1)硬質(zhì)合金滾刀滾齒誤差的主要來源
有限個(gè)刀齒斷續(xù)切削引起的齒形誤差,軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)形,成的齒形誤差,工件硬度及其均勻性,留量形式及其均勻性,工件的制造誤差,工件的安裝誤差,機(jī)床傳動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)誤差,機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的,間隙和系統(tǒng)剛性,機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的,相對(duì)位置誤差,滾刀的設(shè)計(jì)誤差,滾刀制造與刃磨誤差,滾刀安裝誤差,滾刀磨損,切削規(guī)范,切削方式。
硬質(zhì)臺(tái)金滾刀的使用程序(a-b-c,a-b-d-e,a-b-d-f):
a)帶觸角的磨前滾刀進(jìn)行齒形預(yù)切
b)熱處理
c)硬質(zhì)合金滾刀精滾(7、8級(jí)精度)
d)硬質(zhì)合金滾刀半精滾
e)磨齒(4、5、6級(jí)精度)
f)蝸桿式垳輪垳齒(6、7級(jí)精度)
2) 硬質(zhì)合金滾刀的使用
(1)齒形的預(yù)加工 滾刀的刀尖圓角部分切削條件惡劣,最易磨損,尤其是硬質(zhì)合金滾刀采用徑向大負(fù)前角,其頂刃切削條件受力惡劣,如果硬質(zhì)合金滾刀頂刃和側(cè)刃同時(shí)參加切削,刀齒崩刃的可能性將明顯增加。為了改善硬質(zhì)合金滾刀的切削條件、避免崩刃、提高耐用度,滾齒前齒形的預(yù)加工必須采用帶觸角的磨前滾刀。預(yù)切的齒形應(yīng)保證其齒槽略深于標(biāo)準(zhǔn)齒深,槽底過渡圓弧處切出適量的沉割,以保證頂刃及刀尖圓角部分不參與切削,而且兩側(cè)齒面應(yīng)留有適量的精加工余量。
(2)齒坯的裝卡 為了避免硬質(zhì)合金滾刀切削時(shí)由于齒坯的振動(dòng)造成崩刃,卡具的剛性要好;卡具必須牢固、可靠地支承并卡緊在齒槽底部附近。
(3)對(duì)刀 熱處理后不可避免會(huì)造成輪齒變形,為了防止由于刀齒切削負(fù)荷不均引起振動(dòng)而造成崩刃,要求仔細(xì)對(duì)刀,盡可能使切削負(fù)荷均勻。
由于熱處理變形相對(duì)刀誤差會(huì)引起齒面上切除的余量不均等,其后果可能會(huì)造成:有的輪齒沒有被精切成形,在切入和切出處的齒向誤差很大;齒面的硬度有差異,齒面的齒廓長(zhǎng)度不司,齒根處出現(xiàn)凸臺(tái)等。
(4)切削油 硬質(zhì)合金滾刀的切削機(jī)理與普通滾刀不同,其切刃面表面粗糙度低,所以切屑流動(dòng)抗力小,切齒面的表面溫升低,因此通常情況下可以不采用切削油。采用一般的高粘度切削油,會(huì)使刃口打滑而崩刃,除非采用專用的切削油。至今國(guó)內(nèi)外硬質(zhì)合金滾刀仍普通采用干切的力式。
為了改善冷卻條件、減少刀齒磨損、提高加工質(zhì)量、并有利于排除切屑,采用合適的切削油是可以獲得一定效果的。(日)相浦正人曾研制了粘度約9mm2/s,含有有機(jī)鉬極壓添加劑的F切削油。采用F切削油,滾刀的壽命比干切時(shí)延長(zhǎng)了2倍。德國(guó)KLINGELNEERG公司研制了粘度約15mm2/s,含有氯化石蠟和特殊脂肪的切削油,獲得了很好的效果。
(5)極限磨損量 滾刀磨損對(duì)切齒精度的影響,主要不是出于刀齒磨損前、后尺寸變化造成的,而是由于在硬齒血液齒時(shí),刀齒磨損將明顯地影響切削分力的變化。當(dāng)?shù)洱X后面磨損達(dá)0.2mm時(shí),滾刀軸向分力將比主切削力大一倍以上。在剛性不足、間隙較大的普通滾齒機(jī)上滾齒時(shí),將對(duì)被切齒輪的精度帶來較大的影響。
硬質(zhì)合金滾刀滾齒時(shí),齒面上切除的金屬厚度很小,一般為0.1~0.3mm。若刀齒磨損太大,刃口就會(huì)打滑不易切入。此外,由于硬質(zhì)合金滾刀刃磨比較困難,而且刀片厚度較薄、重磨次數(shù)不多,考慮種種因素的影響,通常硬質(zhì)合金滾刀的極限磨損量定為0.25mm。這樣小的磨損量,在機(jī)床上比較難確定,實(shí)際生產(chǎn)中可以通過試驗(yàn)確定磨損量為極限磨損量時(shí)的切削長(zhǎng)度(齒寬×齒數(shù)).通過限制切削長(zhǎng)度來控制極限磨損量。
實(shí)踐證明,目前我國(guó)生產(chǎn)的硬質(zhì)合金滾刀與國(guó)外相比壽命較短,即耐用度較低。相同磨損量的切削長(zhǎng)度尚有較大的差距。這主要是硬質(zhì)合金刀片材料的質(zhì)量較差,尤其是耐磨性差;其次是刀具的制造和使用上還存在著一些問題尚待解決。
(6)切削用量規(guī)范 硬齒面滾削的切削用量規(guī)范,應(yīng)根據(jù)工件的材質(zhì)、硬度、規(guī)格、加工性質(zhì)、機(jī)床條件及刀具性能等因素進(jìn)行綜合性的考慮。一般范圍及選擇的原則如下:
a)切削速度 切削速度一般可以在20~80m/min較寬的范圍內(nèi)選擇。在上述范圍內(nèi)硬度高、模數(shù)大、齒數(shù)多時(shí)應(yīng)選擇較低的切削速度,在滾切大模數(shù)、少齒數(shù)的齒輪時(shí).該刀的轉(zhuǎn)速的提高往往受工作臺(tái)轉(zhuǎn)速的限制。超出上述范圍的過低的切削速度,反而會(huì)加劇滾刀的磨損。
目前,國(guó)產(chǎn)的硬質(zhì)合金刀片耐磨件差,影響刀具的耐用度。一般情況下,切削速度一般限制在20~40m/min。
b)進(jìn)刀量 進(jìn)刀量可以在1.5~6mm / r的范圍內(nèi)選擇。超出上述范圍的過低的進(jìn)刀量,會(huì)加劇切削過程的擠壓,并增加切削路程,反而會(huì)加劇滾刀的磨損。
精滾齒時(shí),為了減少走刀波度,進(jìn)刀量一般不宜大于2mm/r。精滾后若采用蝸桿式磨輪市齒,可有效地去除走刀波度.并大大地降低齒面的表面粗糙度數(shù)值,精度也會(huì)有所提高。用于磨前半精滾齒時(shí),若機(jī)床剛性好,可以加大進(jìn)刀量,從而提高刀具的耐用度和生產(chǎn)效率。
常用的進(jìn)刀量范圍為1.5~4mm/r。
c)切深 切深可以在0.3~lmm范圍內(nèi)選擇。切深過小,切削厚度小,刃口擠壓不易切入,會(huì)加劇刀刃的磨損;切深過大,切削負(fù)荷大,會(huì)因此而崩刃。
通常切深限制在0.3~0.8mm。