发布日期:2019-11-07 10:40:26
齿轮的精加工工序所用刀具的种类较多。有切削和磨削两种形式,其中切削的方式有车削,铣削,插齿,剃齿,滚齿等,而磨削的方式有:磨齿和珩磨两种方式,下面分别介绍一下每种加工方式的优势。
(1)车削刀具
车削刀具主要针对齿轮的内孔、端面,目前部分齿轮在工作时需要承受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷,而且在受摩擦的场合,齿轮的表面层还不断地被磨损,因此齿轮会通过淬火工艺获得高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等性能,而经过淬火后的齿轮内孔、端面需要再精车一刀,保证其表面质量。
经过淬火的齿轮硬度很高,一般在HRC50以上,选择CBN刀具可代替磨削加工,从而提高生产效率。部分淬火齿轮内孔和端面有群孔,存在断续工况,此时选择CBN刀具尤为重要,需要CBN刀具具备高硬度,高耐磨性和高抗冲击韧性等性能。开云app(kaiyun)官方网站针对淬火齿轮的不同工况,推荐不同材质加工,连续切削齿轮开云app(kaiyun)官方网站推荐BN-H05牌号,高速切削淬火齿轮,表面粗糙度可达到Ra0.4。断续切削齿轮开云app(kaiyun)官方网站推荐BN-H10牌号和BN-H21牌号,BN-H10牌号可轻微断续切削,BN-H21牌号属于强断续切削工况刀具,刀具寿命是硬质合金刀具的十几倍,而且表面粗糙度达到Ra0.8。
以上刀具主要针对齿轮端面和内孔,不针对齿形加工,还有一些大型齿轮,经过淬火后存在变形量,但尺寸太大没有相对应的磨床进行加工,只能采用车削工艺对齿轮齿形外圆进行变形量的车削,这属于强断续切削工况,而且余量不均,以上复合式CBN刀片均不能满足车削要求,对此开云app(kaiyun)官方网站推出一款整体聚晶CBN刀具—BN-S20牌号,可大余量切削淬火齿轮齿形外圆,同时承受断续切削工况不崩刀。
(2)插齿刀具
插齿刀是一种齿轮形或齿条形齿轮加工刀具。插齿刀分为标准齿插齿刀和斜齿插齿刀。
插齿这种加工齿轮的工艺,主要用在不能滚齿加工的情况下。这种加工方式主要被适用于齿轮的内齿加工,以及一些受结构干扰齿轮的外齿加工。
标准齿插齿刀分为盘形插齿刀,碗型插齿刀和锥柄插齿刀,而盘形插齿刀主要用于加工普通直齿外齿轮和大直径内齿轮;碗型插齿刀则主要用于加工塔形、双联直齿轮;锥柄插齿刀则主要用于加工直齿内齿轮。
斜齿插齿刀则分为盘形插齿刀、锥柄插齿刀,加工无空刀槽的人字齿轮。
(3)滚齿刀具
滚齿加工齿轮是采用展成法的原理,可将看作无啮合间隙的齿轮与齿条传动,齿轮滚刀按给定切削速度作旋转运动时,工件则按齿轮齿条啮合关系传动(即当滚刀转一圈,相当于齿条移动一个或几个齿距,齿轮坏也相应转过一个或几个齿距),齿坏上切出齿槽,形成渐开线齿面,获得成品齿轮齿形。
滚齿刀具因为出众的经济性,是一种用于生产外齿轮,圆柱齿轮的主要切削工艺。滚齿加工不仅在汽车工业中,而且还在大型的工业变速器制造中被广泛运用,但是前提是不会受到被加工工件的外轮廓的限制。
滚齿刀具有高速钢和硬质合金两种材质,一般硬质合金滚齿刀常进行涂层,如TiN涂层,AlTiN涂层、TiAlCrN涂层 、TiCN涂层,经过涂层的硬质合金滚齿刀,具备高强度、高韧性、高耐磨性的优点,提高了效率,延长了刀具使用寿命。
(4)剃齿刀具
剃齿加工是根据一对螺旋角不等的螺旋齿轮啮合的原理,剃齿刀与被切齿轮的轴线空间交叉一个角度,它们的啮合为无侧隙双面啮合的自由展成运动。
剃齿刀根据结构分为:齿条形剃齿刀和盘形剃齿刀,小模数剃齿刀和蜗轮剃齿刀,
剃齿刀具主要用于未淬火的齿轮精加工工序,其加工精度一般为6~7级,表面粗糙度Ra为0.8~0.4μm。由于剃齿加工是自由啮合,机床无展成运动传动链,故机床结构简单,机床调整容易
(5)磨削砂轮
经过滚齿或插齿加工得到齿轮零件的齿形,往往还要进行精加工。磨齿加工主要用于淬硬齿轮的精加工。由于磨齿能够纠正齿轮预加工的各项误差,因而加工精度较高。磨齿后精度一般可达6级以上。按齿廓的形成方法,磨齿也有成形法和展成法两种,但大多数类型的磨齿机均以展成法来加工齿轮。
(6)珩磨砂轮
珩磨齿轮珩磨轮是基体加磨料经化学合成制造的特殊成型齿轮,它其齿间的相对滑移速度和压力来进行珩齿的一种齿面精加工方法。用于淬硬齿轮的最终加工,可除去气化皮、毛刺,使齿面光洁度从▽5提高到▽8、▽10,改善齿轮表面粗糙度,降低齿轮噪音。
相对于研磨,珩磨加工的切削速度很低(0,5至10m/s),因此避免了切削发热对齿轮加工的损害。更确切的说,在被加工齿面上产生的内应力,对设备的承载能力产生一定的积极作用。