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在滚刀的使用中发现#xff0c;进口滚刀和国产滚刀在加工质量和寿命方面存在显著差异。经过多次比较得知#xff0c;滚刀的使用寿命可以达到国产滚刀的两倍以上#xff0c;而进口滚刀返回原厂磨削后的使用寿命约为新刀具的90% #xff0c;但同样经过国内厂家磨削后进口滚刀和国产滚刀在加工质量和寿命方面存在显著差异。经过多次比较得知滚刀的使用寿命可以达到国产滚刀的两倍以上而进口滚刀返回原厂磨削后的使用寿命约为新刀具的90% 但同样经过国内厂家磨削后刀具的实际磨削精度并不低于原厂刀具有的精度甚至优于原厂刀具但加工质量和刀具寿命明显降低。
对刀具进行显微镜观察后发现进口刀具和国产刀具的刃口处理存在显著的差异。进口滚刀刃口钝化痕迹明显钝化圆角大小均匀刃口质量一致显微缺陷和磨削毛刺少涂层附着力好。使用时该刀具切削速度快、耐磨性能明显优于国产刀具。
大多数生产滚刀没有经过钝化处理或仅用油石进行手工抛光大多数重磨齿轮滚刀没有经过钝化处理甚至没有经过手工钝化处理。通过电镜观察发现刃口处存在磨削毛刺、微裂纹等缺陷不仅影响涂层的附着力而且会导致滚齿过程中刀具的磨损和崩刃加剧。
国内对滚刀刃口钝化的重视程度普遍较低这将严重制约刀具质量的提高。为了提高刀具耐用度从根本上降低滚刀成本据相关文献资料介绍合适的刃口钝化处理后可以提高滚刀的耐用度。
钝化的一般方法
滚刀外形尺寸较大材料和结构复杂多样。据统计齿轮滚刀的外径范围约为Φ8-Φ400mm长度范围约为50-500mm。刀具结构有整体式、镶件式、焊接式等刀具材料有高速钢、高性能高速钢、粉末冶金高速钢、硬质合金等因此需要一种种包容性强、性价比高的钝化方法。
目前采用的方式如下采用干式喷砂的方式干式喷砂是利用压缩空气形成动力使磨料通过出砂阀进入喷砂管然后将磨料通过喷嘴喷射到加工表面上实现喷砂。压缩空气既是喷气机的动力源又是加速动力。干式喷砂机可以通过调节压力值、改变砂的材质和粒度、改变喷砂时间来控制钝化效果。与其他钝化方法相比喷砂是相对通用、高效的钝化方法而且干喷砂操作更简单砂粒可回收成本更低。
钝化介质
常用的喷砂砂有多种碳化硅、氧化铝、白刚玉、棕刚玉等。白刚玉切削力较强可用于去除金属毛刺并对表面有研磨、抛光作用。考虑到刀具钝化后需要进行涂层处理一般选择白刚玉作为钝化材料。通过对报废刀具进行喷砂试验发现如果使用较大颗粒的砂子刀具过度钝化的风险较高这将导致切削性能的损失。如果粒径太小钝化时间太长可能根本达不到钝化效果。钝化介质的目数喷砂机的喷砂压力和持续时间直接影响钝化圆角的尺寸。需要进行反复试验验证确定在一定喷距下喷砂时间与圆角尺寸的关系。
齿轮滚刀刃口形式 切削刀具刃口有几种类型锋利刃口、倒角刃口、圆角刃口等几大类。其中锋利刃口是指刀具前后切削面相交处自然形成的锋利刃口。切削刀具刃口一般有前角和后角以及切削刃截面示意图。 阴影区域是指切削刃上有微观缺陷和毛刺的部分。钝化的目的是消除切削刃处的微观缺陷即平滑阴影区域以达到切削刃处的一致性、无缺陷或减少缺陷。 为了了解磨削后齿轮滚刀刃口的实际情况并获得钝化圆角的尺寸有必要进行检测。滚刀刃口的检查结果表明刃口一般呈锯齿状锯齿的峰谷之间的距离称为显微缺陷尺寸一般在0.0050.015毫米之间。 上图为理想刃口和实际得到的刃口形状在电子显微镜下是这样的 下图是一张刃口相当锋利而且形状完好的图片。 在撞击慢速或快速过程中刀刃上以及被刀刃撞击的目标区域上会产生应力。硬度本质上是测量引起塑性变形屈服应力所需的应力或更宽松地说是局部开裂的开始较软的材料会首先“屈服”以某种方式变形从而使自身变钝。 以下是一些显示可能发生的情况的图片 这里并不奇怪。我们只是通过塑性变形来弯曲边缘。这可以通过“剥离”在一定程度上逆转因为锋利的边缘仍然存在。您“只需”将其向后弯曲即可 滚刀钝圆角的理论计算滚刀顶刃钝圆角的理论计算滚刀顶刃后角一般取10°12°前角角度为0°。 有资料显示滚刀顶刃钝化圆角理论值在0.0850.02mm之间侧刃钝化圆角理论值在0.010.03mm之间。由于滚刀顶边和侧边一起钝化综合考虑当滚刀边缘缺陷显微检测值在0.0050.015mm之间时钝化圆角的理论范围在0.0850.02mm之间。当然这些数据需要对刀具切削进行测试以及参考进口刀具切削刃的钝化圆角。
总结
刀具刃口钝化技术是提高刀具寿命、降低刀具消耗、提高加工效率的有效措施之一。滚刀钝化需要不断摸索在实验中发现总结不同刀具的钝化的具体参数。因此加大对滚刀钝化技术的研究对于提高国产滚刀的加工性能、缩短与国外刀具的差距具有重要意义。 我是woodykissme定期分享有关机械传动及齿轮加工方面的内容对这方面感兴趣的小伙伴可以关注我。希望能够与大家讨论一下
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