一、多头滚刀的核心结构特性
1、多头滚刀和普通单头滚刀的核心差异,就是滚刀的螺旋头数从1头增加到2头、3头甚至4头,滚刀每旋转一圈,工件可以同步转过2个、3个、4个齿,而普通单头滚刀旋转一圈工件只转过1个齿,在相同的滚刀转速下,多头滚刀的分度运动速度直接成倍提升,加工效率大幅上涨。
2、多头滚刀的齿距精度和单头滚刀处于同一等级,只要滚刀的制造精度合格,加工出来的齿轮的周节累积误差完全可以满足IT8级精度要求,完全满足绝大多数粗加工场景的精度要求,不需要担心多头滚刀加工出来的齿轮精度不合格的问题。
3、多头滚刀的材料和涂层和普通单头滚刀完全一致,采用高性能高速钢加TiAlN硬质涂层,刀具的耐用度和单头滚刀基本相当,不需要额外改动滚齿机的刀具装夹结构,就可以直接替换使用,落地改造成本几乎为零。
二、多头滚刀的标准使用调整方法
1、使用多头滚刀之前,首先要修改滚齿机的分度挂轮传动比参数,把滚刀的头数K代入分度传动比计算公式,重新计算分度挂轮的齿数组合,保证滚刀旋转一圈,工件精准转过K个齿的角度,不能沿用单头滚刀的分度参数,否则会直接出现乱牙,工件直接报废。
2、调整滚刀的安装角度,多头滚刀的螺旋升角比同规格单头滚刀大,要重新计算滚刀的安装角度,保证滚刀的切削刃方向和工件的齿向方向完全匹配,避免安装角度偏差导致齿面出现切削残留,齿形精度超差。
3、粗加工场景下,适当降低轴向进给量10%-20%,避免多头滚刀的切削负荷成倍上升,超过机床的刚性和刀具的强度极限,引发机床振动、刀具崩刃的问题,调整好切削参数之后,首件试切确认齿形精度合格,再开始批量生产。
三、效率提升幅度和适配场景
1、在相同的滚刀转速、相同的轴向进给量的前提下,2头滚刀的粗加工效率是单头滚刀的2倍,3头滚刀的效率是单头滚刀的3倍,大批量粗滚场景下,加工效率直接提升数倍,单件粗加工工时直接减半,生产效率收益非常显著。
2、多头滚刀最适合大批量齿轮的粗加工场景,比如汽车变速箱齿轮、电动工具齿轮的规模化粗滚生产,这类场景对粗加工效率要求极高,后续还有精加工工序保证最终精度,完全可以发挥多头滚刀的效率优势,大幅提升整条生产线的产能。
3、精加工场景不建议使用多头滚刀,多头滚刀的齿形包络误差比单头滚刀稍大,精加工优先选用单头高精度滚刀,保证最终的齿形精度,采用“多头滚刀粗滚+单头滚刀精滚”的组合工艺,兼顾最高的生产效率和最终的加工精度,是大批量齿轮生产的最优工艺方案。