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滚齿机发展趋势-干式滚齿

时间:2022-03-02来源:

导语:近年来,许多公司为了ISO14000认证来适应国际环境标准,在各国环境安全得到越来越多的重视,因此,无油烟加工技术的需求越来越迫在眉睫。

  近年来,许多公司为了ISO14000认证来适应国际环境标准,在各国环境安全得到越来越多的重视,因此,无油烟加工技术的需求越来越迫在眉睫。滚齿机作为使用最广泛的齿轮加工机床,占用整个齿轮加工机床的45%左右,其在加工产生的油烟环境污染也特别突出。随着科学的进步和技术的发展,新型刀具材料和涂层材料的出现,特别是大功率直驱高速主轴和其它新型技术的应用。干切滚齿技术已经得到应用并且成熟。它不但改善环境,而且大大提高了加工效率,降低了成本,目前,干切滚齿技术已经逐渐代替传统的湿切滚齿。

  湿式滚齿的冷却液不但产生废油而且产生废气污染环境。干切滚齿不但可以解决这个问题,而且提升加工效率,进而降低单件零件成本。使用粉末冶金高速钢滚刀时,干切滚齿的线速度可以达到湿式滚齿的1.5到2倍,根据工件切削性能和模数的不同可以达到130到280米/分钟.下面是加工一个汽车齿轮的事例:

  齿轮参数:模数1.8齿数49,螺旋角28.353度

  滚刀参数: 外径75mm,长度:200mm

  加工时间及刀具寿命:

  下面是成本对比:

  以上可以看出, 干切滚齿首先不需要冷却液,不需添加冷却液, 可以省去冷却液成本,而湿切加工过程中零件会带走部分切削液,不需冷却泵或油过滤装置.其次,不需要去除油雾,没有健康危害。再次,零件清洁,省去清洗或烘干零件的费用,无环境污染.最后,提高了加工效率近25%,降低约15%的成本.

  但是,干切滚齿对机床、刀具和毛坯有一定的技术要求。

  对于滚齿机床要求.由于切削速度的提高,要求机床滚刀头架具有较大的主轴功率来满足这一要求.另外,只有直驱电主轴才能满足这个高速度,普通的齿轮传动主轴满足不了,更不用说蜗杆蜗轮副传动.这样的高速还要求主轴的动平衡需很高的精度,否则会加快刀具的磨损而减低寿命,甚至造成刀具的烧伤.滚刀由于没有冷却液的冷却和润滑,需要另外的介质实现这一功能,那就是压缩空气通过喷嘴完成.它不仅通过动力空气学通过高压冷却滚刀,而且把滚刀上产生的铁屑和粉尘吹扫干净而达到润滑的效果.由于干式切削产生的约80%热量由铁屑吸收,所以铁屑会产生非产高的温,必须保证不接触到床身而使床身变形,这需要增加一个易于铁屑迅速排出的内防护罩系统,然后用排屑器排除.由于铁屑粉尘充满加工区域,还需要粉尘收集系统排除粉尘,各个运动部件和关键部位都需要防护装置.

  对于滚刀刀具的要求.十年前,干式滚齿的刀具还仅仅局限于硬质合金滚刀,但是价格是普通滚刀3-5倍,性价比不高.随着REX76或ASP80和ASP60材料的广泛应用,高速的刀具材料为干切打下了基础.特别是涂层材料 Alcronite 或Alnite的出现,这种涂层能够最大承受1100摄氏度的高温,在800摄氏度还能保持硬度,所以得到了广泛的应用. 新型耐高温刀具材料的不断出现,如陶瓷、金属陶瓷、氮化硅陶瓷、PCBN、PCD等刀具材料,为高速干式切削提供了广阔的空间,为提高切削效率也提供了基础.

  干式滚齿切削工艺对齿坯的要求:

  对于齿坯的要求.由于干式切削产生的约80%热量由铁屑吸收,所以会产生非产高的温度,如果毛坯带有油或水,那么会使油迅速稠化,会黏附在刀具上,刀具高速的旋转,部分会被高速甩在加工区域,难于清理.黏附在刀具上的稠化油会降低刀具的散热,降低刀具的使用寿命.所以建议前道工序采用干式加工.如果采用湿式加工,建议增加清洗工序,清洗剂中尽量不含油品,一定保证清洗后毛坯无油无水,如果不能完全去除油水,需要人工擦除干净.

  对加工工艺要求.适合热前全部采用干式加工,干车-干滚-热处理,对于需要剃齿的产品,目前大多仍采用湿切。原因是剃齿必须采用冷却油进行冷却润滑,为湿切加工,无法节省清洗工序。

  干式滚齿后工件尺寸的检查.在滚切过程中,大约15%-20%的热量被工件吸收,所以,根据尺寸和切削状况不同工件会升高到30-50摄氏度,由于温度升高,工件径向膨胀,所以滚刀切入工件的深度相对会大一些,根据工件不同,温度下降后,公法线尺寸会减小2至20 微米,同时,螺旋角会稍微变小。这些可以很容易通过机床预先补偿得意修正。由于干滚后工件的温度较高,如果立即检测跨棒距,读数将不准确,建议通过物理方法快速对工件进行冷却后再进行测量。也可以在操作者积累一定经验后,直接热态检测,通过温度换算系数补偿,确定实际工件尺寸。

  另外,在干切加工中,夹具工件定位面的清洁比湿切相对困难,需要夹具的设计充分考虑空气清洁问题。

  综上所述,干式切削除了节约冷却液损耗的成本外,还会提高机床的使用效率,从而节约机床成本,当然,干切的刀具使用寿命有所降低,综合来考虑,干切有一定的优势,特别耐高温涂层材料的使用,提高了干切切削的刀具寿命.另外,人们也对环保的要求越来越高, 安全无污染的干切削工艺已在许多企业生产中逐渐应用并推广, 滚齿加工向着干式滚齿发展.

标签: 滚齿机

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