齒輪革命 歐洲齒輪刀具技術(shù)飛速發(fā)展
1 齒輪刀具材料與結(jié)構(gòu)
(1)齒輪滾刀
通過對歐洲齒輪刀具制造廠和主要用戶企業(yè)(如變速箱制造廠)的考察可知，目前齒輪滾刀的使用方式可分為傳統(tǒng)的濕式切削工藝和干式切削工藝兩大類。用于濕式切削的齒輪滾刀材料主要采用M35+TiN和M35+TiNC，其中M35+TiN為主流材料，滾切速度通常為90～110m/min。用于干式切削的齒輪滾刀材料主要為ASP60+TiAlN，其滾切速度為160m/min。硬質(zhì)合金滾刀主要用于干式切削，其滾切速度可達260m/min。根據(jù)滾切試驗結(jié)果，ASP60+TiAlN滾刀用于干式切削的綜合加工效能優(yōu)于硬質(zhì)合金滾刀。因此，在實際生產(chǎn)應(yīng)用中ASP60+TiAlN滾刀的使用量遠遠大于硬質(zhì)合金滾刀。
隨著數(shù)控滾齒技術(shù)和刀具涂層技術(shù)的快速發(fā)展，齒輪滾刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計也在不斷變化，主要體現(xiàn)在以下方面：①由于滾齒速度的不斷提高，正前角滾刀的切削性能優(yōu)勢已不明顯，加上正前角滾刀的齒形較復(fù)雜，制造精度不易保證，因此正前角滾刀結(jié)構(gòu)正逐漸被淘汰，而代之以零前角滾刀結(jié)構(gòu)。目前除日本NACHI公司還少量生產(chǎn)正前角滾刀外，國外其它齒輪生產(chǎn)廠幾乎已不生產(chǎn)正前角滾刀。②滾刀頭數(shù)的確定主要考慮滾齒加工效率的要求，滾刀的外徑、長度、槽數(shù)等參數(shù)則需根據(jù)刀具壽命要求來確定。設(shè)計滾刀時，通常首先確定每個刀齒的切削長度，再按重磨一次需加工的工件數(shù)確定滾刀的有效切削齒數(shù)，最后確定滾刀的外徑、長度、槽數(shù)等。③近年來，由于滾齒機快進、快退速度的提高，小徑滾刀進退刀耗時少的優(yōu)勢已不明顯，因此滾刀直徑的確定主要取決于齒輪結(jié)構(gòu)和槽數(shù)的要求。④為提高加工效率，對于同一齒輪軸上需滾齒加工的不同齒輪，要求可在同一臺機床上一次安裝依次加工完成，這就要求一把滾刀上有多段不同規(guī)格的滾刀齒形，即將多把滾刀集成為一體。
由于滾刀圓周齒數(shù)的增多，滾齒加工已可視為近似連續(xù)切削加工，加上滾刀重磨后重新涂層技術(shù)的應(yīng)用，M35+TiN滾刀與ASP30+TiN滾刀相比其壽命差別已不是很大，但卻具有成本較低的優(yōu)勢，因此M35+TiN滾刀的使用數(shù)量已在明顯回升，這一趨勢無論從滾刀制造廠還是齒輪生產(chǎn)廠均可得到證實。但對于圓周齒數(shù)較少的滾刀和重磨后不涂層的滾刀，ASP30+TiN滾刀與M35+TiN滾刀相比仍具有較明顯的壽命優(yōu)勢。
在對環(huán)境污染限制極其嚴(yán)格的歐洲，干式切削具有廣闊的應(yīng)用前景。目前大量應(yīng)用于實際生產(chǎn)的干式切削滾刀主要為ASP60+TiAlN滾刀。同時也有少量ASP60+TiAlN+WC/C滾刀應(yīng)用，其切削速度為180m/min。用于干式切削的硬質(zhì)合金滾刀和金屬陶瓷滾刀由于制造難度較大、材料及制造成本較高等原因，在加工生產(chǎn)線上的應(yīng)用還不多。由于涂層材料和涂層技術(shù)的快速發(fā)展，涂層粉末冶金高速鋼滾刀在干式切削中的應(yīng)用卻在不斷擴大。
(2)插齒、剃齒刀具
歐洲生產(chǎn)的插齒刀產(chǎn)品主要采用M35+TiN和ASP30+TiN材質(zhì)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計與國內(nèi)區(qū)別不大。
(1)齒輪滾刀
通過對歐洲齒輪刀具制造廠和主要用戶企業(yè)(如變速箱制造廠)的考察可知，目前齒輪滾刀的使用方式可分為傳統(tǒng)的濕式切削工藝和干式切削工藝兩大類。用于濕式切削的齒輪滾刀材料主要采用M35+TiN和M35+TiNC，其中M35+TiN為主流材料，滾切速度通常為90～110m/min。用于干式切削的齒輪滾刀材料主要為ASP60+TiAlN，其滾切速度為160m/min。硬質(zhì)合金滾刀主要用于干式切削，其滾切速度可達260m/min。根據(jù)滾切試驗結(jié)果，ASP60+TiAlN滾刀用于干式切削的綜合加工效能優(yōu)于硬質(zhì)合金滾刀。因此，在實際生產(chǎn)應(yīng)用中ASP60+TiAlN滾刀的使用量遠遠大于硬質(zhì)合金滾刀。
隨著數(shù)控滾齒技術(shù)和刀具涂層技術(shù)的快速發(fā)展，齒輪滾刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計也在不斷變化，主要體現(xiàn)在以下方面：①由于滾齒速度的不斷提高，正前角滾刀的切削性能優(yōu)勢已不明顯，加上正前角滾刀的齒形較復(fù)雜，制造精度不易保證，因此正前角滾刀結(jié)構(gòu)正逐漸被淘汰，而代之以零前角滾刀結(jié)構(gòu)。目前除日本NACHI公司還少量生產(chǎn)正前角滾刀外，國外其它齒輪生產(chǎn)廠幾乎已不生產(chǎn)正前角滾刀。②滾刀頭數(shù)的確定主要考慮滾齒加工效率的要求，滾刀的外徑、長度、槽數(shù)等參數(shù)則需根據(jù)刀具壽命要求來確定。設(shè)計滾刀時，通常首先確定每個刀齒的切削長度，再按重磨一次需加工的工件數(shù)確定滾刀的有效切削齒數(shù)，最后確定滾刀的外徑、長度、槽數(shù)等。③近年來，由于滾齒機快進、快退速度的提高，小徑滾刀進退刀耗時少的優(yōu)勢已不明顯，因此滾刀直徑的確定主要取決于齒輪結(jié)構(gòu)和槽數(shù)的要求。④為提高加工效率，對于同一齒輪軸上需滾齒加工的不同齒輪，要求可在同一臺機床上一次安裝依次加工完成，這就要求一把滾刀上有多段不同規(guī)格的滾刀齒形，即將多把滾刀集成為一體。
由于滾刀圓周齒數(shù)的增多，滾齒加工已可視為近似連續(xù)切削加工，加上滾刀重磨后重新涂層技術(shù)的應(yīng)用，M35+TiN滾刀與ASP30+TiN滾刀相比其壽命差別已不是很大，但卻具有成本較低的優(yōu)勢，因此M35+TiN滾刀的使用數(shù)量已在明顯回升，這一趨勢無論從滾刀制造廠還是齒輪生產(chǎn)廠均可得到證實。但對于圓周齒數(shù)較少的滾刀和重磨后不涂層的滾刀，ASP30+TiN滾刀與M35+TiN滾刀相比仍具有較明顯的壽命優(yōu)勢。
在對環(huán)境污染限制極其嚴(yán)格的歐洲，干式切削具有廣闊的應(yīng)用前景。目前大量應(yīng)用于實際生產(chǎn)的干式切削滾刀主要為ASP60+TiAlN滾刀。同時也有少量ASP60+TiAlN+WC/C滾刀應(yīng)用，其切削速度為180m/min。用于干式切削的硬質(zhì)合金滾刀和金屬陶瓷滾刀由于制造難度較大、材料及制造成本較高等原因，在加工生產(chǎn)線上的應(yīng)用還不多。由于涂層材料和涂層技術(shù)的快速發(fā)展，涂層粉末冶金高速鋼滾刀在干式切削中的應(yīng)用卻在不斷擴大。
(2)插齒、剃齒刀具
歐洲生產(chǎn)的插齒刀產(chǎn)品主要采用M35+TiN和ASP30+TiN材質(zhì)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計與國內(nèi)區(qū)別不大。
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