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齿轮加工刀具—CBN刀具
发布者:admin 发布时间:2017-6-29 13:54:06 阅读:571

齿轮作为机械装备中的重要传动部件,广泛应用于机床、汽车等行业。随着齿轮行业的生产需求不断增加,随着齿轮行业的竞争不断加剧,如何在保证齿轮尺寸精度和表面光洁度的要求下,提高生产效率,成为了齿轮行业一直思考的问题,相应的对CBN刀具的效率,精度、寿命等方面也提出了更高要求。

  一、齿轮基本知识

  齿轮作为机械装备中的重要传动部件,广泛应用于机床、汽车等行业。制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。按硬度来划分,齿轮齿面可分为软齿面和硬齿面两种。

  软齿面的齿轮承载能力较低,但制造比较容易,跑合性好, 多用于传动尺寸和重量无严格限制,以及小量生产的一般机械中。硬度在HRC30左右。

  硬齿面齿轮的承载能力高,它是在齿轮精切之后 ,再进行淬火、表面淬火或渗碳淬火处理,以提高硬度。但在热处理中,齿轮不可避免地会产生变形,因此在热处理之后须进行磨削、研磨或精加工,以消除因变形产生的误差,提高齿轮的精度。硬度在HRC45以上,甚至高达HRC60以上。

  二、针对硬齿面齿轮选择什么刀具加工合适?

  如常见的20Cr、20CrMnTi等材质热处理后硬度在HRC58-62之间,尺寸精度和表面光洁度要求较高,而且存在变形量的问题,传统磨削工艺虽然可以满足高精密要求,但磨削效率低,对操作人员的技术要求较高,报废和出现次品的几率较高。

  随着齿轮行业的竞争不断加剧,新型刀具材料的不断涌现,让“以车代磨工艺”成为现实,采用车削代替磨削作为最后的精加工工序,不仅提高生产效率,而且降低生产成本。

  以车代磨加工齿轮对切削刀具的性能要求较高,尤其齿轮严格的尺寸精度和表面光洁度,甚至断续切削工况下。目前以车代磨精加工齿轮更多的采用进口CBN刀具,但价格昂贵,生产成本居高不下。

  随着我国超硬刀具材料行业的不断发展,最终华菱超硬研制出两款可媲美进口CBN刀具的材质—BN-H10和BN-H21。目前已广泛应用于以车代磨精加工齿轮工序。

  三、华菱超硬CBN刀具BN-H10和BN-H21牌号加工齿轮的优势

  BN-H10和BN-H21牌号均属于复合式CBN刀具,其加工工况不同。

  BN-H10牌号CBN刀具:耐磨损性和耐崩损性均衡,主要用于连续切削工况,以车代磨硬度HRC58以上的淬硬齿轮优势明显,不仅保证Ra0.8的表面光洁度和尺寸精度之外,还大幅提高生产效率。

  BN-H21牌号CBN刀具:具备优异的刀尖强度,在断续切削工况表现优异。克服了焊接式CBN刀具不能断续切削的难题,并且保证不出现脱焊、掉头等不正常的质量问题。在切削加工齿轮时,相比传统刀具更具优势。

  而且根据客户要求,复合式CBN刀片还可提供涂层工艺,再次提高其性能优势。

  四、华菱超硬CBN刀具BN-H10和BN-H21牌号加工齿轮的刀片型号汇总

  根据加工部位的不同,选择的刀片型号也不同,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,有12款型号选择。如下图所示:

  五、BN-H10牌号CBN刀具精加工齿轮的切削参数

  材质:20CrMnTi;硬度:HRC58-62,加工工况:连续切削工况,要求表面光洁度:Ra0.8,刀片型号:BN-H10 CNGA120408,切削参数:Vc=180m/min;ap=0.2mm;Fr=0.1mm/r,加工方式:干式切削

  相较于同质产品:同等切削参数下,BN-H10材质的刀具寿命是同质产品的1.33倍。

  六、BN-H21牌号CBN刀具精加工齿轮的切削参数

  以断续车削齿轮为例,材质:20CrMnTi;齿轮硬度:HRC58-62,加工部位:齿轮端面(有8个孔均匀分布),要求表面光洁度:Ra0.8,刀片型号:BN-H21 WNGA080404-3S,切削参数:N=300r/min;ap=0.3mm;Fr=0.1mm/r,加工方式:干式切削。

  相较于同质产品:同等切削参数下,CBN刀具BN-H21材质的刀具寿命是进口CBN刀具的1.33倍。

  七、总结

  采用CBN刀具BN-H10、BN-H21牌号加工齿轮时一般采用干式切削,不添加切削液,但有时对工件的加工精度和表面质量及刀具寿命有特殊要求时,也可使用水基切削液进行连续、均匀的冷却方式,避免刀片产生微裂纹。

 
 

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