科创中国

高新技术改造传统产业

变速器齿轮类零件热处理后表面硬度高，刀具寿命低。在加工过程中，常出现表面振纹、缠屑、锥度大、刀具崩刃等问题，导致产品质量不稳定，废品率高，严重制约了齿轮自动化产线的稳定生产，无法满足智能工厂“黑灯生产”的要求。 通过对热后切削机理及刀具磨损机理的研究，先后引进并创新设计了多种先进的硬态车削刀具。具体包括如下： 1）研究车床硬态刮削技术，颠覆传统刀片使用刀尖车削，而以刀片的直线边做主切削刃进行车削，具有刀具寿命长、效率高、表面粗糙度小的优势。该成果设计了压板式矩形外圆刮刀，改善了某长轴外圆刮削过程中的振纹、锥度问题，寿命较传统刀片的40件提升至1500件。另外，设计了可调角度锥面刮刀，实现了普通车床上锥面一次插车成型，无横向车削纹路，保证工件粗糙度在***以内，刀片寿命由原来40件提高至1600件。 2）研究快进给车削技术，开发多款业内首创的快进给车削刀具，其独特的刃口设计理念，延长了刀屑接触长度，延缓了主切削刃的磨损，提高了副切削刃的修光作用，具有刀具寿命长、效率高、适用范围广的优势。

在制造业加快数字化转型的趋势下，对齿轮类产品热后加工工艺提出了更加高效稳定、绿色环保、低成本的新要求。目前，热后车削工艺已经得到越来越广泛的应用，相比传统的磨削工艺，热后车具有加工效率高、柔性高、设备投入低且清洁环保的优势。但是现阶段热后车削工艺仍然存在许多制约自动化产线生产的瓶颈问题，比如： 1）由于工件热处理后表面硬度高，切削温度和切削力大，刀片磨损快，刀具寿命普遍偏低，因此导致换刀频繁，自动线稳定运行时间短，达不到“黑灯生产”的要求； 2）热后车作为产品的最终精加工工序，工艺尺寸精度、表面质量要求较高，但加工不稳定，常出现尺寸锥度大、表面振纹、缠屑等问题，将直接影响成品质量和合格率，导致自动线无法平稳生产。 3）热后车用CBN刀片单片价格贵，单件加工成本高，车间消耗量大，刀具采购费用高。

史晓亮 陕西法士特汽车传动工程研究院 数控切削工程师/中级工程师 杨永星 陕西法士特汽车传动工程研究院 数控切削工程师/中级工程师 贾聚鹏 陕西法士特汽车传动工程研究院 数控切削工程师/中级工程师