PCBN刀具车削齿轮的工艺改造
硬车削是一种被承受的精加工淬硬工件资料的加工工艺。与其它加工技能比较，它具有柔性、高效和经济性好的特色。自从它推出今后，跟着机床制作商帮忙、PCBN新原料等级的研制和刀具制作办法的改进，硬车削不断取得显着的功能前进。 传动零件是简单进行硬车削的，而本文中的轿车同步啮合齿轮运用不同的刀具理念进行加工。该零件不同加工的数量突出了运用的不同理念的优势和局限性。 尽管几年前硬车削的挑选是适当有限的，但将如本文所示，现在可供挑选的数量许多。因而，加工工艺应该环绕用户的需求，机床的技能依据用户的产值进行规划，这是十分重要的。 硬车削根本技能 当谈到硬车削根本技能时，参阅基准是在规范的刀杆上运用规范的ISO刀片几许视点来加工淬硬零件，构成需求的零件廓形。典型的硬车削零件见图1。加工进程一般触及多种加工，如车内孔、车端面、反车端面和车削同步啮合齿轮的锥面。自从能一次装夹完结加工后，与磨削比较，直接的优点是减少了因方位精度超差而作废的零件。尺度精度和外表粗糙度可经过调整加工参数而得到满意。零件夹持和机床稳定性也有很重要的作用。自上世纪80年代末以来，这种技能现已运用得十分成功，并且持续成为替代磨削加工的根底。 高出产率加工技能 关于一切发展中的技能，一旦根本概念现已被承受，不可防止会呈现改型的理念。就硬车削而言，当时着重前进出产率。很风趣的是，一种工艺是低进给加工，我们希望的另一种工艺是高进给精加工技能。 插车技能 插车(Plunging)实质上是运用适当一部分的切削刃长度来生成加工外表。这个理念不是完全新的，由于它现已被十分成功地用于插车发动机缸盖的阀座。但是，跟着世界上第一款且现在仅有的用于精加工的整体式PCBN原料等级CBN100的开发成功，插车的理念扩张到了其它运用领域。整体式CBN100的经济性好出许多，比如一片三角形的刀片为插车供给六个切削刃，这使得该产品关于插车加工和传统车削技能都十分抱负。 与传统硬车削比较，首要优势是缩短加工节拍，大概在75到90%之间。 表明插车的根本原理。 该工艺依托许多要害要素：首要，为取得杰出的外表粗糙度和最长的刀具寿数，刀片切削刃的质量十分重要。它也是前进切削速度和下降进给量一切必要的。这减少了切削力，保证极佳的尺度精度。为了保持尺度精度，在切削的终究2到3转，刀片答应空进给。为了防止切削刃廓形影响外表粗糙度，作了一个小的轴向移动。跟着这些技能的运用和有杰出的机床装备，取得一致性很高的外表粗糙度和零件精度是可行的。在齿轮车削中，插车现已被用于加工齿面和同步啮合锥面。现已用PCBN 插车加工的最大长度是16 mm。 修光刃技能 修光刃技能在硬质合金刀具中现已进行许多的测验和实验。运用修光刃刀片的优势是在更高得进给量下的加工才能。。实际上修光刃的原理就是在刀尖圆弧之后放置一个大圆弧或多个大圆弧。由于触摸区域更宽且能缩小硬车削生成外表的波峰和波谷的比值，这使得刀片具有与大圆弧或圆刀片相同的作用。这也使得进给量添加后外表粗糙度不会变差。 跟着刀具制作技能的前进，把这个原理用于PCBN刀片是可行的。把修光刃技能用于硬车削的优点有两个方面：首要是前进出产率，其二是缩短触摸时刻并供给更长的刀具寿数。在齿轮加工中，修光刃刀片一般被用于加工内孔。 PCBN 修光刃技能方面最新的发展之一是 Secomax CBN100 Crossbill™修光刃刀片的开发。这种共同的刀片把整体式 PCBN 和分左右手的修光刃规划的优势结合在一起。直到最近，整体式 PCBN 刀片上的修光刃规划使其朝向台阶加工的才能收到约束。这是由于一个切削刃上的修光刃规划与对边刀尖圆角的规划相反。CBN100 Crossbill™刀片的推呈现已处理了这个问题，它既供给右手型式也供给左手型式的刀片。它能用于朝向台阶的轴向车削(充分利用修光刃技能)，并且归因于这种规划，它还能加工出完美的圆弧。 运用高出产率技能 修光刃和插车工艺能被用于一系列不同的大批量出产运用领域。在齿轮车削中，插车和修光刃的结合一般是最佳的处理计划。包含尺度精度和外表粗糙度等技能要求的典型同步啮合齿轮。第一个要害的当地是同步啮合齿轮的锥面。关于加工这个外表，有三个挑选：(i)传统车削，(ii)插车，(iii)修光刃技能。 传统车削是一种试切法，并且作为与插车和修光刃技能比较较的基准。在传统车削中，运用的切削速度和进给量分别为150-200 m/min和0.1mm/rev 。插车运用的参数：Vc=300m/min, f=0.04mm/rev 。如前所述，成功的插车依托前进切削速度和下降进给量。 运用的刀片是一种具有负角槽型的整体式Secomax CBN100三角形刀片，每个刀片供给六个切削刃。在插车加工中，刀具的方位精度是至关重要的，由于它将被复制到工件上。在加工锥面时，需求运用特别‘定制’的刀杆来供给6.5°的锥度，锥度的终究调整需求在机床上完结。 插车的首要优点在于缩短了加工节拍。插车的进给量为0.04mm/rev 、切削深度在4转加上极小的空进给，合计触摸时刻0.04秒内完结，而传统车削需求4.96秒，距离超越100倍。 外表粗糙度成果-锥面 车削同步啮合齿轮端面的加工时刻 已加工外表剩余应力的剖析也现已显现插车具有的确的优点，取决于许多要素，比如切削刃状况、加工参数等。已加工零件的整个外表处于压应力状况是可行的。关于承受动载荷的零件，这当然是令人感兴趣的。插车的外表还去除了与螺旋外表相关的影响外表粗糙度的问题，传统车削生成螺旋的刀具轨道。 在锥面上运用修光刃技能是当与传统车削比较需求缩短加工节拍时的一种挑选；但是这将要求把刀片调整到与锥度一致以保证修光刃作用的有效性。 齿轮的内孔加工运用传统刀片和修光刃刀片都可以。正是内孔长度的原因，使得插车不能成为一个可行的计划。运用修光刃刀片的首要优点是前进余量的切除率而不影响零件的外表粗糙度。在较低的进给量下运用修光刃刀片很少或没有优势，依托修光刃的规划，进给量能比传统车削高三倍，它有两种潜在的优势。首要是缩短加工节拍，其次，更少的触摸时刻供给潜在的更长的刀具寿数。 运用修光刃原理的一个变通是运用刀尖圆弧半径更大的刀片，如圆刀片。而这种变通关于通孔或通行无阻的外圆车削是可承受的，加工时碰到台阶是不可的，约束了它的运用。运用修光刃或许圆刀片都具有更大的触摸面积，的确前进切削时的压力，但由于硬车削的切削力较低，这一般不会呈现达不到尺度精度的问题。 一般，终究加工的是前端面和/或后端面。一切三种选项都是可行的，并且当然由于面积小，加工节拍在一切情况下都较低，但是依然存在经过运用插车技能来最小化切削时刻的时机。 定论 跟着业界十分着重经过缩短加工节拍来前进出产率，本文评论 的两种加工新技能都作出了重要的奉献。尽管两种技能都有一些约束，但现已证明当零件几许视点答应运用插车和修光刃技能时，加工节拍显着改进并因而前进出产率。
