聊一聊高速干式滚齿技术在数控机床发展中的运用

自20世纪60年代以来，世界各国一直努力使用硬质合金滚筒来提高滚筒的技术水平。在我国重型机械行业，对于模块较大的淬火齿轮(硬度50~52HRC)，进行磨齿精加工，精度保证达到7~8级，个别情况也达到6级精度水平，在这方面已有成熟的加工经验，基本相当于海外水平。进入90年代中期，新型成形磨床的出现大大提高了磨床的效率和精度，进一步减轻了磨床技术的需求，研究工作的重心也转移到了大量生产的滚动剃须机齿轮上。近年来，为了进一步提高生产效率和降低成本，特别是随着环保立法对切削液的使用和废油处理的限制，齿轮加工研究的重心转向了不使用切削液的干式齿轮加工，以获得更好的社会和经济效益。

随着齿轮传动速度、承载能力、寿命等要求的提高，运行噪音、制造成本的降低，业内对齿轮的设计、加工等提出了更高的要求。特别是近年来，硬齿面和调质硬度在350HB左右的中硬齿面齿轮的普及和应用几乎取代了软齿面齿轮，这给齿轮的制造带来了一定的困难，同时对齿轮刀具和齿轮的制造装备提出了更高的要求。

高速切削的优点。效率高，成本低。高速干式滚筒齿的效率是传统湿式滚筒齿的3~4倍，刀具寿命是一般湿式加工的5倍。在齿轮加工中，使生产成本降低40%。

干式滚筒不仅节约了资源，降低了制造成本，而且没有环境污染，符合绿色制造的发展理念，也符合环境保护的环境保护要求。没有切削油对环境的污染。

机床结构紧凑。干式滚齿省去了油屑分离过程，无冷却润滑油箱和油屑分离装置以及相应的电气设备，因此机床结构紧凑，占地面积小。

节省了后续处理成本。因为此过程为干式切削，冷却用风进行冷却，工件表面无冷却液残留，后续不需要对工件进行清洗等操作，节省清洗机及清洗过程。降低生产成本。

干式切削与湿式切削相比，提高切削速度，尽量缩短切削工具与切削工具的接触时间，使切削产生的热量尽量被切削工具和冷却空气带走。因此，干式滚齿在应用中的关键技术均与此相关，具体包括机床、刀具和工艺参数3个方面。

干式高速滚齿工艺对滚齿机的要求，除了强度、刚度和抗振性等基本要求外，还应满足以下条件：提供足够高的切削速度和切削功率，合理的空气冷却方式及冷却点分配，从而保证工件质量和延长滚刀寿命。

干切滚刀对原材料是用硬质合金还是用高速钢、什么成分及牌号、用什么涂层、热处理硬度值、刃磨后处理要求、能达到的滚齿速度和进给量，使用后它的磨损特征是什么，这些都需要在刀具选择的时候进行考虑，确保刀具的寿命、更换周期和经济性等。

工具涂层要求:为了提高工具的寿命和切削速度，须涂层工具。考虑到刀具的修磨后重新涂层，须选择涂层材料。需要注意的是，涂层材料不能与刀体材料发生化学反应，具有可退涂性。综合考虑后，我公司选用BALZERS公司的AlCrN涂料，涂料颜色为亮灰色，历经涂料后刀具表面硬度可达3200HV，大工作温度可达1-1-100℃，切削速度可达500m/min。