滾齒微量潤滑滾刀壽命分析

時間:2019-08-08 14:30:36點擊量:51 作者:楊超月

1、滾齒加工切削力

(1)模數和齒數的影響:滾削力隨著模數的增加而增大,且增幅很大。

(2)工藝參數的影響

吃刀深度和軸向進給量是影響滾齒加工效率的主要因素。滾削力隨著吃刀深度和軸向進給量的增加而增大。根據金屬切削原理,采用大的進給量比采用大的切削深度更省力。

滾削力隨著滾削速度的增加而減小,尤其在速度較低時( <100m/min),增加滾削速度對減小滾削力有著明顯作用。

(3)滾刀幾何尺寸及滾刀材料的影響,滾刀結構參數應根據工件的模數、齒形角、精度等級、工藝要求等來確定。在滾刀的幾何參數中,前角對滾削力影響很大。加工塑性材料時,隨著前角的增大,滾削力減小;加工脆性材料時,前角對滾削力的影響不大。

(4)MQL的因素影響

在滾齒加工過程中,MQL有潤滑和清除切屑的作用,因此可以降低滾齒切削力,提高刀具耐用度和工件表面質量。

2、滾齒加工切削熱

對于MQL潤滑條件的滾齒切削熱,在采用高速加工時滾刀軸向進給速度都很小,這樣可以縮短滾刀、工件和切屑的接觸時間,同時降低切屑厚度,減少切屑熱。在MQL潤滑噴射流的作用下,油霧粒子的滲透使得刀具和切屑,刀具和工件之間的潤滑更好,抑制溫度的上升,切屑力降低,切削熱也降低。MQL潤滑噴射流配合滾刀的高速,切削熱量來不及傳遞給工件和滾刀即被切屑帶走。反之,如果滾刀速度太低,在同樣的軸向進給條件下,熱量容易傳遞給工件和滾刀,導致工件表面受傷和滾刀耐用度下降。因此,MQL潤滑條件下,適合采用較高的切削速度。

3、滾齒加工刀具涂層耐熱性能

在微量潤滑條件下滾齒加工近似于干切加工,因此需要更好的刀具涂層,涂層具備高耐磨性及耐熱性能,涂層可耐高溫1100℃,滾齒干切削加工過程中的溫度是300-500℃,從巴爾查斯涂層公司應用工程師處了解到在應用AP涂層時,可使用更高的切削速度,此AP涂層的滾齒加工速度:150-200m/min;

在MQL微量潤滑時,潤滑噴嘴的布置尤為重要,要采用多孔結構噴嘴,覆蓋切削加工區域,確保潤滑的滲透效果。

4、MQL微量潤滑噴射的角度

由于加工齒輪是圓柱斜齒輪,滾齒加工中微量潤滑油需要可靠有效的噴射在刀具前刀面、后刀面和工件的已加工面,由于滾齒加工中滾刀架有軸向進給量的變化,以及加工過程中持續加工時噴嘴位置的穩定性因素影響潤滑量的可靠供應,將噴嘴的位置及狀態固化。

5、滾刀刀齒表面吹掃和清潔

在使用MQL微量潤滑時切削加工中會出現微小的金屬屑,油微量潤滑附著在滾刀表面和工件表面,出現切削刃口發生切屑熔接問題,影響了切削加工性能。此問題需要在切削加工過程中單獨增加對滾刀和工件的清理壓縮空氣,確保工件和齒刃口位置的清潔度。

6、機床內部溫度

由于切削熱導致機床內部溫度上升的,是否影響滾刀運行性能,進而影響切削加工性能的變化。因此需要增加機床內部油煙回收排氣設備,保證受熱后的壓縮空氣順利排出,對降低機床內部溫度和提高冷卻效果有積極作用。增加機床防護使得切屑盡快離開加工區域及機床內部。

7、滾齒切削加工工藝

在由下至上的切削加工過程中,MQL微量潤滑油大量的噴在了齒輪外圓柱表面,使得需要潤滑的已加工的表面很難獲得潤滑油。

當切削加工工藝更改為由上至下的切削加工時,能在已經加工表面和切削區域獲得充分的潤滑,滾刀的在切削加工時潤滑會更加充分。

增加工件夾緊的剛性,在滾刀涂層耐熱性優異的條件下,建議切削工藝為上到下,下到上兩刀切削加工工藝,并提高切削加工的速度。

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