高速干式滚齿加工是近年来兴起的一种齿轮加工技术。它可以进一步提高齿轮的生产效率并降低成本,尤其是随着环保立法出台了对切削液的使用和废油处理的种种限制,齿轮加工研究工作的重心又转向了不用切削液的干式齿轮加工,以求取得更好的社会和经济效益。
国外对高速干式滚齿加工技术的研究
日本三菱公司、美国格里森公司等都在齿轮干切削方面做了大量研究,并取得了一定成果。三菱公司推出了世界上第一台干滚切系统和涂有装用涂层的高速钢滚刀,加工速度达到了每分钟200米,是传统滚切速度的两倍。格林森公司用硬质合金滚刀干切削方法加工锥齿轮,速度达到了每分钟3000转,同样是传统高速钢刀具的2倍,而且齿轮的表面粗糙度得到显著降低。
之所以能达到这样的结果,并不是简单地提高滚齿机转速并且不提供切削液就可以的,而是需要在切削理论上实现全面突破,并且在刀具、机床及工艺技术的使用上完成重大的改进。下面,我们探讨一下高速干式滚齿加工的几个关键技术要点。
南阳加工齿轮 南阳齿轮加工 南阳老田齿轮加工
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加工机床的选择
要进行高速干式滚齿加工的机床最主要的特征是应具备很高的切削速度和切削功率,并且还应具有足够的强度、刚度和抗振性。另外,合理的空气冷却方式及冷却点分配,可以保证工件质量和延长滚刀寿命,因此也是必不可少的。
比如三菱公司的GE15A立式滚齿机就是一种不错的选择。这台设备是全球首台实现完全干式切削的齿轮加工机床,可加工直径在150毫米以下的齿轮,无切削液干式加工能够最大限度地降低环境污染。机床采用了超干切滚齿技术,可以实现高效率高精度切削,标配的不锈钢机身外罩,使加工区域保持封闭状态,提供较好的防切屑措施。
加工刀具的选择
优质的干切滚刀是高速干式滚齿加工的关键。对于刀具的材质、牌号、涂层、热处理等参数都有较高的要求。我们以三菱公司专门为干式切削开发的专用干切刀具为例,其材料为MACH 7,经过热处理,硬度达到了HRC65.5到66.5,刀具的精度等级为AA级。
为了进一步提高的刀具的寿命和切削速度,还必须要对刀具进行涂层。涂层材料不能与刀体材料发生化学反应。可以使用BALZERS公司的AlCrN涂层材料,有了这层保护,刀具的表面硬度达到3200HV,最大工作温度可以到达到1100摄氏度,切削速度可以达到每分钟500米。
切削参数的选择
选择滚齿加工的切削参数要考虑齿轮的技术要求和生产批量。如果企业通常加工的齿轮批量较大,且生产节拍要控制在50秒以内,这就要求所制定的工艺参数必须满足生产节拍的需要,以保证产量。
经过数据对比,在同样的工件精度下,干切加工效率更高,加工成本更低。既保证了生产节拍,又减少了不必要的开支,尤其是在减少冷却油的使用和可将工件直接进行淬火处理这两个方面具备明显的优势。
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日本三菱公司、美国格里森公司等都在齿轮干切削方面做了大量研究,并取得了一定成果。三菱公司推出了世界上第一台干滚切系统和涂有装用涂层的高速钢滚刀,加工速度达到了每分钟200米,是传统滚切速度的两倍。格林森公司用硬质合金滚刀干切削方法加工锥齿轮,速度达到了每分钟3000转,同样是传统高速钢刀具的2倍,而且齿轮的表面粗糙度得到显著降低。
之所以能达到这样的结果,并不是简单地提高滚齿机转速并且不提供切削液就可以的,而是需要在切削理论上实现全面突破,并且在刀具、机床及工艺技术的使用上完成重大的改进。下面,我们探讨一下高速干式滚齿加工的几个关键技术要点。
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加工机床的选择
要进行高速干式滚齿加工的机床最主要的特征是应具备很高的切削速度和切削功率,并且还应具有足够的强度、刚度和抗振性。另外,合理的空气冷却方式及冷却点分配,可以保证工件质量和延长滚刀寿命,因此也是必不可少的。
比如三菱公司的GE15A立式滚齿机就是一种不错的选择。这台设备是全球首台实现完全干式切削的齿轮加工机床,可加工直径在150毫米以下的齿轮,无切削液干式加工能够最大限度地降低环境污染。机床采用了超干切滚齿技术,可以实现高效率高精度切削,标配的不锈钢机身外罩,使加工区域保持封闭状态,提供较好的防切屑措施。
加工刀具的选择
优质的干切滚刀是高速干式滚齿加工的关键。对于刀具的材质、牌号、涂层、热处理等参数都有较高的要求。我们以三菱公司专门为干式切削开发的专用干切刀具为例,其材料为MACH 7,经过热处理,硬度达到了HRC65.5到66.5,刀具的精度等级为AA级。
为了进一步提高的刀具的寿命和切削速度,还必须要对刀具进行涂层。涂层材料不能与刀体材料发生化学反应。可以使用BALZERS公司的AlCrN涂层材料,有了这层保护,刀具的表面硬度达到3200HV,最大工作温度可以到达到1100摄氏度,切削速度可以达到每分钟500米。
切削参数的选择
选择滚齿加工的切削参数要考虑齿轮的技术要求和生产批量。如果企业通常加工的齿轮批量较大,且生产节拍要控制在50秒以内,这就要求所制定的工艺参数必须满足生产节拍的需要,以保证产量。
经过数据对比,在同样的工件精度下,干切加工效率更高,加工成本更低。既保证了生产节拍,又减少了不必要的开支,尤其是在减少冷却油的使用和可将工件直接进行淬火处理这两个方面具备明显的优势。
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