粉末高速鋼滾刀在普通花鍵軸銑床的應(yīng)用

戴雄偉

（常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州 213164）

粉末高速鋼滾刀在普通花鍵軸銑床的應(yīng)用

戴雄偉

（常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州 213164）

本文主要對(duì)粉末高速鋼滾刀在普通花鍵軸銑床的具體應(yīng)用展開了分析以及研究，期望為我國對(duì)于粉末高速鋼滾刀在普通花鍵軸銑床的具體應(yīng)用研究問題上，提供一些參考性建議。

粉末高速；鋼滾刀；普通；花鍵軸銑床；具體應(yīng)用；分析總結(jié)

在整個(gè)機(jī)械的扭矩傳遞過程當(dāng)中，漸開線花鍵在其中占據(jù)著非常重要的地位，并且，隨著人們逐漸增強(qiáng)對(duì)其的重視度，也使得漸開線花鍵的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，卡車車橋上有非常多的零件，是要使用漸開線外花鍵軸來對(duì)其進(jìn)行加工，例如后橋半軸以及制動(dòng)凸輪、半軸套管等等。目前，我國在制造漸開線外花鍵軸過程，主要是通過在普通花鍵軸銑床上，合理的使用較為普通的高速鋼滾刀來對(duì)其進(jìn)行加工的，但是在實(shí)際加工過程中，存在著不同程度上的效率低下問題，下文重點(diǎn)闡述提高其加工效率的主要方式。

1 我國漸開線花鍵的加工現(xiàn)狀

本文將主要以某后橋半軸為例子，重點(diǎn)闡述關(guān)于漸開線花鍵的規(guī)格以及滾刀的現(xiàn)狀。

目前，我國多數(shù)在對(duì)普通花鍵軸銑床YB6016中，主要是采用了高速鋼滾刀以及TIN涂層，但是，因?yàn)榈毒咦陨淼南嚓P(guān)材料以及涂層自身都存在一定程度的局限性，這也嚴(yán)重導(dǎo)致了我國在整體切削參數(shù)水平上較為低下，同時(shí)，也在很大程度上影響了切削的效率以及生產(chǎn)線的JPH。

2 粉末冶金高速鋼滾刀概述

2.1 粉末冶金高速鋼滾刀

目前的普通高速鋼普遍都主要是采用熔煉的方式來進(jìn)行制造的，通過不斷對(duì)其進(jìn)行冶煉、鑄錠等相關(guān)工藝，最終才能夠制成刀具。普通高速鋼進(jìn)行熔煉的過程中，是極其容易出現(xiàn)不同程度上的碳化物偏析的狀況以及碳化物在高速鋼當(dāng)中分布不均勻的狀況，并且還極其容易受到晶粒粗大對(duì)其產(chǎn)生的影響，這些對(duì)于整個(gè)高速鋼刀具自身的韌性以及耐磨性都有著極其嚴(yán)重的影響。

對(duì)于粉末冶金高速鋼再制造的過程具體步驟如下：將一些高頻感應(yīng)爐所熔煉出來的鋼液，合理使用相關(guān)的高壓氣體來對(duì)其進(jìn)行噴射，從而使其變?yōu)殪F化狀態(tài)，再馬上對(duì)其進(jìn)行急速的制冷降溫，從而得到細(xì)小均勻的粉末，然后再將所獲得到的粉末，通過高溫或者是高壓的形式，將其壓成鋼坯，經(jīng)過不斷的鍛造以及軋制，最終形成刀具的形態(tài)。

在粉末冶金高速鋼當(dāng)中，不用擔(dān)心會(huì)存在碳化物偏析的狀況，其主要原因是，由于碳化物是分布在一級(jí)當(dāng)中，并且對(duì)于自身的晶粒大小約為2～3μm以下，不管是自身的強(qiáng)度還是韌性上，都要明顯超過熔煉高速鋼，在兩種化學(xué)成分相同的前提下，在常溫的硬度上是會(huì)明顯高于熔煉高速鋼的2～4HRC，這其中主要也是因?yàn)椋蓟锉旧砭途哂休^強(qiáng)的均勻性，其耐磨以及韌性的性能上也是較高的，所以，通常都是用在一些比較復(fù)雜的刀具制造方面。我國對(duì)高速鋼研究早期，由于冶煉的工藝以及環(huán)節(jié)上復(fù)雜，對(duì)其制造的資金投入上也較大，導(dǎo)致目前我國還沒有對(duì)此研究成品的問世，相關(guān)的研制工作以及生產(chǎn)上都是處于較落后的狀態(tài)，在國內(nèi)市場上，也完全是被國外某些企業(yè)所壟斷。

2.2 粉末高速鋼滾刀的具體現(xiàn)狀

因?yàn)榉勰└咚黉摑L刀自身具有較多的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，但受其成本價(jià)格較高等因素的限制，其主要是被用于制造一些較為復(fù)雜型的刀具上面，尤其是針對(duì)滾刀或者是一些較小規(guī)格的拉刀上。隨著我國對(duì)于普通花鍵軸銑床不斷的發(fā)展進(jìn)步，在很大程度上推動(dòng)了將粉末高速鋼滾刀的發(fā)展進(jìn)程。目前最新技術(shù)上也主要是通過數(shù)控高速花鍵銑床上采用粉末高速鋼滾刀來對(duì)其進(jìn)行干切的，并且切削的速度相當(dāng)快，可以達(dá)到100m/min，這樣在最大限度上提升其自身的效率，雖然由于滾刀的投入資金較高，但滾刀自身的使用壽命很長，所以這也能夠在一定程度上彌補(bǔ)自身成本較高的缺陷問題。

3 粉末高速鋼滾刀改進(jìn)的有效方案

3.1 改進(jìn)完善原有的思路

對(duì)于滾削純加工的時(shí)間上，通常都是用T來代表純滾削的時(shí)間（min），Z是用來代表漸開線花鍵的齒數(shù)。L用來代表滾刀工進(jìn)長度（mm），N則主要是代表了滾刀自身的轉(zhuǎn)動(dòng)速度（mm/沒轉(zhuǎn)），Zh則是代表了滾刀的頭數(shù)。從這里就可以很容易的看出，當(dāng)花鍵齒數(shù)步以及滾刀工進(jìn)長度都不變的過程中，要想在最大限度上減短滾削自身純加工的時(shí)間，那么就可以采用以下幾種具體形式：（1）提升滾刀自身的轉(zhuǎn)動(dòng)速度；（2）增強(qiáng)滾刀自身的進(jìn)給量；（3）以及增加滾刀的頭數(shù)。從理論角度上來對(duì)其進(jìn)行分析，當(dāng)滾刀自身的頭數(shù)過多，是會(huì)嚴(yán)重導(dǎo)致花鍵加工的精度上發(fā)生明顯的差異，所以，想要在最大限度上提升滾刀自身的加工效率，就一定要將原有的滾刀自身轉(zhuǎn)速提高，以及將原來滾刀進(jìn)給量的思路逐漸朝向于提升滾刀的頭數(shù)方向來改變。

3.2 對(duì)于滾刀土層選擇

在針對(duì)于滾刀土層選擇過程當(dāng)中，一定要加強(qiáng)對(duì)其的重視度，這主要是因?yàn)椋瑵L刀土層能夠在很大程度上影響到滾刀的壽命，因此可以將原來滾刀的涂層TiN，根據(jù)當(dāng)前較為有效全新的涂層技術(shù)的發(fā)展實(shí)際情況，逐漸改為選擇TiAIN第六代的滾刀涂層。

4 粉末高速鋼滾刀在普通花鍵軸銑床中的具體應(yīng)用

在本文中，主要選擇了幾種不同類型卡車的車橋零件，主要通過使用粉末高速鋼滾刀，在普通花鍵軸銑床上所做的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行逐一查看，再合理地將粉末高速鋼滾刀的轉(zhuǎn)速由原來的一檔調(diào)制到二擋，使其速度增加，將粉末高速鋼滾刀進(jìn)給量上也由原來的1檔調(diào)制到了2檔，然后，再依照零件花鍵齒數(shù)以及滾刀的頭數(shù)來對(duì)其進(jìn)行重新制作，根據(jù)相關(guān)加工結(jié)果資料，在保證整體質(zhì)量的前提下，在對(duì)原有切削參數(shù)進(jìn)行逐漸的優(yōu)化價(jià)，根據(jù)相關(guān)結(jié)果資料證明，這樣做的效果非常良好，也能夠在很大程度上滿足于預(yù)期所對(duì)其提出的各種要求。圖1為對(duì)其進(jìn)行改善以后的后橋半軸加工效率對(duì)比結(jié)果。

在對(duì)其進(jìn)行改善后的效果當(dāng)中可以看出，通過提升滾刀自身的轉(zhuǎn)速以及滾刀進(jìn)給量，就能夠在很大程度上提高其加工效率水平，并同于未經(jīng)過改善之前相比，明顯要高于35%～55%。

不僅如此，還能夠不斷減少機(jī)床的使用數(shù)量以及減少相關(guān)操作人員的同時(shí)，還能降低自身消耗程度，這些都能夠在最大程度上為相關(guān)企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益，但是，其中也存在著不同程度的缺點(diǎn)，主要體現(xiàn)在，由于粉末高速鋼滾刀自身的速度得到了提高，這樣也就會(huì)導(dǎo)致切削的熱量隨之增加，那么產(chǎn)生的油霧就會(huì)增加對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境的破壞，而這也是作為相關(guān)研制研究人員所需要重點(diǎn)注意改善的問題。

圖1 改善以后的后橋半軸加工效率對(duì)比結(jié)果

5 結(jié)論

綜上所述，在我國現(xiàn)存在的普通花鍵軸銑床當(dāng)中，通過刀具的不斷升級(jí)，再通過合理使用提升滾刀自身的刀削速度以及滾刀進(jìn)給量的有效手段，就能夠在最大限度上提升其加工效率。只有真正地加強(qiáng)粉末高速鋼滾刀在普通花鍵軸銑床當(dāng)中的具體應(yīng)用，才能夠有效推動(dòng)我國對(duì)于粉末高速鋼滾刀的研發(fā)進(jìn)程。

[1]吳圣莊，等. 粉末高速鋼滾刀在花鍵軸銑床的思考[M] . 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2011,06(26):66-68.

[2]王元文，陳連. 粉末高速鋼滾刀在普通花鍵軸銑床的有效運(yùn)用[J]. 機(jī)床與液壓，2015,01(24):22-23.

[3]蔡玉峰. 關(guān)于粉末高速鋼滾刀在普通花鍵軸銑床中的應(yīng)用分析[J]. 泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015,05(11):43-45.

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