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精加工齿轮专用刀片—立方氮化硼刀片 浏览:
文章来源:中国刀具信息网  添加人:郑州华菱CBN   添加时间:2019-05-21

中国齿轮工业在“十五”期间得到了快速发展:2005年齿轮行业的年产值由2000年的240亿元增加到683亿元,年复合增长率23.27%,已成为中国机械基础件中规模最大的行业。

    齿轮作为工业设备中重要的基础部件, 大部分机械成套设备的传动都是依靠齿轮。齿轮行业基本上由车辆齿轮、工业齿轮和齿轮装备等三部分组成。车辆齿轮产品包括车辆齿轮和车辆变速总成,应用的领域包括各类汽车、摩托车、工程机械、农机和军用车辆等。工业齿轮产品包括工业通用、专用、重载齿轮传动产品,应用的领域包括船用、矿山、冶金、航空、电力等;齿轮装备制造业包括齿轮机床、刀具、量具、试验设备、齿轮润滑和密封等,在整个齿轮行业的占比较低。其中车辆齿轮就占整个齿轮行业的60%

1齿轮的材料

145钢(碳素结构钢)  

    45钢是中碳钢的代表,含碳量为0.45%,齿轮行业中因为进货比较容易,也比较常见,正齿轮、斜齿齿轮、齿条、齿锥齿轮、蜗杆等各种齿轮多使用该材料

242CrMo(铬钼合金钢)

含碳量0.4%,成分中含有铬、钼等微量金属元素的中碳合金钢。比45钢的强度高,通过调制或高频淬火处理可提高硬度。用来制造不同齿轮。如机车牵引用的大齿轮、增压器传动齿轮、压力容器齿轮、后轴、受载荷极大的连杆及弹簧夹,也可用于 2000m以下石油深井钻杆接头与打捞工具,并且可以用于折弯机的模具等

320CrMnTi(铬钼合金钢)

低碳合金钢代表材料,一般经过渗碳淬火处理后使用。材料热处理后的强度高于45钢及42CrMo。热处理后表面硬度在HRC55-62度左右。常在汽车齿轮中使用。

4303不锈钢

主要用在食品机械等需要避免生锈的机械中。

2齿轮的加工工艺

材料(棒料、锻造毛坯)—棒材截断下料成粗坯—数控车床切削粗坯加工出齿轮外形成齿坯—切齿、滚齿加工—齿轮基本成型—去除毛刺、倒棱—齿轮热处理(淬火、调质)工艺根据材料而定—硬车削或磨削

3、齿轮加工刀具的种类

4齿轮加工刀具的选择

针对热处理前的齿轮,一般选择硬质合金刀具即可,齿形则根据客户需求选择不同刀具,如滚刀,插齿刀,弧齿伞形齿轮刀具或蜗杆铣刀,针对热处理后的齿轮端面、内孔,外圆等则选择立方氮化硼刀片,可实现以车代磨。

所谓的以车代磨,是指用车削的工艺方法代替磨削成为热处理后高硬度齿轮的最终加工或精加工。热处理(淬火)后的齿轮硬度一般在HRC50以上,而且部分齿轮存在断续切削,对于齿轮端面、内孔常用刀具材质为立方氮化硼(CBN),可大幅提高生产效率,并轻松获得Ra0.8的表面光洁度。

5、精加工齿轮的立方氮化硼片材质

刀具材质

结合剂

CBN含量

粒度

硬度

BN-S20

TIN

76

4-6

2900-3100

BN-S200

TIN

60

2-4

2800-3000

BN-H11

TIN

70

2-4

2800-3000

BN-H20

TIC

80

2-4

3100-3300

BN-H05

TIN

45

≤1

2700-2800

BN-H10

TIN

50

≤1

2700-2800

BN-H21

AL,TINC

60

1-2

2600-2800

BN-H05 C25

TIN

45

≤1

2700-2800

BN-H10 C25

TIN

50

≤1

2700-2800

BN-H21 C25

AL,TINC

60

1-2

2600-2800

6、精加工齿轮时根据不同工况选择不同材质的立方氮化硼刀片

特性方向

刀具材质

承受吃刀深度

推荐切削状态

韧性(粗加工)

 

硬度(精加工)

BN-S20

1-10mm

断续-连续

BN-H20

≤1mm

中等断续

BN-S200

≤1mm

连续切削

BN-H11

≤1mm

连续切削

热后硬车齿轮

的精加工

BN-H05

≤0.2mm

连续切削

BN-H10

≤0.5mm

连续-中断续

BN-H21

≤0.5mm

中断续—强断续

BN-H05 C25(涂层CBN刀片)

≤0.2mm

连续切削

BN-H10 C25(涂层CBN刀片)

≤0.5mm

连续-中断续

BN-H21 C25(涂层CBN刀片)

≤0.5mm

中断续—强断续

7、立方氮化硼刀片精加工齿轮的案例

1)立方氮化硼刀片连续切削齿轮

 

加工工况:连续切削

  齿轮材料:20CrMnTiHRC58-62

  选用刀片:BN-H05 CNGA120408  

  切削参数:ap=0.1mmFr=0.1mm/rVc=180m/min

  加工方式:干切

刀具材质

表面粗糙度

刀具寿命

BN-H05材质

≤Ra0.8

800件

某品牌CBN

Ra1.0

550件

2立方氮化硼刀片轻微断续切削齿轮

 

加工部位:齿轮内孔

  齿轮材料:20CrMnTiHRC58-62

  选用刀片:BN-H10 CCGW09T304

  切削参数:ap=0.25mmFr=0.08mm/rVc=135m/min

  加工方式:干切

刀具材质

切削速度

刀具寿命

效率

BN-H10材质

135m/min

1000件

提高22%

欧系品牌CBN

110m/min

600

-----

3立方氮化硼刀片强断续切削齿轮

加工部位:齿轮端面(有8个油孔)

  齿轮材料:20CrMnTiHRC58-62

  选用刀片:BN-H21 WNGA080404

  切削参数:ap=0.15mmFr=0.1mm/rVc=117m/min

  加工方式:干切

刀具材质

刀具寿命

最终失效形式

BN-H21材质

≤Ra0.8

正常磨损

某品牌CBN

100件

破损碎裂