鄭州華菱車削高鐵機車齒輪用cbn刀具牌號BN-S20

鄭州華菱車削高鐵機車齒輪用cbn刀具牌號BN-S20
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   引言：高鐵機車齒輪/齒圈滲碳淬火后變形嚴重，特別是對于大型高鐵機車齒輪/齒圈，滲碳淬火外圓和內(nèi)孔尺寸變形量一般都很大，而對于滲碳淬火后的高鐵機車齒輪外圓車削，一直沒有合適的刀具，“華菱超硬”研制的用于強斷續(xù)車削淬火鋼的HLCBN刀具，對滲碳淬火高鐵機車齒輪外圓內(nèi)孔及端面的變形進行車削修正找到了合適的斷續(xù)切削加工刀具，并在CBN刀具斷續(xù)切削加工領(lǐng)域取得世界性的突破。

高鐵機車齒輪齒圈滲碳淬火變形：高鐵機車齒輪滲碳淬火變形主要是由于工件在機加工時產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，熱處理過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)力以及工件自重變形等共同作用而產(chǎn)生的。特別是大型齒圈和高鐵機車齒輪，大型高鐵機車齒輪齒圈由于模數(shù)大、滲層深，滲碳時間較長，并受到自重影響，也會增加滲碳淬火后的變形量。大型高鐵機車齒輪軸變形規(guī)律：齒頂圓外徑呈明顯收縮趨勢，但一根齒軸的齒寬方向上，中間呈縮小，兩端略有脹大 。齒圈變形規(guī)律：大型齒圈經(jīng)滲碳淬火后，其外徑均脹大，齒寬大小不同時，齒寬方向呈錐形或腰鼓形。

高鐵機車齒輪齒圈滲碳淬火后車削加工：高鐵機車齒輪齒圈滲碳淬火變形可以在一定程度上加以控制和減小,但是不能夠完全避免.對于滲碳淬火后的變形校正不再贅述，下面是淺談滲碳淬火后車削加工及刀具的可行性。

滲碳淬火后車削加工外圓，內(nèi)孔，端面：對于滲碳淬火齒圈高鐵機車齒輪的外圓和內(nèi)孔變形量的修正，車削是最簡單的辦法，以前任何刀具包括國外CBN刀具都不能解決強斷續(xù)切削淬火后高鐵機車齒輪外圓，華菱超硬受邀對此進行刀具研發(fā)，“間斷切削加工淬硬鋼一直是個難題，何況是動輒HRC60左右的淬硬鋼，而且變形余量大，在高速車削淬硬鋼時，如果工件有間斷切削，刀具在間斷切削淬硬鋼時會以每分鐘100次以上的沖擊來完成加工，對刀具的抗沖擊性能是個很大的挑戰(zhàn)。”中國刀協(xié)專家如是說。華菱超硬經(jīng)過長達一年之久的反復(fù)試驗，推出強斷續(xù)車削淬硬鋼的CBN刀具牌號；并在滲碳淬火后的高鐵機車齒輪外圓進行車削實驗。

高鐵機車齒輪/齒圈滲碳淬火后車削加工外圓試驗

大型高鐵機車齒輪（齒圈）滲碳淬火后變形嚴重，高鐵機車齒輪齒圈外圓變形量高達2mm，淬火后的硬度為HRC60-65，客戶當時很難找到大直徑磨床，而且加工余量大，磨削效率太低，最終對滲碳淬火高鐵機車齒輪進行外圓車削。

切削線速度：50--70m/min， 吃刀深度1.5--2mm   走刀量0.15-0.2mm/每轉(zhuǎn)（根據(jù)粗糙度要求調(diào)整）

車淬火高鐵機車齒輪外圓時，一次走刀加工完成，原來用的進口陶瓷刀具只能多次加工才能把變形量切掉，而且崩刃嚴重，刀具使用成本非常高。

刀具試驗結(jié)果：比原來用的進口氮化硅陶瓷刀具抗沖擊，在吃刀深度增大三倍的情況下壽命是氮化硅陶瓷刀具的6倍！切削效率整整提高3倍（原來是三次走刀，現(xiàn)在是一次走到完成）。工件表面粗糙度也達到用戶要求，最難能可貴的是刀具的最終失效形式并不是讓人擔心的崩刀刃，而是正常的后刀面磨損。此次斷續(xù)車削淬火高鐵機車齒輪外圓實驗，打破了業(yè)內(nèi)CBN刀具不能用于強斷續(xù)車削淬硬鋼的神話！在刀具學(xué)術(shù)界引起很大的轟動！

高鐵機車齒輪淬火后硬車削內(nèi)孔的表面光潔度

以斷續(xù)切削帶油槽的高鐵機車齒輪內(nèi)孔為例：試切刀具壽命達到8000米以上，光潔度Ra0.8以內(nèi)；如果使用帶修光刃CBN刀具，淬硬鋼車削光潔度達到Ra0.4左右。并能取得很好的刀具壽命

高鐵機車齒輪滲碳淬火后車加工端面

高鐵機車齒輪熱后硬車端面時，能有效代替磨削加工，作為“以車代磨”的典型應(yīng)用，立方氮化硼刀片已經(jīng)很普及的應(yīng)用在高鐵機車齒輪端面熱后硬車的生產(chǎn)實踐中，硬車削與磨削加工相比，確實大大提高了工作效率。

綜述：

對于滲碳淬火后車削問題，對于端面車削，普通的焊接復(fù)合式立方氮化硼刀具已經(jīng)得到普及，但對于大型高鐵機車齒輪齒圈滲碳淬火的外圓和內(nèi)孔尺寸變形，大余量車削掉變形量一直是加工難題。 華菱超硬HLCBN立方氮化硼刀具斷續(xù)車削淬火鋼是刀具行業(yè)的一大進步，有利于高鐵機車齒輪行業(yè)“以車代磨”工藝的廣泛推廣，也為困擾多年的淬硬高鐵機車齒輪外圓車削用刀具問題找到了答案，對縮短高鐵機車齒輪齒圈的制造周期，降低生產(chǎn)成本也都具有重要意義；HLCBN系列刀具被業(yè)界稱為強斷續(xù)車削淬火鋼的世界典范。