齿轮加工出新难题,CBN刀具助力行业渡难关
发布时间:2024-09-19
摘要: 随着现代工业技术的持续革新,对零件的质量与性能要求越发严格。齿轮作为现代机械传动的重要构成部分,其加工所需的强度、韧性以及抗疲劳性要求也日益提高。为了让齿轮在使...

随着现代工业技术的持续革新,对零件的质量与性能要求越发严格。齿轮作为现代机械传动的重要构成部分,其加工所需的强度、韧性以及抗疲劳性要求也日益提高。

为了让齿轮在使用过程中具备更高的硬度、耐磨性和抗疲劳性,加工时通常会运用热处理工艺来优化齿轮零件的使用性能,一般需历经下料 - 锻造 - 正火 - 机械加工 - 渗碳 - 淬火 - 粗加工 - 磨削等工艺才能完成加工。

齿轮加工出新难题,CBN刀具助力行业渡难关(图1)

齿轮加工

一、齿轮加工难点

一般齿轮大多采用 20CrMnTi、20CrMn 等钢材,这些钢材本身硬度较高,普通刀具难以进行加工,而且对刀具的磨损程度较为严重。

齿轮经过表面热处理后,其加工精度会有所降低,容易出现变形和偏差,难以满足齿轮高精度的要求。

采用磨削工艺加工齿轮时,会产生磨削烧伤的情况,这不仅增加了齿轮的生产成本,还导致加工效率低下。

加工齿轮时会出现间断切削的情况,在高速车削时会对刀具产生很大的冲击力,从而加剧刀具的磨损,甚至可能导致刀具崩刃。

二、齿轮加工刀具的选择
经过热处理后的齿轮需要进行精加工,这样才能保证符合图纸要求的尺寸和精度,所以选择合适的刀具对齿轮加工至关重要。合适的加工刀具不仅能够确保齿轮零件的加工质量,还能提高加工效率、节省加工成本。

目前,可供选择的用于热后精加工齿轮的刀具有硬质合金刀具、陶瓷刀具和 CBN 刀具(立方氮化硼刀具)等。对于热后硬度在 45HRC 以下的齿轮,可以选择硬质合金刀具;但要是加工高硬度齿轮,可能会出现刀具剧烈磨损或者加工不动的情况,此时选择 CBN 刀具则更为适宜。

三、CBN 刀具加工齿轮案例
CBN 刀具具有极高的硬度和耐热性,即使在 1000℃的高温环境下,也能保持常温下的硬度。所以在使用时,它能够以比硬质合金刀具高几倍的切削速度来切削齿轮,其耐用度也是硬质合金刀具的几倍到几十倍。

此外,使用 CBN 刀具可以用 “车” 代替 “磨”,以车削代替原来的磨削工艺,这样在提高加工效率的同时,还避免了大余量磨削产生的烧伤问题,降低了齿轮零件的加工成本。

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