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应用案例

开云app(kaiyun)官方网站CBN刀具断续加工20crmnti齿轮内孔/端面的案例参数

发布日期:2020-05-27 14:43:07

导读:齿轮部分被加工部位有断续,如齿轮内孔有键槽,或齿轮端面有油孔等都属于断续加工,针对此建议一般刀具都无法加工,上去就崩刀,推荐使用BN-H10材质和BN-H21材质。
    淬火钢齿轮是典型的难加工材料之一,常见材质有20CrMnTi,42CrMo,淬火后硬度HRC58-62之间,目前立方氮化硼刀具在连续切削工况中广泛应用,但断续加工一直是立方氮化硼刀具企业的创新研发方向。

  齿轮部分被加工部位有断续,如齿轮内孔有键槽,或齿轮端面有油孔等都属于断续加工,针对此建议一般刀具都无法加工,上去就崩刀,推荐使用BN-H10材质和BN-H21材质,分别对齿轮进行中等断续和强断续切削,具体介绍如下。

1断续加工齿轮端面/内孔的难点问题

  首先淬火钢齿轮硬度就比较高,一般在HRC58-62之间,传统刀具都很难加工,很容易快速磨损,更别说断续加工齿轮端面和内孔了,一般刀具遇到断续就很容易崩刃,遇到强断续加工齿轮端面群孔的时候,刀片很可能崩碎,所以断续加工淬火钢齿轮端面/内孔比较难。

断续齿轮2.jpg

2断续加工齿轮端面/内孔的刀片材质选择

  (1)硬质合金刀具:常用来切削加工淬火钢的硬质合金材质有YM051、YM052、YN05、YN10、600、610、726、758、767、813等。不过一般建议用于HRC45以下硬度齿轮的加工。对于硬度HRC58-62之间的齿轮不建议使用。

  (2)CBN(立方氮化硼)刀:它的硬度在HV8000~9000,复合抗弯强度为900~1300MPa,导热性比较好,耐热性为1400~1500℃,在800℃时的硬度为Al2O3/TiC陶瓷的常温硬度。同时具备很高的抗氧化能力,在1000℃时也不产生氧化现象,与铁系材料在1200~1300℃时也不发生化学反应。是目前断续加工淬火钢齿轮端面/内孔的理想刀具。常用材质有:BN-S20,BN-H05,BN-H10,BN-H21,BN-H05 C25,BN-H10 C25,BN-H21 C25。其中后面带有C25的是一种涂层刀片,相较于未涂层的CBN(立方氮化硼)刀具耐磨性更好。 

 硬车削刀具.jpg

 

3断续加工齿轮端面/内孔的CBN材质  

  断续加工分轻微断续,强断续和重型切削三种。    

  (1)轻微断续加工:轻微断续加工淬火钢齿轮如齿轮内孔有个键槽,端面有1-2个油孔这种属于轻微断续,推荐使用BN-H10材质,耐磨性和耐崩损性兼备,在不崩刀的情况下,保证Ra0.8的表面粗糙度和精度。

  (2)强断续切削加工:如淬火钢齿轮端面有群孔,一圈都有的情况下属于强断续切削,推荐使用BN-H21材质,抗冲击性强,不崩刀,同时保证Ra0.8的表面粗糙度。

  (3)重型切削齿轮:也就是齿轮齿顶圆加工,大型齿轮淬火后变形量大,而且齿顶圆强断续,此时推荐使用BN-S20材质,此牌号属于整体聚晶氮化硼刀具,耐磨性和抗崩损性兼优,可大余量切削和断续切削淬火钢齿轮。 

CBN刀具.jpg 

 

4断续加工齿轮端面/内孔的CBN刀片型号

  根据加工部位的不同,选择的刀片型号也不同,

  常用于断续加工淬火钢齿轮端面/内孔的刀片型号有C型(80°菱形),T型(正三角型),W型(胖三角型),V型(35度菱形)等,以上是常用标准型号,还有其他结构形式的供12款型号选择。 

复合片 (2).jpg 

 

5断续加工齿轮端面/内孔的CBN刀片切削参数

  断续加工淬火钢齿轮端面/内孔的切削参数不宜太高,尤其机床刚性不好的情况下容易振刀,刀片容易出现崩损现象,下面表格的切削参数属于推荐范围,具体切削参数要根据现场加工情况和机床,夹具等选择合理的切削参数。

加工材料

加工工序

切削参数

推荐刀具牌号

切削速度

 Vc(m/min)

吃刀深度

ap(mm)

进给量

Fr(mm/r)

淬火钢齿轮

(硬度HRC58-62)

粗加工

50-150

1-10

0.1-0.5

BN-S20

精加工

90-250

≤1

0.05-0.35

BN-H05,BN-H10,BN-H21

6断续加工齿轮端面的CBN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,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刀则崩损状态。 

强断续切削齿轮.jpg 

 

7断续加工齿轮内孔的CBN刀案例参数

        加工部位:齿轮内孔

        齿轮材料:20CrMnTi,HRC58-62

        选用刀片:BN-H10 CCGW09T304

        切削参数:ap=0.25mm,Fr=0.08mm/r,Vc=135m/min

        加工方式:干切

    加工效果:相比某欧系品牌CBN刀,BN-H10材质CBN刀硬车削齿轮刀具寿命提高67%,效率提高22% 

齿轮5.jpg 

 

8断续加工齿轮齿顶圆的CBN刀案例参数

        加工部位:齿轮齿顶圆

        齿轮硬度:HRC60

        选用刀片:BN-S20 SNGN120712

        切削参数:ap=2.5mm,Fr=0.12mm/r,Vc=90m/min

        加工方式:干切

    加工效果:相比陶瓷刀具,BN-S20材质CBN刀切削速度提高1倍,刀具寿命提高十几倍。

切削齿轮.jpg

注意事项

断续切削淬火钢齿轮不建议使用硬质合金刀具和陶瓷刀具,容易快速磨损和崩刃

BN-H10材质和BN-H21材质立方氮化硼刀具配备的刀杆和硬质合金数控刀片通用,无需换刀杆

BN-S20材质是整体聚晶立方氮化硼刀具,需配备专业的加硬刀杆配合。

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