干切技术在螺旋锥齿轮加工上的应用

《干切技术在螺旋锥齿轮加工上的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、干切技术在螺旋锥齿轮加工上的应用112223谢耀东张俊杰王志勇陈书涵刘赣华张明德1株洲齿轮有限责任公司湖南株洲4120002中南大学湖南长沙4110003重庆工学院重庆400050摘要：本文结合企业的实践经验，主要介绍干切技术（PowerCutting）在螺旋锥齿轮方面的应用，包括将干切技术应用在螺旋锥齿轮的干切切齿、小轮螺纹加工两个方面关键词：螺旋锥齿轮干切长期以来，螺旋锥齿轮的切齿一直使用“湿切”方法。随着机床、刀具、材料的发展，寻求一种高效、高精度、节能、环保、低成本制造高性能螺旋锥齿轮的切齿方法是行业的一个梦想。上世纪80年代未期，TM美国格里森公司推出螺旋锥齿轮PowerCUTTI

2、NG技术（干切技术）、TMTMUMCULTIMA、FreeForm技术，使得这一梦想成真，其中PowerCUTTING、TMUMCULTIMA技术获得2000年美国汽车工业最高的荣誉——PACE大奖。自此以后，国外螺旋锥齿轮围绕这一切齿技术进行了大规模的技改，使得该技术在国外得到了广泛地应用。从上世纪90以来，国内也有企业进行过螺旋锥齿轮的干切切齿尝试，但效果都不太理想。2007年12月12日，株洲齿轮有限责任公司在美国格里森工厂预验收新订购的两台凤凰600HC时，使用国产齿坯、美国刀具，干切齿数比为21/29、大端模数为10.173的螺旋锥齿轮，取得了刀具修磨后一次切齿超过80套以上的理想

3、结果。随后，株齿公司在国内又进行多次的干切切齿试验，产品大端模数从10.108~13.25，齿数从17~41，使用的齿形加工方法包括滚切法、成形法。到目前为止，株齿公司使用干切技术生产的产品已达数千套以上。2008年8月，株洲齿轮有限责任公司成功将干切技术应用在螺旋锥齿轮切齿后，又研发了螺旋锥齿轮小轮螺纹热后干切技术（热后硬车螺纹）。一、螺旋锥齿轮干切齿的优势1、干切的高效率优势国外的相关资料显示：干、湿切的切齿时间为1.5min/6min，即干切的切齿效率为湿切的4倍；当采用手动上下料时的综合加工时间为3.0min/7.5min，即手动上下料时干切的切齿工序效率为湿切的2.5倍；当干切应用

4、在自动线上而湿切使用手工上下料时，综合切齿时间为4.75min/6.75min，即干切的效率为湿切的1.4倍。下表为实际使用时，干湿切的生产效率对比数据齿数大端模数大轮湿切（端面铣削法）大轮干切（端面滚切法）效率比较粗切精切合计大轮粗精切齿湿切/干切Z=2910.17321’19’40’7’52”~9’12”5.1~4.3倍Z=2810.35720’18’38’7’45~8’54”4.9~4.3倍Z=3713.2524’9’33’13’52”2.4倍Z=4010.87522’8’30’11’01”2.7倍Z=4011.4022’8’30’14’00”2.1倍Z=3911.13122’8’30

5、’15’25”1.9倍Z=3711.75722’8’30’11’54”2.5倍Z=4110.6122’8’30’14’53”2.0倍从上表可以看，干切的加工效率为湿切的2~5倍（表中仅一个数据未达到2倍），变化的范围比较大。若湿切时采用滚切法，干切生产效率的优势是非常明显的；若湿切采用成形法，由于湿切时成形法本身的效率就比较高，干切的效率优势则体现得不那么明显；若能使用成形法的螺旋锥齿轮湿切时使用滚切法，则干切的生产效率将是湿切5倍以上。2、干切的节能环保优势螺旋锥齿轮湿切的电力消耗计算如下：大轮粗切：7.5Kw*(20~24)min/60=2.5~3Kw.h大轮精切：7.5Kw*(8~19

6、)min/60=1~2.375Kw.h小轮粗切：7.5Kw*(12~24)min/60=1.5~3Kw.h小轮两面精切：7.5Kw*(12~21)min/60*2=3~5.25Kw.h每套产品切齿工序，使用滚切法湿切的电力消耗为：(2.5~3)+2.375+3+5.25=13.125~13.625Kw.h/套每套产品切齿工序，使用成形法湿切的电力消耗为：(2.5~3)+1+1.5+3=8~8.5Kw.h/套螺旋锥齿轮干切的电力消耗计算如下：使用滚切法干切，大、小轮粗精切的电力消耗为：20Kw*(7.86~9.2)min/60*2=5.24~6.13Kw.h/套使用成形法干切，大、小轮粗精切的

7、电力消耗为：20Kw*(11.01~15.42)min/60*2=7.34~10.28Kw.h/套从上述计算可以看出，都使用滚切法时，干切的电力消耗要比湿切低很多；若都使用成形法，从理论计算的角度上看，其电力消耗差别不大。由于干切不使用任何冷却剂（油、液、气），所以也不会对环境产生任何不良影响。3、干切的低成本优势从目前情况看，虽然实现螺旋锥齿轮干切齿存在有设备投资大、刀具首期投入大、国内在技术存在断层等缺陷