熱後精加工齒輪刀具的選擇(附CBN刀具加工齒輪案例)

2020-12-27 博特超硬張工

現代工業技術的不斷革新，對於零件的質量和性能要求也越來越嚴格。齒輪作為現代機械傳動中的重要組成部分，對其加工所要求的強度、韌性以及抗疲勞性要求也越來越高。

為了使齒輪使用過程中獲得更高的硬度、耐磨性和抗疲勞性，在加工時往往會採用熱處理工藝來改善齒輪零件的使用性能，一般要經過下料-鍛造-正火-機械加工-滲碳-淬火-粗加工-磨削等工藝才能完成加工。

齒輪加工

一、齒輪加工難點

1、一般齒輪多採用20CrMnTi、20CrMn等鋼材，本身硬度較高，普通刀具很難對其進行加工，且對刀具的磨損較為嚴重。

2、齒輪的加工精度在經過表面熱處理後會降低，導致出現變形、偏差，難以達到齒輪的高精度要求。

3、在採用磨削工藝對齒輪進行加工時，會出現磨削燒傷，提高了齒輪的生產成本，同時加工效率也很低。

4、加工齒輪時會有間斷切削的情況，在高速車削時會對刀具造成很大的衝擊力，加劇刀具的磨損甚至造成崩刀。

二、齒輪加工刀具的選擇

經過熱處理之後的齒輪需要精加工，這樣才能保證圖紙所要求的尺寸和精度，因此選擇合適的刀具對齒輪加工來說非常重要。選擇合適的加工刀具，不僅能保證齒輪零件的加工質量，更能提高加工效率，節省加工成本。

目前，可供選擇的熱後精加工齒輪的刀具有硬質合金刀具、陶瓷刀具和CBN刀具（立方氮化硼刀具）等。如果熱後硬度在45HRC以下的齒輪，可選擇硬質合金刀具；但如果加工高硬度齒輪，則可能會出現刀具劇烈磨損或加工不動的現象，這時選擇CBN刀具更為適合。

三、CBN刀具加工齒輪案例

CBN刀具具有極高的硬度和耐熱性，即使在1000℃高溫下也能保持常溫下的硬度，因此在使用時能以高於硬質合金刀具幾倍的切削速度切削齒輪，並且耐用度是硬質合金刀具的幾倍到幾十倍。

而且，使用CBN刀具可以以車代磨，用車削代替了原本的磨削工藝，提高加工效率的同時也避免了大餘量磨削的燒傷問題，降低了齒輪零件的加工成本。

CBN刀片輕斷續精車齒輪內孔加工案例

採用博特CBN刀具牌號BTS6000，可以實現以車代磨工藝，對齒輪進行精加工，不僅可以提高加工效率，而且降低了生產成本，如輕斷續精車有鍵槽齒輪內孔，可採用切削參數為：線速度120~180m/min，進給量0.15mm/r，背吃刀量0.1~0.3mm。

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    拉刀按所加工工件表面的不同，可分為各種內拉刀和外拉刀兩類。使用拉刀加工時，除了要根據工件材料選擇刀齒的前角、后角，根據工件加工表面的尺寸（如圓孔直徑）確定拉刀尺寸外，還需要確定兩個參數：（1）齒升角af[即前後兩刀齒（或齒組）的半徑或高度之差]；（2）齒距p[即相鄰兩刀齒之間的軸向距離]。5螺紋刀具螺紋可用切削法和滾壓法進行加工。
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  • 參考刀具加工
    當所加工的區域用大的刀具不能一次性直接加工到位的時候，經常需要使用參考刀具加工。1.4 創建型腔銑操作CAV_2_11.5 創建刀具（D3_R），設置開粗參數(跟隨工件，深度優先，餘量0.15mm，公差0.03，下刀量0.15mm，轉速10000，進給2000，選擇參考刀具D6_R)，其他的參數暫時使用模板默認選項，點右鍵生成。
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  • 如何選擇合適的模具加工刀具?
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    使用拉刀加工時，除了要根據工件材料選擇刀齒的前角、后角，根據工件加工表面的尺寸（如圓孔直徑）確定拉刀尺寸外，還需要確定兩個參數：（1）齒升角af[即前後兩刀齒（或齒組）的半徑或高度之差]；（2）齒距p[即相鄰兩刀齒之間的軸向距離]。螺紋可用切削法和滾壓法進行加工。
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