刀具涂層在軸加工中的應用
輸入端花鍵原圖紙結構形式為矩形花鍵磕诊,加工工藝為:滾矩形花鍵A——磨外圓C——滾花鍵D——熱后校直C——磨矩形花鍵A姿现。2007年公司嘗試將STR貫通軸花鍵改為漸開線花鍵扼脐,并進行了小批量試制加工岸军,加工工藝方法為:熱前磨外圓B——滾漸開線花鍵A————熱前磨外圓C——滾花鍵D——熱后校直C——熱后校直B,花鍵連接改為漸開線后谎势,消除了原矩形花鍵形式磨削裂紋現(xiàn)象凛膏,但熱前需增加一道磨C處外圓工序,而且由于熱后需要同時滿足A 脏榆、C處校直精度,給加工帶來很大困難台谍,且生產效率受到一定影響须喂。
為保證整橋的密封,就需要保證凸緣法蘭與貫通軸花鍵裝配后對油封的綜合跳動量趁蕊,所以漸開線外花鍵對軸承安裝外徑的跳動尤其重要坞生。根據我廠設備的實際情況,貫通軸熱前滾漸開線花鍵跳動工藝保證能力在0.04妒贞。由于熱處理校直難度增加翁写,批量生產時,熱處理淬火后校直工藝保證能力在0.08剑银,無法滿足產品圖紙要求0.06汰检,經常出現(xiàn)因凸緣與貫通軸花鍵裝配后對油封的綜合跳動量大而導致的漏油問題。
刀具涂層原理及可行性分析
根據金屬切削原理锄垛,在正常切削時何杈,刀具的磨損主要包括以下幾種:后刀面磨損;前刀面磨損默峦,即月牙洼磨損剿液;前后刀面同時磨損。
刀具涂層是指在強度和韌性較好的硬質合金或高速鋼(HSS)基體表面上袱类,利用氣相沉積方法涂覆一薄層耐磨性好的難熔金屬或非金屬化合物寨支,涂層作為一個化學屏障和熱屏障,減少了刀具與工件間的擴散和化學反應趣匪,從而減少了月牙洼磨損惭舒。涂層刀具具有表面硬度高牢贸、耐磨性好、化學性能穩(wěn)定镐捧、耐熱耐氧化潜索、摩擦因數小和熱導率低等特性。如圖為歐瑞康巴爾查斯(Oerlikon Balzers)所做的涂層刀具與未涂層刀具的切削狀況示意圖懂酱。
物理氣相沉積(PVD)是一種物理氣相反應生長法竹习。沉積過程是在真空或低氣壓氣體放電條件下,即在低溫等離子體中進行的列牺。涂層的物質源是固態(tài)物質整陌,經過“蒸發(fā)或濺射”后,在工件表面生成與基材性能完全不同的新的固態(tài)物質涂層瞎领。 PVD涂層材料主要為TiN, TiCN, CrN, TiAlN, AlTiN, AlCrN, WC/C, DLC和金剛石等成份泌辫,不同的應用領域,需選用不同的涂層材料九默。涂層的厚度通常只有幾個微米震放,硬度卻是鋼鐵的2到5倍。歐瑞康巴爾查斯(Oerlikon Balzers)涂層公司發(fā)明了用鉻元素取代鈦元素的涂層技術驼修,并于2004年推出了商品名為“Balinit Alcorna”的單層AlCrN涂層殿遂。AlCrN涂層的高紅硬性使其在極高的熱負荷下仍可保持性能穩(wěn)定,在高速切削敌夜、干式(或準干式)切削加工條件應用試驗證明性能優(yōu)異盔锦,涂層的高硬度和抗磨損性使得可切削材料硬度達到HRC70。
貫通軸產品材料為49CrMo4, 熱處理技術要求為:感應淬火效硬化層深度5-7mm数凫,表面硬度50-55HRC奖冻,心部為調質組織,硬度要求35-40HRC森烦。從理論上分析完全可以應用該涂層刀具切削熱后貫通軸癞糙。
選用花鍵滾刀,在經歐瑞康巴爾查斯(Oerlikon Balzers)涂層后蔽树,進行工藝試驗狡氏。工藝方法為:熱前磨外圓C—滾花鍵D——熱后C處校直——熱后滾花鍵B,將原滾花鍵工序轉移至熱后進行加工碗挟。
在原來切削參數不變(S=250r/min F=13m/min )的情況下伍毙,加工噪音明顯降低。對加工出產品進行了質量跟蹤竞谒,將任意抽檢10件貫通軸花鍵跳動及M值變動量丐重,從記錄數據可以看出,應用涂層刀具熱后滾切貫通軸加工精度完全符合圖紙要求,該精度要求可以取消偏離扮惦。M值變動量減小后提高了與凸緣裝配后側隙變動量臀蛛,從而提高了裝配精度。
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