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PCBN刀具车削齿轮的原理

与传统硬车削相比,主要优势是缩短加工节拍(大概在75%~90%之间)。
该工艺依靠很多关键因素:首先,为获得良好的表面粗糙度和最长的刀具寿命,刀片切削刃的质量非常重要。它也是提高切削速度和降低进给量所必须的。这减少了切削力,确保极佳的尺寸精度。为了维持尺寸精度,在切削的最后2~3转,刀片允许没有进给。为了避免切削刃廓形影响表面粗糙度,作了一个小的轴向移动。随着这些技术的应用和有一个良好的机床设置,获得一致性很高的表面粗糙度和零件精度是可行的。在齿轮车削中,插车已经被用于加工齿面和同步啮合锥面。已经用PCBN插车加工的最大长度是16mm。
修光刃技术
修光刃技术在硬质合金刀具中被尝试和试验。使用修光刃刀片的优势是在更高的进给量下的加工能力。实际上修光刃的原理就是在刀尖圆弧之后放置一个大圆弧或一系列大圆弧。由于接触区域更宽且缩小硬车削生成的表面粗糙度的波峰和波谷的比值,这使得刀片具有与大圆弧或圆刀片相同的效果。这也使得进给量增加后表面粗糙度不会变差。
随着刀具制造技术的进步,把这个原理用于PCBN刀片是可行的。把修光刃技术用于硬车削的好处有两个方面:首先是提高生产率,其二是缩短接触时间并提供更长的刀具寿命。在齿轮加工中,修光刃刀片通常被用于加工内孔。
PCBN修光刃技术方面最新的进展之一是Secomax CBN100 Crossbill™ 修光刃刀片的开发。这种独特的刀片把整体式PCBN和分左右手的修光刃设计的优势结合在一起。直到最近,整体式PCBN刀片上的修光刃设计使其朝向台阶加工的能力收到限制。这是由于一个切削刃上的修光刃设计与对边刀尖圆角的设计相反。CBN100 Crossbill™ 刀片的推出已经解决了这个问题。CBN100 Crossbill™ 既供应右手型式也供应左手型式的刀片。它能用于朝向台阶的轴向车削(充分利用修光刃技术),而且归因于这种设计,它还能加工出完美的圆弧。
应用高生产率技术
修光刃和插车工艺能被用于一系列不同的大批量生产应用领域。在齿轮车削中,插车和修光刃的结合通常是最佳的解决方案。
第一个关键的地方是加工同步啮合齿轮的锥面。对于加工这个表面,有三个选择:(1)传统车削;(2)插车;(3)修光刃技术。
传统车削是一种试切法,而且作为与插车和修光刃技术相比较的基准。在传统车削中,使用的切削速度和进给量分别为150~200m/min和0.1mm/r。
插车锥面时采用非标刀杆;刀片型号TNGN110304E;材质等级Secomax CBN100;Vc=300m/min,f=0.04mm/r,ap=0.15mm;无冷却液。

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