粉末高速钢滚刀在普通花键轴铣床的应用

2017-06-27戴雄伟

中国设备工程 2017年12期

关键词：铣床渐开线花键

戴雄伟

（常州纺织服装职业技术学院，江苏常州 213164）

粉末高速钢滚刀在普通花键轴铣床的应用

戴雄伟

（常州纺织服装职业技术学院，江苏常州 213164）

本文主要对粉末高速钢滚刀在普通花键轴铣床的具体应用展开了分析以及研究，期望为我国对于粉末高速钢滚刀在普通花键轴铣床的具体应用研究问题上，提供一些参考性建议。

粉末高速；钢滚刀；普通；花键轴铣床；具体应用；分析总结

在整个机械的扭矩传递过程当中，渐开线花键在其中占据着非常重要的地位，并且，随着人们逐渐增强对其的重视度，也使得渐开线花键的应用范围日益扩大，卡车车桥上有非常多的零件，是要使用渐开线外花键轴来对其进行加工，例如后桥半轴以及制动凸轮、半轴套管等等。目前，我国在制造渐开线外花键轴过程，主要是通过在普通花键轴铣床上，合理的使用较为普通的高速钢滚刀来对其进行加工的，但是在实际加工过程中，存在着不同程度上的效率低下问题，下文重点阐述提高其加工效率的主要方式。

1 我国渐开线花键的加工现状

本文将主要以某后桥半轴为例子，重点阐述关于渐开线花键的规格以及滚刀的现状。

目前，我国多数在对普通花键轴铣床YB6016中，主要是采用了高速钢滚刀以及TIN涂层，但是，因为刀具自身的相关材料以及涂层自身都存在一定程度的局限性，这也严重导致了我国在整体切削参数水平上较为低下，同时，也在很大程度上影响了切削的效率以及生产线的JPH。

2 粉末冶金高速钢滚刀概述

2.1 粉末冶金高速钢滚刀

目前的普通高速钢普遍都主要是采用熔炼的方式来进行制造的，通过不断对其进行冶炼、铸锭等相关工艺，最终才能够制成刀具。普通高速钢进行熔炼的过程中，是极其容易出现不同程度上的碳化物偏析的状况以及碳化物在高速钢当中分布不均匀的状况，并且还极其容易受到晶粒粗大对其产生的影响，这些对于整个高速钢刀具自身的韧性以及耐磨性都有着极其严重的影响。

对于粉末冶金高速钢再制造的过程具体步骤如下：将一些高频感应炉所熔炼出来的钢液，合理使用相关的高压气体来对其进行喷射，从而使其变为雾化状态，再马上对其进行急速的制冷降温，从而得到细小均匀的粉末，然后再将所获得到的粉末，通过高温或者是高压的形式，将其压成钢坯，经过不断的锻造以及轧制，最终形成刀具的形态。

在粉末冶金高速钢当中，不用担心会存在碳化物偏析的状况，其主要原因是，由于碳化物是分布在一级当中，并且对于自身的晶粒大小约为2～3μm以下，不管是自身的强度还是韧性上，都要明显超过熔炼高速钢，在两种化学成分相同的前提下，在常温的硬度上是会明显高于熔炼高速钢的2～4HRC，这其中主要也是因为，碳化物本身就具有较强的均匀性，其耐磨以及韧性的性能上也是较高的，所以，通常都是用在一些比较复杂的刀具制造方面。我国对高速钢研究早期，由于冶炼的工艺以及环节上复杂，对其制造的资金投入上也较大，导致目前我国还没有对此研究成品的问世，相关的研制工作以及生产上都是处于较落后的状态，在国内市场上，也完全是被国外某些企业所垄断。

2.2 粉末高速钢滚刀的具体现状

因为粉末高速钢滚刀自身具有较多的优势特点，但受其成本价格较高等因素的限制，其主要是被用于制造一些较为复杂型的刀具上面，尤其是针对滚刀或者是一些较小规格的拉刀上。随着我国对于普通花键轴铣床不断的发展进步，在很大程度上推动了将粉末高速钢滚刀的发展进程。目前最新技术上也主要是通过数控高速花键铣床上采用粉末高速钢滚刀来对其进行干切的，并且切削的速度相当快，可以达到100m/min，这样在最大限度上提升其自身的效率，虽然由于滚刀的投入资金较高，但滚刀自身的使用寿命很长，所以这也能够在一定程度上弥补自身成本较高的缺陷问题。

3 粉末高速钢滚刀改进的有效方案

3.1 改进完善原有的思路

对于滚削纯加工的时间上，通常都是用T来代表纯滚削的时间（min），Z是用来代表渐开线花键的齿数。L用来代表滚刀工进长度（mm），N则主要是代表了滚刀自身的转动速度（mm/没转），Zh则是代表了滚刀的头数。从这里就可以很容易的看出，当花键齿数步以及滚刀工进长度都不变的过程中，要想在最大限度上减短滚削自身纯加工的时间，那么就可以采用以下几种具体形式：（1）提升滚刀自身的转动速度；（2）增强滚刀自身的进给量；（3）以及增加滚刀的头数。从理论角度上来对其进行分析，当滚刀自身的头数过多，是会严重导致花键加工的精度上发生明显的差异，所以，想要在最大限度上提升滚刀自身的加工效率，就一定要将原有的滚刀自身转速提高，以及将原来滚刀进给量的思路逐渐朝向于提升滚刀的头数方向来改变。

3.2 对于滚刀土层选择

在针对于滚刀土层选择过程当中，一定要加强对其的重视度，这主要是因为，滚刀土层能够在很大程度上影响到滚刀的寿命，因此可以将原来滚刀的涂层TiN，根据当前较为有效全新的涂层技术的发展实际情况，逐渐改为选择TiAIN第六代的滚刀涂层。

4 粉末高速钢滚刀在普通花键轴铣床中的具体应用

在本文中，主要选择了几种不同类型卡车的车桥零件，主要通过使用粉末高速钢滚刀，在普通花键轴铣床上所做的实验进行逐一查看，再合理地将粉末高速钢滚刀的转速由原来的一档调制到二挡，使其速度增加，将粉末高速钢滚刀进给量上也由原来的1档调制到了2档，然后，再依照零件花键齿数以及滚刀的头数来对其进行重新制作，根据相关加工结果资料，在保证整体质量的前提下，在对原有切削参数进行逐渐的优化价，根据相关结果资料证明，这样做的效果非常良好，也能够在很大程度上满足于预期所对其提出的各种要求。图1为对其进行改善以后的后桥半轴加工效率对比结果。

在对其进行改善后的效果当中可以看出，通过提升滚刀自身的转速以及滚刀进给量，就能够在很大程度上提高其加工效率水平，并同于未经过改善之前相比，明显要高于35%～55%。

不仅如此，还能够不断减少机床的使用数量以及减少相关操作人员的同时，还能降低自身消耗程度，这些都能够在最大程度上为相关企业带来良好的经济效益，但是，其中也存在着不同程度的缺点，主要体现在，由于粉末高速钢滚刀自身的速度得到了提高，这样也就会导致切削的热量随之增加，那么产生的油雾就会增加对周围生态环境的破坏，而这也是作为相关研制研究人员所需要重点注意改善的问题。