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淬硬齿轮的加工工艺  

2009-11-15 18:01:44|  分类: 史提芬邹电动工具 |  标签: |举报 |字号 订阅

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用于动力传动的齿轮齿轮箱,其尺寸要求更小,齿轮传动的噪音更低,从而导致对淬硬齿轮的需求,也给齿轮制造厂家提出了探索齿轮加工新方法的要求。

  齿轮在淬硬热处理过程中,其材料组织及应力的改变,通常会使齿轮产生变形,即齿形、齿向及齿距误差。这此误差将引起齿廓在传动时的不正确啮合,从而加大了载荷,产生齿轮噪音。因此,淬硬齿轮在热处理后,一般应添加一道精加工工序。

  淬硬齿轮精加工工艺可分为两类:一类是采用非成形的切削刃,如齿轮磨削加工;另一类则是具有成形的切削刃如淬硬齿轮(HRC48~53)滚削加工。

  用于硬滚齿加工的硬质合金刀具成形切削刃的精加工过程。当今的硬质合金材料、刀具涂层和滚齿机技术的发展,已使淬硬齿轮滚切加工技术有了显著的提高,特别是在加工小于或等于12DP的中小模数齿轮时,可承受硬切削过程中所产生的极大的切削力。

  硬质合金滚刀的选取

  硬质合金滚刀在材料的品种规格上有很大进展。超细、细、中等或大颗粒的硬质合金现在都有产品。此外,硬质合金滚刀毛坯的成形工艺技术也有了显著提高,如采用热等静压(HIP)工艺,该工艺在高压高温下,增加了硬质合金毛坯的内在结合力,提高了硬质合金的抗弯强度。按照ISO的规定,实体硬质合金材料可按应用场合的不同分为若干类:齿轮切削刀具分为K类和P类,K类硬质合金有更高的耐磨性,P类则有更好的高温红硬性。在K牌号和P牌号硬质合金中,每种牌号硬质合金的颗粒结构是不同的,从中等颗粒到超细颗粒。每种牌号都有其应用场合,这是和颗粒结构相关联的。一般来说,对于软滚削,K类比P类的性能要好,K类硬质合金能得到微米级的颗粒结构(粒度小于0.5μm),而P类则不行。在磨耗方面,K类韧性更好,寿命更长。

  滚刀的重新刃磨和翻新

  滚刀加工一定数量的工件后,其切削刃变钝,此时必须重新刃磨。刃磨后的滚刀必须保持原有的几何形状;切削刃必须锋利;刀具的金相结构绝不可因磨削过热而受破坏。因而在刃磨硬质合金滚刀时应采用一种油基冷却液,它对氯和硫不起反应。对于刮削滚刀,刃磨后的重新涂层并不象用于实体毛坯硬滚的滚刀那样重要。硬质合金滚刀刃磨后涂层前,建议对其刃口进行预处理。

  滚刀的重新刃磨将会除去切削表面的原有涂层,这会减少刀具寿命。刀具是可以重涂的。通常对于TiN涂层,可涂3~4次;对于TiCN和TiALN涂层而言,由于涂层本身有很大的内应力,所以在切削刃上难以再重新涂层。通过几次涂覆TiN涂层后,会产生高低不均匀的状况,并有分层脱落的倾向,所以原有涂层必须去除。

  目前有两种方法可去除刀具涂层:化学退涂和物理退涂。用化学退涂去除硬质合金刀具上的涂层是一种精细工艺,要求操作者有相当的熟练程度。过度的化学退涂不仅将涂层去掉,而且还将溶洗钴结合剂,损坏硬质合金材料的微观结构。切削刃的微观损坏将产生锯齿状表面。此外,在退涂时必须对滚刀轴台、内孔及标志进行保护,以免损坏。而物理去涂,则必须由原刀具制造厂来进行,它涉及到整把滚刀齿形的重新磨削。虽然比化学退涂要贵得多,但得到的是一把新滚刀,质量和寿命都能得到保证。

  对滚齿机的要求

  为了充分发挥硬质合金和涂层工艺的优点,滚齿机应作相应地改进。目前所有先进的滚齿机都按高速滚齿进行设计,其滚齿机的滚刀转速超过3000r/min,通常为5000r/min,工件主轴转速与滚刀转速相匹配。此外,机床具有很高的动刚度和热刚度。先进滚齿机的一些主要设计特点为:采用复合环氧树脂床身,以改进机床的动态和静态特性;带有恒温装置的高速滚刀主轴箱;高速工件主轴;可采用干、湿二种滚削工艺;带光电传感器的数字驱动系统;直线滚动导轨系统;高速自动上料(2~3秒);占地紧凑;按人机工程学设计;维修方便。

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