一种用于加工大模数齿轮的可转位铣刀

作者：陈小杰 刘艳丽 张国福

欢迎访问e展厅 展厅 4 铰刀/拉刀/切齿刀具展厅 铰刀, 拉刀, 滚刀, 插齿刀, ... 近几年来，我国的机械制造业发展迅猛，大模数齿轮作为重型机械传动的主要核心部件，已成为重型机械设备的重要组成部分。以往粗加工该类齿轮通常是用指状铣刀铣削或用滚刀滚削等方法完成；但是当加工中硬齿面或硬齿面齿轮时，这几种加工方法刀具磨损快，加工效率低，不能满足用户日益增长的要求，所以提高它的加工效率一直是行业关注的焦点，可以说如何大幅度提高生产效率已成为燃眉之急。 问题的提出 国内一些企业为了提高生产效率，改变齿轮粗加工工艺，进口高速滚铣两用机床或改造滚齿机，采用盘型可转位铣刀，一次完成粗加工，从而提高生产效率。这种齿轮加工工艺的实施，加工时对刀具产生很大的切削负荷，要求刀具能承受大的切削抗力。使用国外进口刀具，每把铣刀价格较高，花费大量外汇，因此用户提出了该类铣刀的国产化要求，在满足加工效率的同时，为用户减少刀具费用，降低制造成本。 主要特点 可转位大模数齿轮粗铣刀(如图1)的结构采用立装刀片结构型式，刀片为切向安装，切削力方向硬质合金截面大，抗压力强度高，因而可进行大切深、大走刀量。刀片采用切削力夹紧，随着切削力的增大，夹紧力增大，省去了夹紧元件，增加了铣刀的有效排屑空间。顶刃采用适宜的刀片，完成顶刃全型线的完整搭接，且厚度为7.9mm，能够承受大的切削抗力；侧刃刀片开前角，切削轻快，又可减少由于切削热而产生的工件表面硬化皮，保证工件在后续工序中易被加工。由于顶刃加工状态比较恶劣，刀片易磨损，将顶刃有效齿数增加为侧刃刀片有效齿数的2倍，既可以满足加工要求，又可提高效率。加大铣刀的排屑槽，增加容屑空间，保证排屑顺畅。该铣刀为齿轮粗加工使用，给后续加工留余量约1.5～2mm，余量均匀。 该类铣刀一般采用的切削参数(采用国产非涂层刀片)为：线速度100m/min左右；进给量0.2~0.5mm/有效齿，视切深大小可一刀或分两三刀加工完成，采用涂层刀片线速度还可提高，切削效率可以达到滚刀的5倍以上、指状铣刀的20倍以上，属于高效粗加工铣削刀具。 应用 目前，使用该类齿轮铣刀的机床通常为进口高速滚铣两用机床或改造滚齿机，国内以滚齿机居多。 在高速滚铣两用机床上应用该类铣刀，机床转速高、刚性好，铣刀可以采用较好的切削参数。在某厂进行切削试验，被加工工件模数为12mm，铣刀直径420mm，线速度100m/min，进给量0.2mm/有效齿，一刀切，切削平稳，效率大大提高，加工后的工件表面粗糙度也很好。 在滚齿机床上应用该类铣刀，由于滚齿机转速受限，一般为40r/min左右，所以，铣刀线速度也受到限制。在某厂进行切削试验，被加工工件模数为30mm，铣刀直径400mm，线速度50m/min；进给量0.2mm/有效齿，分两刀切，切削效率是未使用该铣刀的5倍以上，当采用一刀切时，也能完成，但振动较大。 注意事项 铣刀刚开始切入工件时，参加切削的齿数较少，会有轻微振动，属正常现象。随着参加切削的齿数增多，切削会趋于平稳。 当机床的刚性较弱时，采用该类齿轮铣刀直接铣削也容易产生振动，可采用一把适宜的可转位槽铣刀粗开齿槽，再用该类齿轮铣刀铣出齿型，但加工效率不会受到太大影响。 当刀片有轻微崩刃时不必急于转位，当切削时有火花产生或工件表面粗糙度不好时转位即可。 结论 该类齿轮铣刀的应用，解决了大模数齿轮粗加工的一个难题，不仅铣削效率大大提高，而且加工精度完全满足了用户的要求，用户对铣刀性能均给予了充分肯定。 哈尔滨第一工具制造有限公司数控刀具厂 陈小杰 刘艳丽 张国福(end)

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