汽车变速箱齿轮（20crmnti）HRC58-63机加工刀具及加工参数

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汽车变速器齿轮的加工工艺路线为：车削-切齿、滚齿或剃齿-修边-热处理-磨削（内外径、端面）。

齿轮的加工精度在经过表面热处理后也会出现降低。其导致齿轮热处理的变形所造成的偏差主要体现三种方面：1，机械加工 2，切齿加工 3，磨削加工 汽车变速器齿轮最重要的性能是强度、耐久性及噪声，而这些性能的主要原因是齿轮剃齿加工和齿轮表面热处理。针对齿轮外径内径热后常采用磨削工艺已达到高精度要求，能获得很亮的光洁度。然而采用磨削工艺使工件表面会出现磨损且生产成本也很高加工效率也低。

齿轮材质（20crmnti）渗碳淬火变形主要是由于工件在机加工时产生的残余应力，热处理过程中产生的热应力和组织应力以及工件自重变形等共同作用而产生的。特别是大型齿圈和齿轮，大型齿轮齿圈由于模数大、渗层深，渗碳时间较长，并受到自重影响，也会增加渗碳淬火后的变形量。大型齿轮轴变形规律：齿顶圆外径呈明显收缩趋势，但一根齿轴的齿宽方向上，中间呈缩小，两端略有胀大

齿轮渗碳淬火后车削加工外圆，内孔，端面：对于渗碳淬火齿圈齿轮的外圆和内孔变形量的修正，车削是最简单的办法，以前任何刀具包括国外CBN刀具都不能解决强断续切削淬火后齿轮外圆，华菱超硬受邀对此进行刀具研发，“间断切削加工淬硬钢一直是个难题，何况是动辄HRC60左右的淬硬钢，而且变形余量大，在高速车削淬硬钢时，如果工件有间断切削，刀具在间断切削淬硬钢时会以每分钟100次以上的冲击来完成加工，对刀具的抗冲击性能是个很大的挑战。”刀协专家如是说。华菱超硬经过长达一年之久的反复试验，推出强断续车削淬硬钢的CBN刀具牌号；并在渗碳淬火后的齿轮外圆进行车削实验。

郑州华菱针对齿轮热后硬车刀片牌号BN-H11 BN-H10 ,实现以车带磨工艺提高加工效率，降低生产成本。

齿轮（20crmnti）渗碳淬火后硬车加工CBN刀片牌号及切削参数：

工况一：连续切削（精车）：

加工材料：20CrMnTi齿轮钢（淬火后硬度58HRC-63HRC)， 淬火后精车。

连续切削时常用切削参数：线速度Vc=120-230m/min；进给量fn=0.06-0.25mm/r；背吃刀量ap≤0.3mm。

连续切削时常用刀具：

1）齿轮20crmnti渗碳淬火硬车削刀具牌号BN-H10：适合高速连续切削，耐磨损性和耐崩损性均衡，可获得Ra0.4内的切削粗糙度（如图1）；

2）齿轮20crmnti渗碳淬火硬车削刀具BN-H11：特点：更多数量的CBN刃口，使用成本更经济

连续切削的案例：以车代磨加工齿轮内孔

加工材料：齿轮钢（淬火后硬度58HRC-63HRC)

加工工序：淬火后精车（连续切削）

刀具：BN-H10

切削参数：ap=0.2mm

Fr=0.1mm/r

Vc=180mm/min

切削状态：连续切削，干式切削。

郑州华菱超硬刀具优势： 

国家重点产学研科技攻关项目成果，实用新型产品。与目前普遍使用金属结合剂的整体CBN刀具相比，其优势在于：避免了因为加入金属结合剂，造成的CBN刀具寿命降低。

应用行业：

热处理后高硬度材料的粗、精车如齿轮、轴承、齿轮轴，心轴，滚轮，滚珠丝杠等工件热后硬车削；矿山机械水泥机械行业的高硬度合金钢、耐热钢、耐磨钢以及合金堆焊材料的车削；铸钢件车削；各种淬硬工件，氮化工件，渗碳工件的粗、精加工、断续切削等领域。模具热处理后的变形量得修复，以车代磨，硬车削。立方氮化硼刀片