山特維克可樂滿CoroMill 176高效齒輪滾削加工解決方案

山特維克可樂滿公司供稿

在一個項目確立前期，有許多環節需要評估，其中對于完成年產能的設備數量估算則是投資成本最大的一塊，而如何去計算設備所需數量是整個項目成敗的關鍵；隨著訂單的增加，原有的產能變為瓶頸，投資新設備是大多數廠家的選擇，但新設備的交期、設備的昂貴投資也是一個極大的阻礙。其實通過提高設備利用率，可以輕松解決上述問題。

原有滾齒加工技術經過幾十年的發展已經到達了頂峰，即使是使用了涂層技術或粉末冶金技術，其發展仍滯后于其他可轉位刀具，例如面銑、高速鉆等，更不用說是對付難加工材料。大多數滾刀還需要切削液或油，所帶來的后續處理成本也會越來越高。

可轉位滾刀的切削原理與普通高速鋼滾刀完全相同，就是把高速鋼的每個切削齒改成可更換的刀片，這樣就無需修磨、重涂。可轉位滾刀利用刀片加涂層技術，可以大幅提升加工線速度，在滾削加工中線速度的提高與加工效率成正比，直接縮短了單件的加工時間。

對于不同的模數，其法向齒槽的大小也相差甚遠。我們通過對可轉位刀片的成本分析得知，模數10正是一個性價比的分界點，即模數3～10。我們選擇整片刀片形成滾刀齒型，對于10模及以上則采用左右兩刀片接成滾刀齒型（見圖1）。

齒輪檢測有多項指標，其精度也受眾多因素的影響。保證滾刀自身的制造、安裝精度對加工出高精度齒輪至關重要。整體滾刀由于是一次安裝刃磨成形，各項指標相對容易達到，而可轉位滾刀則要分別考慮刀體精度、刀片精度及裝配精度，刀片之間還要有良好的互換性。實現這些需要建立在現代加工技術上。

對于模數10及以下滾刀采用整體刀體，在數控機床上一次加工成形。加工、檢測及使用時也采用同一檢測環，精度可控制在0.01 mm以內。刀片定位沒有采用傳統的螺釘，而是通過iLock技術的刀片底面的V形導軌及刀片后面來實現定位，并通過楔塊來夾緊（見圖2）。

這種結構也可以實現刀片的快速更換，只需扭轉楔塊螺釘2圈即可實現刀片拆卸和安裝。刀片全周精磨，重新安裝后的誤差可控制在0.01 mm以內。

由于Coromill 176刀片的兩側都是切削刃，相比于傳統可轉位滾刀采用的左右搭接刀片來形成一個齒槽的方式，多了一倍的有效齒，這使得CoroMill 176可以采用更高的工作臺進給。同時也可以獲得更優的齒廓漸開線型（見圖3）。

下面我們用客戶的實際案例來分析一下單件齒輪的加工成本。通常來講大部分成本是由單件材料成本+單件加工的刀具成本+單件加工的機床成本等構成，而材料成本相對是固定的，所以我們只比較后兩種成本。

客戶采用雙頭滾刀加工模數6齒輪的生產節拍為30 min一件。客戶采用單頭可轉位滾刀的生產節拍為10 min一件。

圖1

圖2

圖3 左側相對右側為一倍有效齒數

那么我們通過附表可以計算出年成本的構成。雖然單件加工的刀具成本增加很多，但單件加工機床成本降得更多。綜合起來單件成本降低了17%，這還沒有考慮切削液所帶來的節約。通過對單臺機床的效率提升，提高其產能。在項目投資初期就可以減少機床的投資數量，在滾齒生產成為瓶頸時，也無需等待新機床的到位。

兩種滾齒加工的成本分析表