齒輪加工用（yòng）高效帶柄（bǐng）滾刀的特點和應用
2013-5-14 來源（yuán）： 作者：
競爭激烈的全球市場要求齒（chǐ）輪製造商不斷突破提高生產效率和降低生產成（chéng）本的（de）極限，這就意味著必須采用由優質材（cái）料製造並用高性能塗層保護的先進滾刀進（jìn）行高速滾削加工（gōng）。由於先進刀具的價格較高，因此（cǐ）有（yǒu）些生產車間不願（yuàn）意使（shǐ）用高效滾刀，這是因為他們沒有全麵分析生產流程的各個方麵，以確定正確的成本計算方法--從計算總成本到計算每件加工成本。
為了實現更高的齒輪切削效率，滾刀的設計正趨向於開發高效（xiào）、多頭的帶柄滾刀。帶柄滾刀采用（yòng）整體工具鋼材料製造，直徑（jìng）較小，通常比帶（dài）孔滾刀更長一些。它們安（ān）裝在滾齒機上時，是通過兩端的柄頸定位，而不是像帶孔（kǒng）滾刀那樣安裝（zhuāng）在心軸上。例如，藍幟fette可轉位硬質合金重載切削滾刀設計構想是（shì）用經濟的可（kě）轉位硬質合金刀片與（yǔ）眾所周知的滾切優勢的（de）結合（hé），在規定的（de）時間內，可以在高切削速度下切除大量金屬，重磨和再（zài）塗（tú）層對於傳統（tǒng）滾刀是必需的，而在這裏沒（méi）有必要。大大節省了（le）修磨成本和換刀時間，這將減少機床的投入，從而減（jiǎn）少廠房的建設，真正為（wéi）用戶節（jiē）省大量的成本；格裏森公司（gleason corp.）的genesis帶柄滾刀采用了d驅動機構，即利用滾刀（dāo）鍵銷的整個表麵接觸來傳遞扭矩。一般來說（shuō），在大多數機床（chuáng）上采用的（de）平麵對平麵驅動（dòng）機（jī）構（gòu）在高應力線接觸產生的扭矩作用下，容易在接觸麵（miàn）上出現（xiàn）微小錯位。
整體式（shì）帶柄滾刀通常用於加工蝸輪，要求滾刀直徑與被加（jiā）工蝸輪直徑（jìng）比較接近。經過（guò）優化（huà）設計的帶柄滾刀最適合用於大批量、高效率加工。而大直（zhí）徑、大螺距齒輪（如卡車傳（chuán）動（dòng）箱或礦山機械用的齒輪）通常是用（yòng）帶孔滾刀加工（gōng）的。
對於帶柄滾刀和帶孔滾刀而言，可縮短切削時間的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（jì）者為了（le）優化滾刀性能（néng），嚐試采用小直徑滾刀，因為在給定的表麵速度（dù）（sfm）下，滾刀的直（zhí）徑越小，切削速度就（jiù）越高。由於帶柄滾刀直徑較小且無孔，與類似直徑的帶孔滾刀相比具有更大的長度，因而可獲得更多的可移（yí）動切削區，並使滾刀（dāo）每走刀一次可以切削更多工（gōng）件。具有鋒利切削（xuē）齒的（de）滾刀沿著其軸向移（yí）動進入切削區。
格裏（lǐ）森公（gōng）司的設計（jì）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多移動位置的結果，並（bìng）且由於采用了具有高耐磨（mó）性（xìng）的滾刀材料（liào）和刀具塗層，增（zēng）加了滾刀的走刀次數，使每把滾刀可以加工更（gèng）多的工（gōng）件。”
滾削加工既可使用（yòng）也可不用冷卻液。但是，許多（duō）用（yòng）戶更願意采用幹式滾削（xuē），因為它可以消除環境汙染，並節省與處理冷卻液相關的成本。為了在高（gāo）速幹（gàn）滾（gǔn）削條件下保護切削刃，幹式滾削要求滾刀采用具有高溫穩定性和（hé）低熱傳導率的優質塗層。
由於帶柄滾刀采用了整體（tǐ）結構（gòu），並且將其安裝在滾齒機上所用的零件也較少，因此其裝配剛性優（yōu）於帶孔滾刀。滾刀可在安裝於（yú）頂尖之間的狀態下（xià）對（duì）其刃磨（mó）、安裝和測量精度進行檢測。與帶（dài）孔滾（gǔn）刀相比，帶柄滾刀（dāo）消除了孔與心軸之間（jiān）的累積徑跳誤（wù）差，以及由隔離（lí）件與安裝螺母引起的搖擺誤差。
用（yòng）於製造帶柄滾刀的優質鋼材牌號具有高耐磨性以及（jí）高水平的室溫（wēn）硬度和（hé）切削高溫下的紅（hóng）硬性（xìng）。雖然優質鋼材和塗層比性能（néng）較低的材料成本更高（gāo）一些，但可以製造出切削速度更高的小直徑帶柄滾刀，從而可縮短加（jiā）工循環時間和降低（dī）每件加工（gōng）成本。在適當的加工條件（jiàn）下，這（zhè）種每件加工成本效益通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（běn）。
在滾削加工（gōng）中，采用合適的刀具塗層至關重要，它可以提高生產率和降低加（jiā）工成本，在某些加工場合（hé），可使刀具壽命提高一倍，不但（dàn）能節省刀具成本，而且能（néng）減少換刀次數，縮短（duǎn）停機時間（jiān）。
歐瑞（ruì）康巴爾查斯塗層公司（sī）（oerlikon balzers coating）的技術主管dennis quinto博士指出，切削刃的製備對於塗層性能具有重要（yào）影響，而這通常（cháng）是刀具性能一個未受到很好（hǎo）控製的因素。鋒利的（de）切削刃可以產生較小（xiǎo）的切削力和較低的切削（xuē）熱，但（dàn）塗層較薄，會增大切削刃崩刃的危險，因此隻適合小進給率切削；經過鈍化處理的切削刃上塗層較厚，具有更穩定的（de）抗（kàng）崩刃（rèn）性，但產（chǎn）生的切削力也較大；經過倒棱和鈍化處理的切削（xuē）刃具有最穩定的抗崩刃（rèn）性，因此（cǐ）非（fēi）常適合硬脆刀具材（cái）料（liào）（如硬質合金）和大進給率切削。
由於在滾（gǔn）削（xuē）加（jiā）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（ér）降低，因此選用合適的塗（tú）層可提高切削速度（在某些情（qíng）況下還能提高進（jìn）給率）。pvd塗層可對幾乎所有滾刀提供保護。標（biāo）準的tin塗層對於采用潤滑劑的低速滾削有效；ticn塗層（céng）可以增加滾刀（dāo）的硬（yìng）度和耐磨性（xìng），適合加工磨蝕性工件材料；tialn塗層是為幹式切削開發的，具（jù）有極好的韌性和耐高（gāo）溫性能（néng）。最近為幹式切削開發的新型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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