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滚齿微量润滑滚刀耐用度分析

时间:2018年05月23日浏览:148次收藏分享:
1、滚齿加工切削力
(1)模数和齿数的影响:滚削力随着模数的增加而增大,且增幅很大。
(2)工艺参数的影响
吃刀深度和轴向进给量是影响滚齿加工效率的主要因素。滚削力随着吃刀深度和轴向进给量的增加而增大。根据金属切削原理,采用大的进给量比采用大的切削深度更省力。
滚削力随着滚削速度的增加而减小,尤其在速度较低时( <100m/min),增加滚削速度对减小滚削力有着明显作用。
(3)滚刀几何尺寸及滚刀材料的影响,滚刀结构参数应根据工件的模数、齿形角、精度等级、工艺要求等来确定。在滚刀的几何参数中,前角对滚削力影响很大。加工塑性材料时,随着前角的增大,滚削力减小;加工脆性材料时,前角对滚削力的影响不大。
(4)MQL的因素影响
在滚齿加工过程中,MQL有润滑和清除切屑的作用,因此可以降低滚齿切削力,提高刀具耐用度和工件表面质量。
2、滚齿加工切削热
对于MQL润滑条件的滚齿切削热,在采用高速加工时滚刀轴向进给速度都很小,这样可以缩短滚刀、工件和切屑的接触时间,同时降低切屑厚度,减少切屑热。在MQL润滑喷射流的作用下,油雾粒子的渗透使得刀具和切屑,刀具和工件之间的润滑更好,抑制温度的上升,切屑力降低,切削热也降低。MQL润滑喷射流配合滚刀的高速,切削热量来不及传递给工件和滚刀即被切屑带走。反之,如果滚刀速度太低,在同样的轴向进给条件下,热量容易传递给工件和滚刀,导致工件表面受伤和滚刀耐用度下降。因此,MQL润滑条件下,适合采用较高的切削速度。
3、滚齿加工刀具涂层耐热性能
在微量润滑条件下滚齿加工近似于干切加工,因此需要更好的刀具涂层,涂层具备高耐磨性及耐热性能,涂层可耐高温1100℃,滚齿干切削加工过程中的温度是300-500℃,从巴尔查斯涂层公司应用工程师处了解到在应用AP涂层时,可使用更高的切削速度,此AP涂层的滚齿加工速度:150-200m/min;
在MQL微量润滑时,润滑喷嘴的布置尤为重要,要采用多孔结构喷嘴,覆盖切削加工区域,确保润滑的渗透效果。
4、MQL微量润滑喷射的角度
由于加工齿轮是圆柱斜齿轮,滚齿加工中微量润滑油需要可靠有效的喷射在刀具前刀面、后刀面和工件的已加工面,由于滚齿加工中滚刀架有轴向进给量的变化,以及加工过程中持续加工时喷嘴位置的稳定性因素影响润滑量的可靠供应,将喷嘴的位置及状态固化。
5、滚刀刀齿表面吹扫和清洁
在使用MQL微量润滑时切削加工中会出现微小的金属屑,油微量润滑附着在滚刀表面和工件表面,出现切削刃口发生切屑熔接问题,影响了切削加工性能。此问题需要在切削加工过程中单独增加对滚刀和工件的清理压缩空气,确保工件和齿刃口位置的清洁度。
6、机床内部温度
由于切削热导致机床内部温度上升的,是否影响滚刀运行性能,进而影响切削加工性能的变化。因此需要增加机床内部油烟回收排气设备,保证受热后的压缩空气顺利排出,对降低机床内部温度和提高冷却效果有积极作用。增加机床防护使得切屑尽快离开加工区域及机床内部。
    7、滚齿切削加工工艺
在由下至上的切削加工过程中,MQL微量润滑油大量的喷在了齿轮外圆柱表面,使得需要润滑的已加工的表面很难获得润滑油。
当切削加工工艺更改为由上至下的切削加工时,能在已经加工表面和切削区域获得充分的润滑,滚刀的在切削加工时润滑会更加充分。
 增加工件夹紧的刚性,在滚刀涂层耐热性优异的条件下,建议切削工艺为上到下,下到上两刀切削加工工艺,并提高切削加工的速度。

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