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常见问题

以车代磨齿轮/齿轮轴/齿形模具如何选择刀具?

发布日期:2020-05-27 14:52:07

导读: 随着机械工业发展迅猛,对机械零件的性能要求也越来越高。很多钢件如齿轮/齿轮轴/齿形模具常常采用热处理方式提高钢件自身的硬度和韧性
    随着机械工业发展迅猛,对机械零件的性能要求也越来越高。很多钢件如齿轮/齿轮轴/齿形模具常常采用热处理方式提高钢件自身的硬度和韧性。但淬火后的钢件强度和硬度较高,塑性较差,如何对热处理后的钢件进行以车代磨(以车代磨)成为刀具行业一直以来研究的课题。

1、以车代磨齿轮/齿轮轴/齿形模具的刀具选择

   目前,以车代磨齿轮/齿轮轴/齿形模具的刀具有涂层硬质合金刀具,陶瓷刀具和CBN刀具(立方氮化硼刀具),只有选择正确的刀具才能更好的实现以车代磨(以车代磨)。

   (1)涂层硬质合金刀具:是在硬质合金刀具上涂覆一层或多层耐磨性好的TiN、TiCN、TiAlN和Al2O3等,涂层的厚度为2~18mm。适合以车代磨硬度在HRC45-55之间的钢件。

   (2)陶瓷刀具:其硬度高于硬质合金刀具,具有高硬度,高强度,耐热性,高温化学稳定性,适合以车代磨硬度HRC45-55之间的齿轮/齿轮轴/齿形模具淬火件,但陶瓷刀具最大的缺点就是脆性大,不能断续切削,主要用于精加工的连续切削工序。

   (3)CBN刀具:CBN刀具的硬度高于硬质合金刀具和陶瓷刀具,具有较高的硬度,耐磨性,抗破碎性能好,同时采用陶瓷作为粘结剂,增加了立方氮化硼刀具的韧性,是目前以车代磨齿轮/齿轮轴/齿形模具的理想切削刀具,加工断续不崩刀,可对齿轮/齿轮轴/齿形模具进行连续,断续以车代磨

刀具 (2).jpg

2CBN刀具以车代磨齿轮/齿轮轴/齿形模具的优势

   (1)CBN刀具自身硬度达到HRC95-100之间,可轻松以车代磨齿轮(HRC58-62),BN-H05材质连续以车代磨齿轮/齿轮轴/齿形模具,表面光洁度达到Ra0.4;

   (2)CBN刀具采用特殊的非金属粘合剂,断续切削不崩刀,即使被加工齿轮端面有群孔都不会崩刀,BN-H21材质是强断续以车代磨齿轮/齿轮轴/齿形模具的理想切削刀具。

   (3)CBN刀具以车代磨齿轮/齿轮轴/齿形模具寿命长,同时还可提供涂层刀片,使寿命延长至少35%以上,性价比高,切削性能稳定,BN-H10 C25涂层CBN刀具以车代磨齿轮效果显著。

刀片 (2).jpg

3、以车代磨齿轮/齿轮轴/齿形模具的CBN刀具材质选择

   连续切削工况:推荐BN-H05材质,表面粗糙度可达到Ra0.4,尺寸精度保证在±0.2微米之间,同时还可提供CBN涂层刀具BN-H05 C25,使淬火钢齿轮表面粗糙度变差的时间延长一倍。

   中等断续切削工况:推荐BN-H10材质,由于被加工工件与刀具不断受冲击,必须选择抗冲击韧性强的PCBN刀具,推荐BN-H21材质,不仅可承受断续切削的冲击,而且刀具寿命较长,若采用修光刃,粗糙度变差的时间可以进一步延长。

   强断续切削工况:推荐BN-H21材质和BN-S20材质,BN-H21材质是针对余量小于0.5mm的齿轮进行以车代磨,属于复合式CBN刀具,如果切削余量大,振动大,则选择BN-S20材质,此材质属于整体聚晶CBN刀具,可用7mm切深对HRC65的淬火钢齿圈进行大余量粗加工。

CBN车刀-精车.jpg

4、以车代磨齿轮常用的CBN刀具型号

   根据加工部位的不同,选择的刀片型号也不同,常见的有

   CNGA系列,TNGA系列,

   WNGA系列,VNGA系列,

   CCGW系列等,

   共有12款型号选择。

复合片 (2).jpg

5CBN刀具以车代磨硬车削)齿轮的案例参数

        加工部位:齿轮端面(有8个油孔)

        齿轮材料:20CrMnTi,HRC58-62

        选用刀片:BN-H21 WNGA080404

        切削参数:ap=0.15mm,Fr=0.1mm/r,Vc=117m/min

        加工方式:干切

   加工效果:相比某品牌CBN刀片,BN-H21材质立方氮化硼刀具寿命提高3倍,同时失效形式为正常磨损,而另一家的CBN刀片则崩损状态。

强断续切削齿轮.jpg

6CBN刀具以车代磨硬车削变速箱传动轴案例

        工件名称:传动轴

        工件材料:20CrMo

        工件硬度:62-65HRC

        选用刀片:BN-H10 VNGA160408

        切削参数:Vc=132m/min,ap=0.1mm,fr=0.15mm/r

        表面质量:Ra1.6

        冷却方式:湿切

   相比进口某品牌CBN刀具,BN-H10材质的单刃刀具寿命相比进口某品牌CBN刀具提高45%

硬车齿轮轴.jpg

7CBN刀具以车代磨硬车削齿形模具案例

        加工材料:高耐磨粉末高速钢,HRC65

        加工部位:强断续切削外圆                              

        选用刀片:BN-H21 CNGA120408

        切削参数:Fr=0.10mm/r,Vc=35-60m/min,ap=0.15mm

        冷却方式:干切

   相比其他品牌CBN刀具,BN-H21材质的刀具寿命是其他品牌CBN刀具的5倍,而且失效形式为正常磨损,其他品牌CBN刀具为破损碎裂。

粉末高速钢2 (2).jpg

注意事项

BN-H21和BN-H10材质CBN刀具可接受风冷或均匀充分的油性冷却液。

以车代磨齿轮/齿轮轴/齿形模具选择CBN刀具优势显著

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