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  • 【齒輪加工】齒輪刀具的發展趨勢和特點
    發布時間: 2018-06-19
     

       齒輪作為機械設備中必不可少的傳遞動力的通用零部件,在金屬切削機床、航空、電力系統、冶金機械、農業機械和運輸機械等現代工業設備中得到了廣泛的應用。

      近年來,國內外齒輪數控刀具的研發也與數控高效機床的發展保持了同步并取得了很大進展,這些進步主要依賴于以下幾個方面:更先進的設計技術,更先進的數控專用加工技術和精密檢測技術,性能較為優越的數控刀具材料,科學先進的表面涂層技術,而高速鋼齒輪刀具的熱處理技術同樣也是關鍵。

      近年來齒輪刀具的發展趨勢和特點主要表現在以下幾個方面。

      1. 環保干切化

      環保干切在齒輪加工方面已得到應用,國內外主機廠如美國Gleason公司、日本三菱公司、國內重慶機床等均研發了專用干切滾齒機床。與傳統濕切方式相比,干切方式不需要冷卻液,既環保又降低了滾齒加工成本,干切方式還可以采用更高的切削速度,提高加工效率。按照干切機床的加工要求,各主要工具廠家均研發了環保干切滾刀,例如Gleason公司、NACHI公司、SU公司、漢江工具等,環保干切滾刀按材料分有整體硬質合金滾刀、硬質合金可轉位滾刀、粉末冶金高速鋼滾刀。

      2. 齒輪刀具硬質合金化

      在傳統意義上,齒輪刀具材料一般是高速鋼(高性能粉末冶金高速鋼也已普遍應用),隨著硬質合金材料的發展和加工技術的進步,硬質合金刀具比例越來越高,在歐洲發達國家已高達70%以上,近年來國內外各刀具廠商如Gleason、Kennametal、Fette、Ingersoll、Sandvik Coromant研發了各種硬質合金可轉位齒輪刀具,大大提高了齒輪加工效率,也大大提高了刀具壽命??赊D位硬質合金齒輪滾刀,頭數1或2頭,刀片可轉位2次或4次使用,模數范圍m5.5~m40,和高速鋼滾刀相比,這類刀具切削速度更高可達100~150m/min

      各類傳動器、變速箱的太陽齒輪軸都要用到花鍵。由于花鍵必須采用高強度設計,它們通常采用鍛鋼、低合金鋼。使用山特維克可樂滿的CoroMill 171.4,可實現在多任務機床或5軸機床上通過一次裝夾完成零件的全部加工工序的目標。運用我們基于刀片技術的解決方案,可提高切削參數,以及獲得比原有解決方案更快速的裝卸,進而實現更長的刀具壽命和更高的生產效率。

      3. 刀具規格超大化

      隨著加工機床的大型化,重大裝備對超大齒輪需求增加,出現了多種相配套的超大刀具,近年研發的40~50英寸弧銑刀就是用于與大型弧齒加工機床配套加工1600~2000mm超大螺旋錐齒輪。超大螺旋錐齒輪主要應用于船舶、冶金、石油機械等行業;m40~m45超大模數滾刀用于與大型滾齒機配套加工大型圓柱齒輪,在水泥、冶金、起重、船舶等行業廣泛應用;針對大型內齒輪的加工,除專用內銑刀外,專用插齒刀具已由以前的模數m18發展到現在的m25,各種超大規格刀具的研發也說明了工具企業創新能力的提升。

      4. 涂層技術的發展和刀具的緊密結合

      在現代刀具發展中,涂層技術的應用起到了關鍵作用,可以說先進的涂層技術成就了現代高效切削刀具。目前,無論是化學涂層(CVD)還是物理涂層(PVD),都在積極研發各種新的涂層材料;從單一涂層向多層涂層、梯度涂層、納米涂層、納米復合涂層等方向發展;同時,涂層技術也更加注意與涂前處理工藝和涂后處理工藝的結合;先進的涂層技術具有更高的紅硬性(顯微硬度可達3300HV及以上),抗熱性和抗氧化性(使用溫度可達1100℃以上);具有更好的韌性、結合力及更低的摩擦系數;涂層技術對刀具的貢獻在于顯著提高了刀具的耐磨性和使用壽命,實現了刀具的高速高效及干式切削,實現了高硬材料及各種難加工材料的切削加工,大大促進了機械制造業的發展,這種促進和影響將會越來越明顯。

      除了涂層技術之外,金屬加工液也是尤為重要的,在整個金屬加工工藝中,金屬加工液僅僅占了總成本的一小部分,通常小于1%。這個應用案例很好地說明了金屬加工液正確選擇的重要性。金屬加工液對整個生產過程的影響是其自身成本的好幾倍,這就使得其價格變得不那么重要了。這就是為什么奎克不計成本地開發高性能產品,以幫助客戶降低生產成本、提高競爭力。

      隨著齒輪加工向數控化、高效、高精、復合柔性化方向快速發展,刀具的發展也向環保干切、高速高效、超大超硬等方向快速發展,這些發展與機床的發展保持了同步,這些發展得益于更先進的刀具設計技術、更先進的數控加工技術、性能更優越的各種先進材料、更先進的涂層技術,而國內高檔齒輪刀具的整體水平與國外仍存在較大差距,我們國內工具同行應奮起直追。


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