粉末高速鋼滾刀在普通花鍵軸銑床的應用

戴雄偉

（常州紡織服裝職業技術學院，江蘇 常州 213164）

粉末高速鋼滾刀在普通花鍵軸銑床的應用

戴雄偉

（常州紡織服裝職業技術學院，江蘇 常州 213164）

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

粉末高速；鋼滾刀；普通；花鍵軸銑床；具體應用；分析總結

在整個機械的扭矩傳遞過程當中，漸開線花鍵在其中占據著非常重要的地位，并且，隨著人們逐漸增強對其的重視度，也使得漸開線花鍵的應用范圍日益擴大，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其進行加工，例如后橋半軸以及制動凸輪、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其進行加工的，但是在實際加工過程中，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狀

本文將主要以某后橋半軸為例子，重點闡述關于漸開線花鍵的規格以及滾刀的現狀。

目前，我國多數在對普通花鍵軸銑床YB6016中，主要是采用了高速鋼滾刀以及TIN涂層，但是，因為刀具自身的相關材料以及涂層自身都存在一定程度的局限性，這也嚴重導致了我國在整體切削參數水平上較為低下，同時，也在很大程度上影響了切削的效率以及生產線的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行制造的，通過不斷對其進行冶煉、鑄錠等相關工藝，最終才能夠制成刀具。普通高速鋼進行熔煉的過程中，是極其容易出現不同程度上的碳化物偏析的狀況以及碳化物在高速鋼當中分布不均勻的狀況，并且還極其容易受到晶粒粗大對其產生的影響，這些對于整個高速鋼刀具自身的韌性以及耐磨性都有著極其嚴重的影響。

對于粉末冶金高速鋼再制造的過程具體步驟如下：將一些高頻感應爐所熔煉出來的鋼液，合理使用相關的高壓氣體來對其進行噴射，從而使其變為霧化狀態，再馬上對其進行急速的制冷降溫，從而得到細小均勻的粉末，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，經過不斷的鍛造以及軋制，最終形成刀具的形態。

在粉末冶金高速鋼當中，不用擔心會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當中，并且對于自身的晶粒大小約為2～3μm以下，不管是自身的強度還是韌性上，都要明顯超過熔煉高速鋼，在兩種化學成分相同的前提下，在常溫的硬度上是會明顯高于熔煉高速鋼的2～4HRC，這其中主要也是因為，碳化物本身就具有較強的均勻性，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雜的刀具制造方面。我國對高速鋼研究早期，由于冶煉的工藝以及環節上復雜，對其制造的資金投入上也較大，導致目前我國還沒有對此研究成品的問世，相關的研制工作以及生產上都是處于較落后的狀態，在國內市場上，也完全是被國外某些企業所壟斷。

2.2 粉末高速鋼滾刀的具體現狀

因為粉末高速鋼滾刀自身具有較多的優勢特點，但受其成本價格較高等因素的限制，其主要是被用于制造一些較為復雜型的刀具上面，尤其是針對滾刀或者是一些較小規格的拉刀上。隨著我國對于普通花鍵軸銑床不斷的發展進步，在很大程度上推動了將粉末高速鋼滾刀的發展進程。目前最新技術上也主要是通過數控高速花鍵銑床上采用粉末高速鋼滾刀來對其進行干切的，并且切削的速度相當快，可以達到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自身成本較高的缺陷問題。

3 粉末高速鋼滾刀改進的有效方案

3.1 改進完善原有的思路

對于滾削純加工的時間上，通常都是用T來代表純滾削的時間（min），Z是用來代表漸開線花鍵的齒數。L用來代表滾刀工進長度（mm），N則主要是代表了滾刀自身的轉動速度（mm/沒轉），Zh則是代表了滾刀的頭數。從這里就可以很容易的看出，當花鍵齒數步以及滾刀工進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）提升滾刀自身的轉動速度；（2）增強滾刀自身的進給量；（3）以及增加滾刀的頭數。從理論角度上來對其進行分析，當滾刀自身的頭數過多，是會嚴重導致花鍵加工的精度上發生明顯的差異，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速提高，以及將原來滾刀進給量的思路逐漸朝向于提升滾刀的頭數方向來改變。

3.2 對于滾刀土層選擇

在針對于滾刀土層選擇過程當中，一定要加強對其的重視度，這主要是因為，滾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，根據當前較為有效全新的涂層技術的發展實際情況，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驗進行逐一查看，再合理地將粉末高速鋼滾刀的轉速由原來的一檔調制到二擋，使其速度增加，將粉末高速鋼滾刀進給量上也由原來的1檔調制到了2檔，然后，再依照零件花鍵齒數以及滾刀的頭數來對其進行重新制作，根據相關加工結果資料，在保證整體質量的前提下，在對原有切削參數進行逐漸的優化價，根據相關結果資料證明，這樣做的效果非常良好，也能夠在很大程度上滿足于預期所對其提出的各種要求。圖1為對其進行改善以后的后橋半軸加工效率對比結果。

在對其進行改善后的效果當中可以看出，通過提升滾刀自身的轉速以及滾刀進給量，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，還能夠不斷減少機床的使用數量以及減少相關操作人員的同時，還能降低自身消耗程度，這些都能夠在最大程度上為相關企業帶來良好的經濟效益，但是，其中也存在著不同程度的缺點，主要體現在，由于粉末高速鋼滾刀自身的速度得到了提高，這樣也就會導致切削的熱量隨之增加，那么產生的油霧就會增加對周圍生態環境的破壞，而這也是作為相關研制研究人員所需要重點注意改善的問題。

圖1 改善以后的后橋半軸加工效率對比結果

5 結論

綜上所述，在我國現存在的普通花鍵軸銑床當中，通過刀具的不斷升級，再通過合理使用提升滾刀自身的刀削速度以及滾刀進給量的有效手段，就能夠在最大限度上提升其加工效率。只有真正地加強粉末高速鋼滾刀在普通花鍵軸銑床當中的具體應用，才能夠有效推動我國對于粉末高速鋼滾刀的研發進程。

[1]吳圣莊，等. 粉末高速鋼滾刀在花鍵軸銑床的思考[M] . 北京:機械工業出版社，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用[J]. 機床與液壓，2015,01(24):22-23.

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TG54

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1671-0711（2017）06（下）-0147-02