齒輪加工用高效帶柄滾刀的特點和應用
2013-5-14 來（lái）源： 作者：
競爭激烈的全球市（shì）場要求齒輪製造商不斷（duàn）突破提高生產效率和降低生（shēng）產成本的極限，這就意味著必須采用由優質材料製造並用高性能塗層保護的先進滾（gǔn）刀進行高速滾削加工。由於先進（jìn）刀具的價格較高，因此有些生（shēng）產車間不願意使（shǐ）用高效滾刀，這是因（yīn）為（wéi）他們沒有全麵分析生產流程的各個方麵（miàn），以（yǐ）確定正確的成本計算方法--從計算總成（chéng）本到計算每件加工成本。
為了（le）實現更高的齒輪切削效率，滾刀的設（shè）計正趨（qū）向於開發（fā）高效、多頭的帶柄滾刀。帶柄滾刀采用整體工具鋼材料製造，直徑較小，通常比帶孔滾（gǔn）刀更長一些。它們安裝在滾齒機上時，是通過兩端的柄（bǐng）頸定位，而不是像帶孔（kǒng）滾刀那樣安裝在心軸上。例如，藍幟fette可轉位硬質合金重載切削（xuē）滾刀設計構想是（shì）用經濟的可轉位硬質合金刀（dāo）片與眾所周知的滾（gǔn）切優（yōu）勢的結合，在規定的（de）時間內，可以在高切削（xuē）速度下切除大量金屬（shǔ），重磨和再（zài）塗層對於傳統滾刀是必需的，而在這裏沒有（yǒu）必要。大大節省了修磨成本和換刀時間，這將減少機床的投入（rù），從而減少廠房的建設，真正為用（yòng）戶節省大量的成（chéng）本；格裏森公司（gleason corp.）的genesis帶柄滾刀采用了d驅動（dòng）機構，即利用滾刀鍵銷的整個表麵接觸來傳遞扭矩（jǔ）。一般來說，在大多數（shù）機床上采用的平麵對平麵驅動機構在高應（yīng）力線接（jiē）觸產生的扭矩作用下，容易（yì）在接觸麵上出現（xiàn）微小（xiǎo）錯位。
整體式帶柄滾刀通（tōng）常用於加工蝸輪，要求滾（gǔn）刀直徑與被加工蝸輪直徑比較接近（jìn）。經過優（yōu）化設計的帶柄滾刀最適合用於大（dà）批量、高效率加工。而大直徑、大螺距齒輪（lún）（如卡車傳動箱或礦山機械用的齒輪）通常是用帶（dài）孔滾刀加工的。
對於帶柄滾刀和帶孔滾（gǔn）刀而（ér）言，可縮（suō）短切削時間的（de）影響因素包括提高進給率、滾刀速度和增加滾刀頭數。滾刀設計者為（wéi）了優（yōu）化滾刀性能，嚐試采用小直徑滾（gǔn）刀，因為在給定的表麵速度（sfm）下，滾刀的直徑越小，切削速度就越高。由於帶柄滾刀直徑（jìng）較（jiào）小且無孔，與類似直徑的帶孔滾刀相比（bǐ）具有（yǒu）更大的長（zhǎng）度，因而可獲得更多的可移動切（qiē）削區，並使滾刀每走刀一次可以切削更多工件。具有鋒（fēng）利切削齒的滾（gǔn）刀沿著其軸向移動進入切削區。
格裏森（sēn）公司的（de）設計經理glenn schlarb解釋說，“帶柄滾刀（dāo）的高生產率是在每次走刀中沿著滾刀都有更（gèng）多移動位（wèi）置的結果，並且由於采用了具有高耐磨性的滾刀材料（liào）和刀具塗層，增加了滾刀（dāo）的走刀次數，使每把滾刀可（kě）以加工更多的工件。”
滾削加工既可使用也可不用冷卻液。但是，許多用戶更願意采用幹式滾削，因為它可以消除環境（jìng）汙染，並節省與處理冷卻液相關的成本。為了在高速（sù）幹滾削條件下（xià）保（bǎo）護切削刃，幹式滾削（xuē）要求滾刀采用具（jù）有高溫穩定性（xìng）和（hé）低熱傳導率的優質塗（tú）層（céng）。
由於帶柄滾刀采用（yòng）了整體結構，並且（qiě）將其安裝在（zài）滾齒機上所用的零件也較少，因此其裝（zhuāng）配剛性優於帶（dài）孔滾刀。滾刀可（kě）在安裝於頂尖之間的狀態下對其刃磨、安（ān）裝和測量精度（dù）進行檢測。與帶孔滾刀相比，帶柄滾（gǔn）刀消除了孔與心（xīn）軸之間的累積徑跳誤差，以及由隔離件與安裝螺母引起的搖擺誤（wù）差（chà）。
用於製造帶（dài）柄滾刀的優質鋼材牌號（hào）具有高耐磨性以及高水平的（de）室溫硬度和切（qiē）削高溫下的紅硬性。雖然優質鋼材和塗（tú）層比性（xìng）能較（jiào）低的材料成本更高一些，但可以製造出切（qiē）削速度更高的小直徑帶柄滾刀，從而可縮短加工循環時間（jiān）和降低每件加工成本。在適當的加工條件下，這種每件（jiàn）加工成本效益（yì）通（tōng）常要大於每件刀具成本的增加，從而可以降低每件工件的加工總成本。
在滾削加工中，采用合適的（de）刀具塗層至關重要，它可以（yǐ）提高生產率和（hé）降低加工成本，在某些加工場合，可使刀具壽命提高一倍，不但能節省刀（dāo）具成本，而且能減少換刀（dāo）次（cì）數，縮（suō）短停機時間。
歐瑞康巴爾查斯塗層公司（oerlikon balzers coating）的技術主管dennis quinto博士指出，切削刃的製備對於塗（tú）層性能具有重要影響，而這通常（cháng）是刀具性能一個未受到（dào）很好控製的因（yīn）素（sù）。鋒利的切削刃可以產生較小的切削（xuē）力和較低的切（qiē）削熱，但塗層較薄（báo），會增大切削刃崩刃的危險，因此隻適合小進給率切削；經過鈍化處理（lǐ）的切削刃上塗層較厚，具有更穩定的抗（kàng）崩刃性，但產生的切削力也較（jiào）大；經過倒棱和鈍化處理的切削刃具有最穩定的抗崩刃性，因此（cǐ）非常適合硬脆刀具材料（如硬質合金）和（hé）大進給率切削。
由於在（zài）滾削加工中，切削速度和切削深度應隨著工件材料抗拉強度的增加而降低，因（yīn）此選（xuǎn）用（yòng）合適的塗層可提高（gāo）切削速度（dù）（在某些情況下還能提高進給率）。pvd塗層可對幾乎所有滾刀提供（gòng）保護。標準的（de）tin塗層對於采用潤滑劑的低速滾（gǔn）削有效（xiào）；ticn塗層可以增（zēng）加滾刀的硬度和耐磨性，適合加工磨蝕性工件材料；tialn塗層是為幹式（shì）切削開（kāi）發的，具有極好的韌性和耐高溫性能。最近為（wéi）幹式（shì）切削開發的新型alcrn塗層則具有更優異的耐磨性、耐熱性和抗氧化性。
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