪中,工件模數(shù)0.3~6毫米会刀,直徑10~250毫米泥碳,齒寬20~50毫米,最終齒輪精度可達到6級甚至更高掏绍,加工成本約為磨齒的一半泰牵。
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