渐开线蜗杆刀具-非标刀具定做-蜗杆刀

在德国刀具制作商Horn公司每两年举办一次的“技术开放日”上，媒体记者获邀参观了该公司坐落德国图宾根市的硬质合金刀片毛坯生产线，亲眼见证了用包含多种不同成分的混合粉料生产可转位刀片的全进程。

Horn公司生产的各种刀具产品（如铣刀、车刀、拉刀、铰刀等）广泛采用了可转位刀片。图1中的旋转展台展示了该公司蕞新开发的一些立异产品，包含圆柄和削柄25A端面切槽体系、用于S100内冷却车削刀片的新式刀夹等。

图1

Horn公司在世界各地的刀具生产厂都能够对烧结而成的刀片进行刃磨成形加工，但一切的刀片毛坯都来自坐落图宾根的Horn

Hartstoffe硬质合金生产厂。制坯工艺的地一步是将不同配比的碳化物、结合剂资料（如钴和钽）以及后续加工所需的添加剂经精密称量后制成混合粉料（图2）。在冶金实验室对质料进行的检验检测后，对其进行搅拌混合，直至达到所要求的浓度，然后送至下一道工序，用三种成型办法（轴向压制成型、挤出成型或打针成型）之一进行毛坯成型加工。

图2

如果刀片的形状比较简单，一般可采用如图3所示的电动轴向压坯机压制成型。这种常用的刀片压制办法是将粉料放入模具之中，经过单向或双向加压，压制出终究形状。虽然该办法比其他成型办法更简洁（如在烧结前无需参加添加剂），但却不适合压制较杂乱的刀片形状，因为刀片脱模或许比较困难（或许完全无法脱模）。Horn公司这台压坯机采用了机器人自动装料/卸件设备（见压坯机左侧）。

图3

形状较杂乱的刀片一般是在如图4所示的活塞式挤出成型机上成型。该机推挤原资料经过一个模具而取得所需的形状。值得注意的是，利用浮动芯轴销，能够在刀片毛坯内部构成内冷却通道。在挤出成型机下部能够看到，构成的生坯呈长条状，还需要将其切成所需长度，经过清洁后再送去进行预烧结和烧结。

图4

用于挤出成型的粉料中含有各种蜡和其他添加剂，这些添加剂可使加工出的刀片生坯具有延展性并呈橡胶状（见图5），这些长条形生坯还要切成所需尺度，并在后续工序中成型。随后，这些添加剂将在预烧结工序中予以去除。

图5

Horn公司还开发了一种用于大批量生产杂乱形状刀片毛坯的金属打针成型工艺（图6所示为两个装在流道上的刀片的3D设计图）。该工艺所用的打针成型机能够设置超过5000种不同的工艺参数和变量。注入资料的体积范围为0.2－20 cm3，打针速度为6m/sec，蜗杆刀，打针压力蕞大可达2，车蜗杆刀具角度，200bar，模具重量范围为150－200kg。

图6

与打针成型机、压坯机和挤出成型机相邻的工区（见图7）专门担任为硬质合金刀片生产线制作东西和夹具。为此，Horn公司装备了电火花加工机床、车床、三轴和五轴铣床、平面磨床和坐标磨床等机床，以及微喷砂体系、激光测量仪和三坐标测量机等设备。

图7

用挤出成型机或打针成型机成型的刀片生坯经过清洁后，还必须进行预烧结。这道工序耗时2－4天，生坯要在氢气氛炉中逐步加热到850℃左右，使其中的各种添加剂受热挥发，并使生坯预固化。刀片毛坯经过预烧结后，即可进入烧结阶段（用轴向压坯机成型的毛坯无需预烧结，可直接进行烧结）。经过在1，350℃－1，550℃的高温文可达100bar的气体压力下进行烧结，刀片资料即可取得其终究的物理性能。在烧结进程中，资料部分呈液相状况，碳化物以相同的方法重新排列，构成无孔隙的同质结构。此外，烧结后刀片的体积大约会比烧结前缩小20％－22％（见图8）。整个烧结进程大约需要持续20小时才干完结。

图8

经过一系列计量室测试和质量控制程序（包含扫描电镜检测、维氏硬度检测、密度检测、磁饱和度检测等）之后，各批制品刀片毛坯将从硬质合金工厂运送到同样坐落Horn工业园区的刀具生产厂，并在那里的专用磨床（见图9）上刃磨出刀片的终究形状。DMG/森精机公司专门为Horn公司提供的铣床渠道也能够满意其刀具刃磨的特定需求。Horn刀具生产厂的加工机床总数超过200台，这些机床均按所加工的刀片类型分组。

图9

图10所示为Horn公司员工将刃磨好的刀片置于夹具上，准备对其进行清洁和喷砂处理。处理完毕后，再将这些夹具移至涂层炉中（Horn公司共有8台涂层炉）进行PVD或CVD涂层。完结涂层工序后，制品刀片就能够包装发货了。

图10

图11所示为Horn公司生产夹持刀片的刀体和刀夹的加工车间。

图11

Horn公司从事各种刀片生产任务的许多员工都曾参加过企业自己的学徒训练计划。图12中正在操作五轴加工中心的学徒已处于训练的高及阶段。在参与手动和数控加工之前，学徒们先要学习一些基本技能（如整理文档）。

1. 进给量 进给量的巨细和走刀次数，对螺纹的加工质量和切削功率有决定性影响。

在螺纹加工过程中，为了取得蕞佳刀具寿数，工件直径不得超越螺纹外径的0.14mm，进给量应防止小于0.05mm/r。加工办法一般采用进给量递减的办法，终一刀走刀可所以不进刀的空走刀，以消除切削过程中的弹性变形影响。实践进给量的巨细和走刀次数应通过实验或根据实践情况而定，也可参照不同刀具厂商供给的切削参数进行选用。

2．进给办法选择 螺纹车削共有三种进刀办法：径向、侧向和替换式。在实践运用中，工件资料、刀片槽形和螺距决定了进刀办法的选择。

（1）径向进刀：常运用的进刀办法，切屑成形柔和、刀片磨损均匀，适用于小螺距螺纹。加工大螺距螺纹时，切屑操控不良，振动较大。是加工硬化资料（如不锈钢等）的手选。

（2）侧向进刀：该进刀办法可将切屑引向一个方向，能够较好地操控切屑。适用于切削大螺距螺纹和易发作排屑问题的内螺纹的加工。为了防止因后边缘摩擦而导致表面质量差或后刀面过度磨损，进刀角应比螺纹角小1°～5°。侧向进刀的轴向进刀量可简略地按0.5×径向进刀量计算。

（3）替换式进刀：首要用于切削大牙形。这种办法刀具磨损均匀，刀具寿数长。

跟着近几年齿轮加工技能的开展，齿轮资料、齿轮刀具制作和磨齿砂轮的工艺的改进、齿轮机床在精加工齿轮的精度及加工功率方面都有了很大的进步，速度之快出乎幻想。

跟着近几年齿轮加工技能的开展，齿轮资料、齿轮刀具制作和磨齿砂轮的工艺的改进、齿轮机床在精加工齿轮的精度及加工功率方面都有了很大的进步，速度之快出乎幻想。而且齿轮制作的开展方向不仅涉及成熟的欧美市场，还包括以我国为代表的快速开展市场。

传统高速钢滚刀及湿切技能还能走多远？

硬质合金滚刀和干切加工的推进作用众所周知。关于齿轮流水线大批量出产，高速钢滚刀能否被硬质合金滚刀取替?干切是否已成为滚齿加工的必由之路，仍是依然会走湿切之路?

硬质合金滚刀尽管特别适用于滚削轿车用齿轮。但是，硬质合金滚刀在欧洲的运用程度依然不高，这是因为跟着新式的高速钢资料及刀具涂层技能的开展，硬质合金滚刀与高速钢滚刀在滚齿时刻上的距离可被控制在15%左右；硬质合金滚刀价格较高，若齿轮工件数量缺乏够多，运用硬质合金滚刀的本钱会很高；再者，运用硬质合金滚刀时要特别当心，而且滚切参数和相应滚齿程序要编制得很详尽，只要现代滚齿机才干运用硬质合金滚刀正确滚齿，而若要更新滚齿设备，则需求巨大的***。就 Samputensili而言，每年约出产25000把滚刀，其中硬质合金类只占3%左右。这就是说，硬质合金滚刀每年的出产量多为750把。

齿轮干切加工则是另外一回事。因为环保要求及处理冷却废液的费用很高，欧洲、美国和日本的用户在挑选时一般会考虑干切滚齿；而在我国、印度等开展我***，控制污染尽管也是一个火急的要求，但需求时刻。一旦社会对污染问题的控制日益严厉后，齿轮干切加工也将会敏捷开展起来。

哪一种齿轮精加工更流行

关于齿轮精加工，剃齿和磨齿之间，哪一种齿轮精加工更流行呢?

这首先要把一种职业与另一种职业区分开来。比方说，渐开线蜗杆刀具，轿车工业运用的齿轮绝大多数还依托剃齿进行加工。有些企业也会对后端传动装置齿轮进行磨削加工，这只是是为了消除环形圆柱齿轮上发生的任何变形。

上述提到的齿轮加工时刻削减，首要归功于新式齿轮刀具、现代齿轮机床的开展及由此带来的精加工余量大幅削减和磨前齿轮质量的进步。另外，蜗杆刀具宽度，与磨齿机比较，现代数控剃齿机常是价半功倍，可获得热处理前的齿轮等级(高达DIN5-6等级)；而且与齿轮螺纹磨床磨削比较，加工周期也较短。

关于轿车工业的齿轮，尤其是那些用在主动变速器的小齿轮，咱们可以将剃齿加工后热处理形成的变形控制在几个微米；另外，经过齿形和齿向的批改有助于补偿变形。因为现代剃刀刃磨机的出现，如Samputensili公司所产生的S400GS，齿形、齿向两个参数可快速简略修形；批量出产的时分，剃齿加工比磨削的优点多许多，比较较而言，剃齿既能保证质量，价格又合理。

Samputensili 是齿轮机械职业名列前茅的公司之一，近年来其制作的剃刀还没显示出缓慢增产的征兆。与此同时，齿轮磨削机床出产数量也在不断上升。齿轮加工工艺的飞速开展，齿轮机床所的操作快速，齿轮磨轮也有了敏捷开展。这首要表现在陶瓷磨具、CBN砂轮、电镀磨轮等方面。用上述磨具来进行齿轮磨削加工，使加工周期缩短。

正因为加工周期逐步缩小，齿轮磨削加工的本钱也随之大幅降低。需求指出的是，有些工业对齿轮质量的要求很高，有的工业需求实现特别的齿形，所以必须经过磨削来完成。例如，重货车工业、航空工程以及用于发电、变电的减速器工业，都依托磨削去做齿轮精加工。在这些大功率工业中，齿轮磨削已处于决对优势。

齿轮批量出产的新技能

齿轮的质量要求越来越高，变速噪音要求越来越低。要到达质量、噪音的两层目标，这就要求进行精度更高的齿轮加工，实现极为复杂的齿轮齿向和齿形，意图是把变速传动的误差降到蕞小。这意味着，在今后一个时期内，磨削依然是齿轮成批出产的首要办法，齿轮磨削这项加工工艺或许会愈加广泛运用。但要特别注意齿轮加工的单位本钱。至今，本钱低、收效大的剃齿带来的优点是很明显的。磨削在齿轮精加工中取得圆满成功时，剃齿才或许大规模地被它替代。总归，不管挑选哪一种齿轮加工办法，都要多注意实际运用情况。

鉴于滚齿加工现在取得了相当大的开展，很有或许滚齿后所获的也不再需求进行剃齿。齿轮烧结技能的进一步开展对齿轮制作也做出较大的贡献，但是此办法现在正在处于萌芽状况，很难经确预测未来开展趋势。

正如上面所说，尽管齿轮加工技能开展变化很大，但是齿轮的单位加工本钱肯定不会改动。在大批量流水出产线上，齿轮加工结构调整应该以这个参数为导向。新工艺的开展关于质量、精度的进步大有裨益。跟着齿轮产品技能的精细化，对这两个关键要素的要求越来越严厉。尽管满意这么高的要求非常难，咱们也必须要追求高规范。但是，光着眼于高指标还不够，咱们更要重视的是到达价廉物美的规范，不然再好的齿轮新工艺、新功能也不会遭到市场的欢迎，齿轮技能开展水平也不会进而改进。在技能含量高的职业上，应该同时并存工艺精密和价格合理的趋势。

齿轮是工业出产中的重要根底零件，其加工技师和加工能力反映一个***的工业水平。实现齿轮加工数控倾和主动化、加工和检测的一体化是现在齿轮加工的开展趋势。而且，齿轮被广泛地运用于机械设备的传动体系中，滚齿是运用广的切齿办法，传统的机械滚齿机床机械结构非常复杂，一台主电机不仅要驱动展成分度传动链，还要驱动差动和进给传动链，各传动链中的每一个传动元件自身的加工误差都会影响被加工齿轮的加工精度，同时为加工不同齿轮，还需求更换各种挂轮调整起来复杂费时，大大降低了劳动出产率。

以国外数控体系为干流的数控滚齿机的出现，大大进步了齿轮加工能力和加工功率。我国现在真正能够出产数控滚齿机的厂家较少，且运用的多是德国西门子数控体系，加工中模数齿轮，没有自主产权的核心技能，缺少国际竞争力。在这样的布景下，海德盟数控专心于滚齿机体系的研发，为齿轮加工职业规划出***的解决方案，真正的做到了让我国人用上自己高挡数控体系!