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1產(chǎn)品介紹

這是一種高速、干切、綠色環(huán)保的高速數(shù)控滾齒技術(shù)。

采用此類滾刀及此技術(shù)，可對(duì)淬硬鋼及滲碳鋼材料的齒坯進(jìn)行高速、的一次或二次切削加工，刀具重磨一次的穩(wěn)定加工精度壽命達(dá)100m以上，實(shí)現(xiàn)了一次性的、高精度的展成滾齒加工替代傳統(tǒng)的滾、剃、磨、珩加工。

進(jìn)行高速干切滾齒加工的滾刀性能主要取決于以下三個(gè)方面：刀具材料、表面涂層、滾刀參數(shù)與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造。

2材料

現(xiàn)行切齒刀具的材料可以歸結(jié)為四類：硬質(zhì)合金、陶瓷、粉末冶金高速鋼和高性能高速鋼（由于工藝方法的不同而區(qū)分為兩大類）。陶瓷材料作為車(chē)刀刀片使用早已普及，但作成復(fù)雜刀具的滾刀只見(jiàn)過(guò)試驗(yàn)報(bào)導(dǎo)，尚未見(jiàn)到市場(chǎng)供應(yīng)。但陶瓷材料的某些優(yōu)異性能應(yīng)是進(jìn)行高速干切工藝所需要的。因此，陶瓷材料在高速干切滾刀上的應(yīng)用也將是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢(shì)，特別是在硬齒面刮削刀具上的應(yīng)用前景看好。

目前用于高速干切硬齒面加工的滾刀材料主要是硬質(zhì)合金一類，而用于軟齒面高速干切加工的滾刀材料主要是后二類的高速鋼，也有采用硬質(zhì)合金的。我國(guó)目前粉末冶金高速鋼及高性能高速鋼的生產(chǎn)還不多見(jiàn)，但硬質(zhì)合金由于我國(guó)有資源上的優(yōu)勢(shì)，理應(yīng)成為制造高速干切齒輪滾刀的主導(dǎo)材料。

根據(jù)對(duì)一些*發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家及國(guó)產(chǎn)硬質(zhì)合金材料的分析比較，我們認(rèn)為就材料本身來(lái)講，并沒(méi)有太大的差別，其生產(chǎn)裝備與加工工藝也基本相同。但在使用過(guò)程中，有時(shí)表現(xiàn)出較大的差別，究其原因，可能存在以下問(wèn)題。據(jù)長(zhǎng)期從事硬質(zhì)合金檢測(cè)的專業(yè)人員稱，由于硬質(zhì)合金材料制造過(guò)程的復(fù)雜性和特殊性，采用相同設(shè)備和工藝制造的不同批次材料檢測(cè)數(shù)據(jù)幾乎沒(méi)有*相同的，材料的細(xì)微差別也許就造成切削性能的巨大差異。

而在目前階段，我國(guó)的材料生產(chǎn)商，刀具制造商及刀具使用廠家脫節(jié)，缺少緊密的交流合作必然造成材料與工藝的不匹配問(wèn)題，如果解決好這些問(wèn)題，如果充分發(fā)揮我國(guó)硬質(zhì)合金材料資源優(yōu)勢(shì)，是一個(gè)值得有關(guān)部門(mén)（如工具研究所、大專院校、硬質(zhì)合金專業(yè)廠等）很好研究解決的課題。

涂層是高速干切滾刀*的后序工藝，涂層在高速干切中表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)異性能可以說(shuō)是突出的，現(xiàn)在已沒(méi)有不經(jīng)涂層的滾刀能勝任*條件下的高速干切加工。在切削試驗(yàn)中，涂層性能有時(shí)也表現(xiàn)出很大的差異，其主要原因也存在涂層廠商與使用廠家的“工藝匹配”問(wèn)題。涂層技術(shù)是一項(xiàng)發(fā)展很快的新技術(shù)，各廠家工藝不盡相同，如果缺乏密切的合作，就很難找出佳方案。但可以預(yù)料的是，未來(lái)的涂層技術(shù)必將會(huì)有更大的發(fā)展和普及。

3設(shè)計(jì)與制造

這是一個(gè)牽涉面很廣的問(wèn)題。進(jìn)口刀具價(jià)格昂貴，而且*依賴進(jìn)口也非長(zhǎng)久之計(jì)，因此，國(guó)產(chǎn)刀具的突破也就成為高速干切滾齒工藝推廣的關(guān)鍵問(wèn)題。根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，如果目前刀具材料以硬質(zhì)合金為主考慮，就必須在刀具結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)突破。制造硬質(zhì)合金材料的鎢金屬是一種的稀缺資源。現(xiàn)整體小模數(shù)硬質(zhì)合金滾刀已是價(jià)格昂貴，如果要進(jìn)一步適應(yīng)中、大模數(shù)的加工，只有在滾刀結(jié)構(gòu)上下功夫。

為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了“連續(xù)支承的鑲片式齒輪滾刀”并取得了國(guó)家發(fā)明（詳見(jiàn)附圖及說(shuō)明書(shū)）。此創(chuàng)新設(shè)計(jì)面向未來(lái)的高速干切滾齒工藝，立足于現(xiàn)代制造技術(shù)，具有以下特點(diǎn)：

1、將刀片、刀體、端蓋三者組合成一個(gè)密不可分的可靠整體，首先滿足高速高強(qiáng)度切削的安全性和可靠性要求；

2、立足于現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)，易于實(shí)現(xiàn)高精度、大批量、低成本的生產(chǎn)；

3、實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)不受刀具尺寸及安裝方式限制，*中、大模數(shù)滾刀制作要求；

4、適合采用圓磨法加工，提高生產(chǎn)效率；

5、有可能適合安裝陶瓷刀片的結(jié)構(gòu)；

6、改變經(jīng)營(yíng)模式，為客戶提供保質(zhì)保量一次性的不重磨刀具，由制造商實(shí)現(xiàn)刀體刀片的多次利用。

能囊括如此多優(yōu)點(diǎn)的刀具，必須要對(duì)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式有大的突破，這就是連續(xù)支承的刀體結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)滾刀相比，連續(xù)支承鑲片式滾刀的軸向容屑槽沒(méi)有了，只依靠刀片高出支承的部分形成容屑倉(cāng)。切削試驗(yàn)證明，只要刀片有合理的凸出尺寸加上合理的液、氣沖刷排屑，切削進(jìn)行得很順暢，特別是二次刮削加工，切屑很細(xì)，高速氣流正，反兩個(gè)方向吹，排屑*不成問(wèn)題。對(duì)于高速大走刀的粗切，也可采用加厚刀片，升高刀片與刀體之間的距離及采取相應(yīng)在的液氣沖刷措施得以較好的解決。

對(duì)于滾刀外形尺寸的選擇，總的趨勢(shì)是長(zhǎng)度都在往長(zhǎng)的方向發(fā)展（如格里森130H刀具的使用長(zhǎng)度就達(dá)250mm），但外徑卻因?yàn)闄C(jī)床、生產(chǎn)方式及刀具制作水平等在選擇上有所差異。*，刀具外徑較大，切削線速度可提高，也可制造出較多的槽數(shù)，有利于延長(zhǎng)刀具的壽命和提高加工精度。但相對(duì)于相同的刀速加工同樣的工件時(shí)，外徑較小的滾刀刀軸轉(zhuǎn)速提高了，這樣工作臺(tái)轉(zhuǎn)速相應(yīng)提高進(jìn)給加快生產(chǎn)效率就提高了。

另外，外徑較大的刀具的空切行程較大也會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降。因此，美國(guó)格里森的工藝方案是加長(zhǎng)刀具的長(zhǎng)度以延長(zhǎng)使用壽命，選用較小的適宜外徑并將滾刀盡可能做成多頭的，這樣以提高生產(chǎn)效率并做到保證加工精度。顯然，這種方案依賴于其的機(jī)床及精良的刀具制作水平。

根據(jù)我國(guó)目前的設(shè)備及刀具制作水平，加大刀具外徑對(duì)提升產(chǎn)品的水平也是比較現(xiàn)實(shí)的方案，但如何克服滾刀外徑加大空切行程加長(zhǎng)降低生產(chǎn)效率的問(wèn)題，我們提出了一種“滾刀*利用的綜合滾齒方法”并申報(bào)了相關(guān)。這種方法只要具備切向進(jìn)給的滾齒機(jī)均可實(shí)施，相對(duì)于傳統(tǒng)滾齒機(jī)現(xiàn)代數(shù)控滾齒機(jī)的切向進(jìn)給功能更容易實(shí)現(xiàn)。這種方法*消除了滾刀外徑因素的影響，滾刀得以*充分的利用，產(chǎn)品水平也可有較大提高。

綜合以上影響滾刀性能的三個(gè)方面，對(duì)于高速干切滾齒工藝來(lái)說(shuō)，我們認(rèn)為材料和涂層是決定性的因素 ，沒(méi)有穩(wěn)定的材料和涂層，在高速干切這樣嚴(yán)酷的切削條件下，滾刀精度很快就會(huì)喪失。從進(jìn)口的小模數(shù)硬質(zhì)合金滾刀使用情況來(lái)看，其制造精度應(yīng)是很穩(wěn)定的，但不同批次的刀具在相關(guān)條件相同的情況下有時(shí)表現(xiàn)差異很大，究其原因，還是材料和涂層原因引起。

在國(guó)內(nèi)，除了要解決材料和涂層問(wèn)題外，滾刀的制作水平也是制約高速干切工藝發(fā)展的一個(gè)問(wèn)題。相關(guān)制造廠家小而散，加工精度普遍比國(guó)外廠家低一、二個(gè)級(jí)別，制造裝備落后，而進(jìn)口設(shè)備價(jià)格昂貴，不是一般廠家所能承受。在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有形成集材料、涂層、滾刀制造及切削試驗(yàn)為一體的刀具制造商之前，解決的辦法只有加強(qiáng)各行業(yè)間的溝通和交流，謀求以供求關(guān)系向聯(lián)合方向發(fā)展，促進(jìn)高速干切刀具制造業(yè)的發(fā)展。