一、引言
　　
　　滾齒是外齒輪加工的常用方法之一。相對(duì)于插齒、銑齒等其他的加工方法，它具有加工效率高、齒形精度好等優(yōu)點(diǎn)，而且用同一把滾齒刀加工相同模數(shù)但不同齒數(shù)的齒輪時(shí)，不存在理論齒形誤差，減少了刀具的庫(kù)存需求，所以在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用也。
　　
　　除了傳統(tǒng)的高速鋼整體滾刀，近年來在大模數(shù)、大直徑齒輪加工領(lǐng)域，刀片式滾刀越來越多地得到運(yùn)用。相比高速鋼滾刀，他們的切削速度高，刀片壽命長(zhǎng)，每片刀片有數(shù)個(gè)切削刃，而且無(wú)需重磨，優(yōu)勢(shì)明顯。
　　
　　但由于刀片式滾刀的自身局限性，其主要應(yīng)用范圍還只于齒輪的粗加工和半精加工，國(guó)內(nèi)未見有用于齒輪精滾的成功案例。
　　
　　肯納公司致力于將的刀片式滾刀應(yīng)用于大模數(shù)齒輪的精加工，在原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上做了大量的試驗(yàn)和改進(jìn)，在刀具的精度和刀片壽命方面都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，使刀片式滾刀也能夠成功應(yīng)用于大模數(shù)齒輪的精加工。下面結(jié)合實(shí)際案例對(duì)這些改進(jìn)作一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。
　　
　　二、工件簡(jiǎn)介和難度分析
　　
　　加工工件是一個(gè)模數(shù)36的外齒圈，齒數(shù)296，直徑10.8米，高度0.96米。精度等級(jí)AGMA10，相當(dāng)于ISO中的8級(jí)精度，齒面光潔度要求Ra3.2。材料為高合金鋼，經(jīng)過熱處理，硬度達(dá)到HB300左右。
　　
　　前道工序由銑齒完成，留1.3mm單邊余量到zui終設(shè)計(jì)齒廓。
　　
　　原工藝中精加工由插齒完成，周期10天以上，無(wú)法滿足客戶的生產(chǎn)需求。
　　
　　將刀片式滾刀用于這個(gè)工件的精加工，有以下兩個(gè)難點(diǎn)：
　　
　　●刀具精度：相對(duì)于8級(jí)的齒輪精度，要求滾刀的精度達(dá)到A*，齒廓的精度要求zui大允許21微米，刀片式滾刀難以做到。
　　
　　●刀具壽命：由于滾齒工藝的特殊性，加工途中不能換刀片。刀片的壽命要求達(dá)到284.16米，而且不能有明顯磨損以免影響齒面光潔度而無(wú)法達(dá)到Ra3.2?？蛻魢L試過用高速鋼和焊接硬質(zhì)合金滾刀加工，但均因刀具壽命問題使齒面光潔度超標(biāo)
　　　　三、刀具設(shè)計(jì)和制造
　　
　　通過和客戶之間的不間斷溝通，在得到客戶需求的一個(gè)月后，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)順利結(jié)束。整個(gè)刀體zui大切削直徑500毫米，總長(zhǎng)569.14毫米，由5個(gè)獨(dú)立的切削環(huán)組成，通過高精度的聯(lián)結(jié)組成一體。刀具外形見圖二。
　　
　　針對(duì)上面提到的2處技術(shù)難點(diǎn)，在刀具設(shè)計(jì)中通過相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化給出了解決方案
　　
　　●刀體精度：借鑒肯納公司占的曲軸銑刀的經(jīng)驗(yàn)，在刀體與刀片之間安裝調(diào)整墊片以便改善輪廓精度。當(dāng)?shù)扼w加工完成以后，安裝調(diào)整墊片并在高精度測(cè)量設(shè)備上測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)與UG軟件中的理論三維實(shí)體對(duì)照，修整墊片直到誤差接近于零。這樣，避免了由于檢測(cè)刀片的精度原因影響刀體精度的可能性。
　　
　　●刀片精度：考慮到表面光潔度的原因，用一片長(zhǎng)度約100毫米的長(zhǎng)刀片直接完成齒廓側(cè)面的切削。同時(shí)，優(yōu)化磨削工藝和夾具的設(shè)計(jì)，保證刀片厚度方向的制造公差為+/-0.005毫米，滿足齒廓精度要求。
　　
　　●刀片壽命：刀片的壽命與涂層有直接的關(guān)系，所以合適的涂層是改善刀片壽命的關(guān)鍵。結(jié)合客戶機(jī)床、夾具、工件材料等的實(shí)際情況，選擇刀片材質(zhì)為SPTAVL，這是一種在硬質(zhì)合金基體上復(fù)合涂層的刀片材質(zhì)，涂層有TiN/TiCN/Al2O3，適合于鋼件、不銹鋼和球墨鑄鐵等材料的高速切削，*的切削速度可以達(dá)到180m/min。由于出色的高溫穩(wěn)定性，這種材質(zhì)也同時(shí)適用于干切削或冷卻液切削，在這個(gè)案例中，考慮到刀體的直徑和機(jī)床的開放程度，選擇不用冷卻液的干切削。
　　
　　四、刀具應(yīng)用
　　
　　刀具從德國(guó)工廠運(yùn)抵客戶以后，順利在客戶的超大滾齒機(jī)上完成了安裝，并開始齒圈的精加工。
　　
　　精滾分三刀完成，選擇關(guān)閉冷卻液，干切削
　　
　　*刀
　　
　　切深0.6mm,切削速度80m/min，進(jìn)給量6mm/rev，鐵屑厚度約為0.055mm。
　　
　　銑削方向?yàn)槟驺?，即自上而下滾削
　　
　　切削時(shí)間16小時(shí)
　　
　　加工結(jié)束后，測(cè)量表面光潔度為Ra0.8-2.5，
　　
　　第二刀
　　
　　切深0.35mm,切削速度90m/min，進(jìn)給量5mm/rev，鐵屑厚度約為0.04mm。
　　
　　銑削方向?yàn)轫樸姡醋韵露蠞L削
　　
　　切削時(shí)間16小時(shí)
　　
　　加工結(jié)束后，測(cè)量表面光潔度比較均勻，為Ra1.0左右，
　　
　　第三刀
　　
　　切深0.35mm,切削速度90m/min，進(jìn)給量5mm/rev，鐵屑厚度約為0.04mm。
　　
　　銑削方向?yàn)轫樸?，即自下而上滾削
　　
　　切削時(shí)間16小時(shí)
　　
　　加工結(jié)束后，測(cè)量表面光潔度Ra1.0
　　
　　檢查刀片刃口，幾乎沒有磨損，說明刀片壽命遠(yuǎn)高于284.16米
　　
　　五、結(jié)論
　　
　　經(jīng)過測(cè)量，齒輪精度達(dá)到要求，齒面表面光潔度達(dá)到Ra1.0，工件*合格。
　　
　　工件的加工周期從10天以上減少為3天以下，客戶非常滿意。從切削結(jié)果可以看出，在符合工件加工要求的前提下，我們可以留更小的余量并用兩刀完成切削，周期將縮短到2天以下。
　　
　　可轉(zhuǎn)位刀片式滾刀在優(yōu)化設(shè)計(jì)的前提下，*可以用于齒輪的精滾加工。