PCBN刀具车削齿轮的工艺革新

  硬车削是一种被接纳的精加工淬硬产品工件资料的加工加工工艺。与其他加工技术性对比，它具备软性、高效率和合理性好的特性。自打它发布之后，伴随着数控车床生产商帮助、PCBN新材料级别的研制和数控刀片生产制造方式的改善，硬车削持续得到明显的特性提升。

  传动系统零件是很容易开展硬车削的，而文中中的车辆同歩齿合传动齿轮应用不一样的数控刀片核心理念开展加工。该零件不一样加工的总数突显了应用的不一样核心理念的优点和局限。

  虽然多年前硬车削的选取是非常比较有限的，但将如文中所显示，现如今可选择的数目许多。因而，加工加工工艺应当紧紧围绕客户的要求，数控车床的技术性依据使用者的生产量开展设计方案，这也是十分关键的。

  图1 PCBN精加工车辆同歩齿合传动齿轮

  原材料淬软钢，强度HRC 60，车内孔、内孔和内螺纹

  刀片型号规格：TNGN110308S CBN100, 有冷冻液

  Vc=200m/min,f=0.014～0.04mm/rev，ap=0.15mm

  結果：23台数控磨床被4台CNC数控车床取代

  图2 高生产效率加工-插车

硬车削基本上技术性

  当提到硬车削基本上技术性时，参照标准是在规范的镗刀上应用规范的ISO刀片几何图形视角来加工淬硬零件，产生必须的零件廓型。典型性的硬车削零件见图1。加工全过程一般涉及到多种多样加工，如车里孔、车内孔、反车内孔和车削同歩齿合传动齿轮的球面。自打能一次夹装进行加工后，与切削对比，立即的益处是降低了因部位精密度偏差而损毁的零件。规格精密度和表面粗糙度可根据调节加工主要参数而获得达到。零件夹紧和数控车床可靠性也是有很重要的功效。自上世纪80时期末至今，这类技术性早已应用得特别取得成功，并且再次变成替代切削加工的基本。

高生产效率加工技术性

  针对全部发展趋势中的技术性，一旦基本要素早已被接纳，难以避免会发生改形的核心理念。就硬车削来讲，当今注重提升生产效率。很有意思的是，一种加工工艺是低走刀加工，大伙儿期待的另一种加工工艺是高走刀精加工技术性。

  图3 高生产效率加工-修光刃

  图4 Seco ** x CBN100 Cros ** ill™修光刃刀片

插车技术性

  插车(Plunging)本质上是应用非常一部分的钻削刃长短来转化成加工表层。这一核心理念并不是彻底新的，因为它早已被十分取得成功地用以插车汽车发动机气缸盖的高压闸阀。可是，伴随着全世界第一款且现阶段唯一的用以精加工的一体式PCBN材料级别CBN100的开发设计取得成功，插车的核心理念扩大到其他主要用途。一体式CBN100的合理性好出许多，例如一片三角形的刀片为插车给予六个钻削刃，这导致该商品针对插车加工和传统式车削技术性都十分理想化。

  与传统式硬车削对比，关键优点是减少加工节奏，大约在75到90%中间。图 2 表明插车的基本概念。

  该加工工艺借助许多主要因素：最先，为得到较好的表面粗糙度和最多的数控刀片使用寿命，刀片钻削刃的质地十分关键。它也是提升切削用量和减少切削速度所必需的。这降低了切削速度，保证极好的规格精密度。为了更好地保持规格精密度，在钻削的最终2到3转，刀片容许空走刀。为了更好地防止钻削刃廓型危害表面粗糙度，作了一个小的径向挪动。伴随着这种新技术的运用和有健康的数控车床配备，得到一致性很高的表面粗糙度和零件精密度是有效的。在传动齿轮车削中，插车早已被用以加工轴颈和同歩齿合球面。早已用PCBN插车加工的最大的长短是16 mm。

  图5 典型性的车辆同歩齿合传动齿轮零件

修光刃技术性

  修光刃技术性在硬质合金刀具数控刀片中早已开展许多的试着和实验。应用修光刃刀片的优点是在高些得切削速度下的加工工作能力。修光刃的基本原理如图所示3所显示。事实上修光刃的基本原理便是在尖刀弧形以后置放一个大弧形或好几个大弧形。因为触碰地区更宽且能变小硬车削转化成表层的波峰焊和拐点的比率，这促使刀片具备与大弧形或圆刀片同样的实际效果。这也促使切削速度提升后表面粗糙度不容易下降。

  伴随着数控刀片生产技术的发展，把这个基本原理用以PCBN刀片是有效的。把修光刃技术性用以硬车削的益处有两个层面：最先是提升生产效率，其二是减少触碰時间并带来更长的数控刀片使用寿命。在传动齿轮加工中，修光刃刀片一般被用以加工内螺纹。

  PCBN修光刃技术性层面全新的进度之一是 Seco ** x CBN100 Cros ** ill™修光刃刀片的开发设计(图4)。这类与众不同的刀片把一体式 PCBN 和分左手和右手的修光刃设计方案的优点融合在一起。直至近期，一体式 PCBN 刀片上的修光刃设计方案使其房屋朝向阶梯加工的工作能力接到限定。这也是因为一个钻削刃上的修光刃设计方案与对边尖刀圆弧的设计方案反过来。CBN100 Cros ** ill™刀片的发布早已解决了这个问题，它既供货左手形式也供货右手形式的刀片。它能用以房屋朝向阶梯的径向车削(灵活运用修光刃技术性)，并且归功于这类设计方案，它还能加工出极致的弧形。

运用高生产效率技术性

  修光刃和插车加工工艺能被用以一系列不一样的批量生产主要用途。在传动齿轮车削中，插车和修光刃的融合一般是最好的解决方法。包含大小精密度和表面粗糙度等技术标准的典型性同歩齿合传动齿轮见图 5 所显示。

  第一个重要的地点是同歩齿合传动齿轮的球面。针对加工这一表层，有三个挑选：(i)传统式车削，(ii)插车，(iii)修光刃技术性。

  传统式车削是一种刀具半径补偿法，并且做为与插车和修光刃技术性相非常的标准。在传统式车削中，应用的切削用量和切削速度各自为150-200 m/min和0.1mm/rev 。插车应用的主要参数：Vc=300m/min, f=0.04mm/rev 。如前所述，取得成功的插车借助提升切削用量和减少切削速度。

  应用的刀片是一种具备负角槽型的一体式Seco ** x CBN100三角形刀片，每一个刀片给予六个钻削刃。在插车加工中，数控刀片的部位精密度是非常重要的，因为它将被 ** 到产品工件上。在加工球面时，必须应用尤其‘订制’的镗刀来给予6.5°的光洁度，光洁度的最后调节都要在数控车床上进行。

  插车的关键益处取决于减少了加工节奏。插车的切削速度为0.04mm/rev 、钻削深层在4转再加上很小的空走刀，总共触碰時间0.04秒内进行，而传统式车削必须4.96秒，差别超出100倍。

  图6 表面粗糙度結果-球面

  除开加工节奏提升以外，插车也有其他益处。图6表明尖刀弧形半经对表面粗糙度的整体危害。如期待的那般，尖刀弧形半经越大，表面粗糙度越好。让人喜爱的是，与传统式加工对比，插车一般造成好很多的表面粗糙度。

  已加工表层内应力的剖析也早已表明插车具备的确的益处，在于很多要素，例如钻削刃情况、加工主要参数等。已加工零件的全部表层处在压地应力情况是有效的。针对承担载荷的零件，这不过是让人喜欢的。插车的表层还去除与螺旋式表层有关的危害表面粗糙度的难题，传统式车削转化成螺旋式的数控刀片运动轨迹。

  除开加工节奏提升以外，插车也有其他益处。图6表明尖刀弧形半经对表面粗糙度的整体危害。如期待的那般，尖刀弧形半经越大，表面粗糙度越好。让人喜爱的是，与传统式加工对比，插车一般造成好很多的表面粗糙度。

  在球面上应用修光刃技术性是当与传统式车削对比必须减少加工节奏时的一种挑选；可是这将规定把刀片调节到与光洁度一致以保证修光刃实际效果的实效性。

  传动齿轮的内孔加工应用传统式刀片和修光刃刀片都能够。恰好是内螺纹直径的缘故，促使插车不可以变成一个行得通的计划方案。应用修光刃刀片的关键作用是提升容量的切除率而不危害零件的表面粗糙度。在较低的切削速度下应用修光刃刀片非常少或沒有优点，借助修光刃的设计方案，切削速度比得上传统式车削高三倍，它有二种潜在性的优点。最先是减少加工节奏，次之，越来越少的了解時间给予潜在性的更长的数控刀片使用寿命。

  应用修光刃基本原理的一个随机应变是应用尖刀弧形半经更高的刀片，如圆刀片。而这类随机应变针对埋孔或通行无阻的内孔车削是可接收的，加工时遇到阶梯是不可以的，限定了它的运用。应用修光刃或是圆刀片都具备很大的触碰总面积，的确提升钻削时的工作压力，但因为硬车削的切削速度较低，这一般不发生达不上规格精密度的难题。

  一般，最终加工的是前面面和/或后内孔。全部三种选择项全是行得通的，并且自然由于总面积小，加工节奏在全部状况下都较低(图7)，但是依然存有根据运用插车技术性来降到最低钻削時间的机遇。

  图7 车削同歩齿合传动齿轮内孔的加工時间

结果

  伴随着业内十分注重根据减少加工节奏来提升生产效率，文中探讨 的二种加工新技术应用都做出了至关重要的奉献。尽管二种技术性都是有一些限定，但早已证实当零件几何图形视角容许应用插车和修光刃技术性时，加工节奏大大提高并因而提升生产效率。