浅谈刀具涂层技术在贯通轴加工中的应用

来源：塑胶五金网发布时间：2014-11-21 15:27:37点击率：

　　斯太尔贯通轴为中桥上的重要传动零件传送至后驱动桥的作用，其质量好坏直接影响到车辆运行是否正常。

　　输入端花键原图纸结构形式为矩形花键，加工工艺为：滚矩形花键a→磨外圆c→滚花键d→热后校直c→磨矩形花键a。公司尝试将str贯通轴花键改为渐开线花键，并进行了小批量试制加工，加工工艺方法为:热前磨外圆b→滚渐开线花键a→热前磨外圆c→滚花键d→热后校直c→热后校直b，花键连接改为渐开线后，消除了原矩形花键形式磨削裂纹现象，但热前需增加一道磨c处外圆工序，而且由于热后需要同时满足a、c处校直精度，给加工带来很大困难，且生产效率受到一定影响。

　　为保证整桥的密封，就需要保证凸缘法兰与贯通轴花键装配后对油封的综合跳动量，所以渐开线外花键对轴承安装外径的跳动尤其重要。根据我厂设备的实际情况，贯通轴热前滚渐开线花键跳动工艺保证能力在0.04。由于热处理校直难度增加，批量生产时，热处理淬火后校直工艺保证能力在0.08，无法满足产品图纸要求0.06，经常出现因凸缘与贯通轴花键装配后对油封的综合跳动量大而导致的漏油问题。

　　为提高贯通轴成品花键质量，从而提高桥总成质量，降低制造成本，我们通过多次试验，成功的摸索出了利用刀具涂层技术热后干切花键的方法。

　　参数不变的情况下，为了提高生产效率并降低生产成本，对刀具采用涂层技术，降低刀具磨损，以提高刀具耐用度越来越成为一种趋势。

　　刀具涂层是指在强度和韧性较好的硬质合金或高速钢一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物，涂层作为一个化学屏障和热屏障，减少了刀具与工件间的扩散和化学反应，从而减少了月牙洼磨损。涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性。上页为欧瑞康巴尔查斯涂层刀具与未涂层刀具的切削状况示意图。

　　目前国内外涂层技术已取得了飞速的发展，涂层工艺越来越成熟。物理气相沉积程是在真空或低气压气体放电条件下，即在低温等离子体中进行的。涂层的物质源是固态物质，经过“蒸发或溅射”后，在工件表面生成与基材性能完全不同的新的固态物质涂层。pvd涂层材料主要为tin、t、crn、tialn、altin、alcrn、wc/c、dlc和金刚石等成份，不同的应用领域需选用不同的涂层材料。涂层的厚度通常只有几个微米，硬度却是钢铁的2到5倍。欧瑞康巴尔查斯司发明了用铬元素取代钛元素的涂层技术，并于2004年推出了商品名为balinitalcorna的单层alcrn涂层。alcrn涂层的高红硬性使其在极高的热负荷下仍可保持性能稳定，在高速切削、干式异，涂层的高硬度和抗磨损性使得可切削材料硬度达到

　　贯通轴产品材料为49crmo4，热处理技术要求为：感应淬火效硬化层深度5质组织，硬度要求35分析完全可以应用该涂层刀具切削热后贯通轴。

　　该产品的花键参数为：z=46，m=1.27/0.635，压力角37.5度。采用原加工工艺的情况下，我们对所加工产品进行了跟踪，得出以下表格：

　　由以上数据可以看出，由于存在热处理过程，在热处理前后，花键跨棒距及花键跳动均发生变化，造成热后尺寸无法控制。

　　我们选用花键滚刀，在经欧瑞康巴尔查斯，进行工艺试验。工艺方法为：热前磨外圆c→滚花键d→热后c处校直→热后滚花键b，将原滚花键工序转移至热后进行加工。

　　在原来切削参数不变的情况下，加工噪音明显降低。我们对加工出产品进行了质量跟踪，将任意抽检10件贯通轴花键跳动及m值变动量数据记录如下：

　　从以上数据可以看出，应用涂层刀具热后滚切贯通轴加工精度完全符合图纸要求，该精度要求可以取消偏离。m值变动量减小后提高了与凸缘装配后侧隙变动量，从而提高了装配精度。

　　我们成功地进行了用冷风代替润滑油冷却的加工试验，加工现场环境得到提高，工艺改进前切削油用量为170公斤/月，可节约切削油费用约867元/月.1元/公斤)，每年可节约的切削油费用为10404元。利用干切技术所加工花键经过检测，各项精度均满足生产工艺要求，并且齿面光洁度有所提高。现场噪声很小，没有冷却液，闻不到油污味，生产场地干净整洁。

　　2.2.3工艺改进后节省了一道热前磨外圆b工序，热后校直难度降低，减轻了工人劳动强度。

　　1.刀具涂层技术在减小刀具加工过程中的摩擦系数，降低刀具成本，提高刀具寿命等方面起到了明显的作用。

　　2.刀具涂层技术在贯通轴热后加工中的应用在国内属，装车试验证明该方法改善了凸缘与贯通轴花键装配后对油封的综合跳动量，避免了由此导致的漏油现象，制造成本的下降为企业带来的效益可观。

　　3.此技术应用逐步得到了推广，现在桥壳及差速器壳加工应用中已取得了初步成效。

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