硬齿面精加工在加工精度和加工效率上取得了一些进步,出现了一些新的工艺方法。下面简单介绍下国内外硬齿面的滚齿、插齿、剃齿、珩齿以及磨齿的新工艺方法及装备。
近年来,各种硬齿面精加工在加工精度和加工效率上都取得了一些进展,同时还出现了一些新的硬齿面精加工方法。
1.硬齿面滚齿工艺
由于磨齿效率低、成本高,近年来,国外开始研究硬齿面滚齿工艺,采用硬质合金滚刀可以提高加工效率,目前在日本、德国等生产中已有应用。国内近年来也在积极研究硬齿面滚齿工艺,并取得了一些进展,一些工厂生产中已有应用。
国内一些厂家已采用硬齿面滚齿工艺代替粗磨齿,加工效率比锥面砂轮磨齿机约高5~6倍。硬齿面滚齿工艺要求滚齿机床刚度好、精度高,只有在切齿技术、刀具及机床等几个方面的正确配合下,使切齿过程达到较佳状态,硬齿面滚齿的精度才能达到7级。硬齿面滚齿存在的大问题是齿形精度较低,加工精度不稳定。其主要原因是:
1)用硬质合金滚刀来加工60HRC 左右的硬齿面,刀具与工件的硬度相差很小,滚刀易磨损,直接影响齿形精度;
2)由于滚齿是一种断续切削过程,滚齿过程伴随着强迫及自激振动、力和热的冲击,常常容易造成硬质合金滚刀崩刃;
3)由于硬质合金滚刀采用负前角,而切削厚度小,工件硬度又高,使得径向切削力很大。从工艺系统分析,滚齿机的刚度虽较强,但刀杆和心轴却是2个刚性薄弱环节,径向的变形对精度影响很大。
2.硬齿面插齿工艺
国外有的公司将硬质合金插齿刀顶刃磨出较大的负前角,使侧刃有较大的刃倾角,形成刮削加工,也取得了初步成果。不过,要想用硬齿合金插齿刀插制6级精度齿轮是非常困难的。除了存在和硬质合金滚刀、滚齿相类似的问题外,还存在着插齿速度无法增加到与硬质合金刀具相适应的佳切削速度,往复插齿运动造成振动、插齿机传动链精度不达标等许多问题,使之未能在生产实际中应用。
国内一些工厂在普通插齿工艺基础上,对硬齿面插齿工艺也作了一些研究。目前,可插制48HRC左右的中硬齿面7级精度齿轮,主要采取了以下措施:1)提高机床的刚度和精度,提高传动链精度;2)采用高精度插齿刀(AA 级插齿刀),严格控制刀具的安装偏心;3)提高齿坯和夹具的精度;4)选取合理的进给次数和加工进给量等。