硬车削在Y4M项目中的运用.pdf

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1、第l期汽齿科技2010年硬车削在Y4M项目中的运用詹恕红汽车变速器中的传动齿轮为了满足使用需求，一般都需要淬火处理。淬火钢作为一种难以加工的材料，其切削特点为：①硬度高、强度高．几乎没有可塑性，这是淬火钢的主要切削特点；②切削力大，切削温度高．切屑与前刀面接触长度短。切削力和切削热集中在切削刃附近，刀具易磨损和崩刃：③不易产生积屑瘤，可以获得较小的加工表面粗糙度。淬火钢零件的传统精加工方法采用磨削，随着超硬材料刀具的出现及数控机床等加工设备精度的提高，硬切削已成为一种新的淬火钢精加工方法。在一定条件下，可以用车削代替磨削，就是所谓的硬车削。我厂现在许多试制和正式

2、生产中也开始使用硬车削．通过工作中的不断总结，我发现了硬车削与磨削相比具有以下优点：(1)硬车削的加工效率高。去除同样体积的材料，硬车削具有比磨削更高的加工效率，而加工能量消耗是磨削的1／5。硬车削相对磨削来说，可以采用大的切削深度、高的工件转速。因此金属切除率是磨削加工的3倍。(2)硬车削是绿色制造工艺。磨削加工产生的废液和废弃物越来越难以处理和清除．且对人体有害。硬车削无须加切削液，加工中所产生的大部分热量被切屑带走。硬车削时，切削区的高温使工件材料退火变软，切屑形成容易，工件加工表面没有烧伤或裂纹。此时，若用切削液，反而使刀具受损和加工表面质量变坏。同时硬

3、车削可省去与切削液有关的装置，降低生产成本，简化生产系统，形成的切屑干净清洁，回收处理容易。(3)硬车削的设备投资少，适合柔性生产要求。在生产率相同时，车床成本是磨床的1／3~1／2，占地面积小，辅助系统费用低。磨床则需要水槽、切削液、过滤器等辅助系统。车削是一种加工范围广的柔性加工方法，可配备多种刀具转盘、刀库等，以实现加工转换。现代CNC车床尤其适合硬车削。对多品种、计划多变、交货期短、生产批量小的柔性化生产更显其优越性。(4)硬车削可使零件获得良好的整体加工精度。一般来说，硬车削比磨削更能保持工件表面性能的完整性。目前磨削比硬车削的尺寸精度高，磨削可保证l

4、I．tm。如果机床、uT装夹具的精度都比较理想，再加上合适的加工参数和刀具，硬车削也同样可以保证3I．tm，表面粗糙度可以达到Ra0．51。因此硬车削还是值得大力推广。Y4M档位齿试制时，内孔与端面都需要热后精加工，本来项目组想参照F15的工艺，使用磨削来进行内孔加工，端面运用硬车加工。我提议将磨内孔改成硬车内孔，并将端面及内孔摆在一道工序上加工，这样不但可以大大提高生产效率，而且一次装夹减少了装夹中的误差，保证了加：【精度。并且根据我平时的工作经验，我厂现有的硬车削加工能力完全可以保证工艺要求的精度。正式试制时，我选用了我厂新购置的数控车床CK7815C。这台

5、机床的稳·20·汽齿科技2O10年定性及精度都是非常高的，完全可以满足工艺要求。下面就是我根据一个零件编的加工程序：NlTo9l7(换第一把刀、设置TO)F)G97MO3S80o(设定转速)G0XIO5．0(径向初定位)Z50(轴向初定位)GlZ2．OF3．0(轴向定位)GlZ-9．0FO．1(车孔径)GlU-0．5(径向退刀)Z30．F3．0(轴向退刀)G0X2o0Zl00(返回安全换刀点)TD90o(取消刀补)N2Tllo0(换第二把刀)G50S6o0(设定最高主轴转速)G96M03S200(设定转速为200米，分)Tlll8(设置第二把刀刀补)GOXl04

6、．OZ5O(径向轴向初定位)GlZl0F3．0(轴向定位)GlX149．0F0．O8(车端面)W0．5(轴向退刀)Z3OF3．O(轴向退刀)M05(主轴停止)G0X200Zloo(返回换刀点)M3O(程序结束)在刀具的选择上，硬车一般使用陶瓷刀具及CBN(立方氮化硼)刀具。根据实际使用情况，陶瓷刀片容易爆刀，CBN刀片的使用性能更加优良，CBN的硬度和耐磨性仅次于金刚石，有极好的高温硬度，与陶瓷刀具相比，其耐热性和化学稳定性稍差，但冲击强度和抗破碎性能较好。所以选择了CBN刀具。根据工作中经验的总结，切削速度、进给量、切削深度是影响加工精度和加工后表面粗糙度的主

7、要因素。进给量对表面粗糙度的影响最大，切削速度次之，切削深度影响最小。当进给量达到某一值时，表面粗糙度达到最小值。而随着切削速度的增加，表面粗糙度将一直减小。而当切削深度增加时，虽然切削力也将增加，但切削刃与加工金属的接触长度也随之增加，从而使得单位长度切削刃上被切除金属的变形力和摩擦力都没有改变，切屑变形系数也没有改变，切削温度改变也不多，因为随着切削的宽度增加，改善了切削刃的导热。由于这些原因，一般切削时，切削深度对表面粗糙度的影响不大。所以根据零件实际尺寸我将转速定在800--1000r／min，进给量为0．08~0．10删II／r．切削深度为0．10加．

8、15mill。实际加工后