大模数可转位齿轮滚刀的切削应用及经济分析

  滚齿是齿形加工办法中临盆率较高、运用最广的一种加工办法。普遍滚刀在滚削经过中继承打击载荷和磨损。滚刀磨钝后均需从头修磨前刀刃面,要是刀齿毁坏,则将致使整件滚刀报废。采取普遍滚刀加工齿轮时,切削速率凭借齿轮模数和齿数,个别取15~30m/min。

  可转位硬质合金齿轮滚刀是一种新式高速重载切削刀具。刀片个别是由高硬度、难熔的金属碳化物(WC、TiC等)微米级粉末,采取Co、Mo、Ni等做粘结剂烧结而成的粉末冶金成品,具备高的耐磨性、耐热性及抗氧化本领,切削速率可达~m/min,寿命是高速钢的几倍到几十倍。

  为管理我公司批量产物——齿圈齿部滚齿工序滞后题目,咱们用德国蓝帜可转位硬质合金高速重载切削滚刀(见图1)对齿圈施行切削运用实验,实验了局说明,可转位齿轮滚刀可有用管理滚齿工序批量化临盆的瓶颈题目,并可大大检朴成本。

1.可转位滚刀的构成及布局

  可转位硬质合金齿轮滚刀是一种新式重载切削刀具,它是把车刀刀片的镶嵌技能运用在齿轮滚刀上。可转位滚刀(见图2)首要由刀体、刀条模块构成。刀条模块为条状布局,4个刀条造成一圈螺旋线,经过压紧螺钉安设在带螺旋凹槽的圆柱刀体上。滚刀刀片交叉陈设在刀条模块上,可减小影响在刀体上的轴向反做使劲和在齿轮上的切向力。

  可转位齿轮滚刀的布局尺寸为:滚刀直径mm,滚刀有用刃长mm,滚刀槽数20,滚刀头数1。镶嵌刀片分左边刃刀片、右边刃刀片(各可转2次位)、顶刃刀片(可转4次位)。

2.可转位滚刀高速滚削经过品质把持

产物零件参数如表1所示。

  滚切工艺计划拟定及运用以下。

  (1)高速切削数控滚齿机的抉择。滚齿机床疏通坐标系如图3所示,实行滚刀和工件之间的展成份齿疏通关连,即滚刀(S轴)转一圈,处事台(C轴)启发工件回旋K/z转,实行分齿疏通。

滚刀转速

式中,n滚刀为滚刀转速;n处事台为处事台转速;K为滚刀头数;z为被加工齿轮齿数。

  当滚刀沿导轨立柱(Z轴)方位高低挪动时,实行轴向进给。当滚刀沿床身导轨(X轴)程度方位左右挪动时,实行齿轮径向进给,完结一次齿部切深。

  (2)普遍滚齿机与数控滚齿机的差别。普遍滚齿机实行滚刀和处事台之间展成份齿靠很长的板滞传动链,这些传动链经过板滞差动变速机构将两个以上不同疏通,经过齿轮按必定的速比传动关连合成输出,这些诸多传动链的传动差错造成滚切加工经过中的振荡,限制了机床高速运行。

  数控滚齿机滚刀主轴采取鼎力矩伺服机电,处事台采取多级大扭矩低速力矩机电启动,经过地方编码器反应等替代了处事台和滚刀之间的一齐板滞传动链,称之为“零传动”。分齿和差动疏通采用了全闭环把持并且采取电子齿轮箱,使机床滚刀和处事台的展成等一齐疏通整个由计划机把持,实行了高速切削,使硬质合金可转位滚刀的运用成为大概。机床抉择Gleason-PFAUTER-P高速数控铣齿机,主轴机电功率为35kW。

  (3)工艺计划的计划。齿轮滚刀滚削方法有顺铣和逆铣两种。滚刀滚削时,为了将刀齿的程度分力不停压向刀架立柱,进而节减刀具的崩损、机床的颤振,保证排屑流利等,滚刀进给采用自下而上的顺铣方法。

  (4)抉择正当的切削用量。切削参数的抉择直接影响齿轮加工境况、刀具的斲丧程度及排屑。可转位滚刀合适较高切削速率和大走刀量,切削速率vc=(90~)m/min,轴向进给量fa=(3~6)mm/r,在机床主轴斲丧功率(机床自带的显示功率改变功效)不大于30%时为最好。实验运用经过中在思考机床主轴斲丧功率、加工后的齿面毛糙度及工装夹具等要素后,肯定主轴转速为r/min,轴向进给量为2.6mm/r。因冷却采取风冷,切削经过中造成的热量经过铁屑(见图4)带走,铁屑过热变成深蓝色。

  (5)滚齿窜刀。窜刀是抬高滚刀寿命的一个有用方法。齿轮展成法加工的旨趣是滚刀与齿轮啮合,滚刀每个刀齿的某一段刀刃切削齿轮,造成轮齿齿廓,而刀刃的另外部份不参与切削,窜刀就可以够充足操纵刀齿的每一段切削刃,抵达经济高效的方针。当滚刀刀片某一段磨损极端限后,滚刀轴向移位一个间隔(窜刀),窜刀间隔凭借以下计划调换。

式中,s为滚刀轴向窜刀间隔;Pt为滚刀导程;Z0为滚刀槽数。

  滚刀刀片一侧刃磨损极端限后直接在机床转位刀片,俭省滚刀拆卸、刃磨功夫,俭省待工功夫。

3.齿圈品质探测及归纳经济解析评估

  齿轮成品检查项目囊括:①传送疏通的精确性。②传送疏通的安稳性。③载荷散布平匀性。④齿厚差错等4个方面的目标。检查精度依照国标GB/T95—8——9级,检查组抉择第Ⅰ小吏组齿距积聚总差错Fp;第Ⅱ小吏组齿廓总差错Ff;第Ⅲ小吏组螺弦线总差错Fβ做为评定齿轮目标(见表2)。抽查10件。探测做战采取德国入口数控4米磨齿机。

  齿面毛糙度对齿轮的传动精度(噪声和振荡)、表面承载本领(点蚀、胶合和磨损)和蜿蜒强度(齿根过渡曲面境况)等都邑造成很大的影响。采取MarSurfPS1毛糙度探测仪对齿面施行探测(见图5),测得Ra=3.2μm,餍足图样请求。

  经过滚刀运用及工艺鼎新,咱们对两种滚刀施行了归纳经济解析及相比,哄骗可转位齿轮滚刀能够使加功效率抬高10倍(见表3),每件滚刀可检朴加工花费约元、滚刀刃磨人为花费约0元。各项数据说明,可转位齿轮滚刀从产物品质、加工成本、加工功夫等各方面来看都是批量化临盆的最好抉择。

4.结语

  经过可转位硬质合金滚刀滚切齿轮的运用及归纳经济解析可知,可转位齿轮滚刀滚切后的齿轮精度、刀片的耐花费及刀具寿命、经济成本、滚切效率等都是普遍滚刀弗成比的。风冷加工不只低落了成本,并且改革了处事人员的处事处境。

(本文登载在《金属加工(冷加工)》4年第08期,做家单元:大连华锐重工团体股分有限公司通用放慢机厂)

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