技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬切削刀具技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說是涉及一種復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀及其加工工藝。

背景技術(shù)

旋錐齒輪因其顫動平穩(wěn)和承載能力高，廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、航空、機(jī)床等工業(yè)領(lǐng)域。這些齒輪為了提高其加工效率及精度在批量生產(chǎn)是均以應(yīng)用專用的弧齒錐齒輪銑齒機(jī)及弧齒錐齒輪刀具進(jìn)行加工。切削刀具的形式分為一刀盤和刀齒組合式的及整體結(jié)構(gòu)銑刀，公稱直徑在1/2”至6”的弧齒錐齒輪刀具多數(shù)會采用整體結(jié)構(gòu)。隨著齒輪制造行業(yè)的要求不斷提升，刀具的材料也從原有的M2到M35發(fā)展到現(xiàn)在更愿意采用asp20522030、S390等粉末冶金高速鋼。無論組合式的刀體或者是整體結(jié)構(gòu)的銑刀，最終參與切削并可重復(fù)研磨的刃部僅占整個刀體的1/3甚至更低。完成使用壽命后大部分高性能材料的刀體即被廢棄，制造原料成本及使用超高。且以往采用釬焊加工復(fù)合刀具，對結(jié)合面的要求較高，機(jī)加工及手工參與較多，分步熱處理復(fù)合工藝為保證半成品加工余量，而造成余量過大造成后續(xù)磨齒工序效率下降，產(chǎn)品穩(wěn)定均一化程度不理想，因此需要著重開發(fā)一種復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀的加工工藝。且現(xiàn)有刀具多采用整體結(jié)構(gòu)及刀齒及刀體均采用相同材質(zhì)的整體結(jié)構(gòu)加工，加工原料為整體的棒料，而在刀具實際工作部分不到整個刀具體積的十幾分之一，其余刀體部分不參與切削對于大公稱直徑的整體刀具(6英寸)甚至不到20分之一。而采用復(fù)合法加工的方法多為銀釬焊接或者閃光對焊等焊接工藝，焊接面及焊材本身存在無可避免的缺陷：焊接接合面氧化，高溫應(yīng)力改變造成材質(zhì)變形、焊材本身問題造成熱處理時開焊等問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀及其加工工藝，目的就是為了解決上述之不足而提供。本發(fā)明采用熱等靜壓粉末冶金的方法直接將高合金粉末冶金高速鋼與普通高速鋼材質(zhì)(工具鋼及低合金高速鋼)在高溫高壓(130Mpa)的環(huán)境下，使得粉末冶金高速鋼100％致密化的同時且兩種材質(zhì)緊密結(jié)合，在接合面兩種材質(zhì)充分侵入融合成整體結(jié)構(gòu)，改善了因傳統(tǒng)焊接造成的結(jié)構(gòu)缺陷，并且兩種材質(zhì)在熱處理過程中也不會因其結(jié)合部分材質(zhì)物理特性造成溶蝕開焊。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：

一種復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀，包括粉末冶金高速鋼刀齒和高速鋼刀本體；所述高合金粉末冶金高速鋼刀齒包覆設(shè)置于所述高速鋼刀本體上表面，且所述高合金粉末冶金高速鋼刀齒與所述高速鋼刀本體的結(jié)合面互相充分侵入融合成一體結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述高速鋼刀本體中留有預(yù)車去的芯部部分；旨在為了控制在粉末致密化的同時確保其在熱等靜壓過程中的形變程度，并進(jìn)一步減少了高合金粉末冶金高速鋼粉末的消耗。

同時，本發(fā)明還提供了一種上述復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀的加工工藝，包括以下步驟：

步驟1)根據(jù)成品銑刀刀具的結(jié)構(gòu)尺寸，確定銑刀刀具的坯料尺寸，同種公稱直徑銑刀刀具擬定通用規(guī)格坯料；

步驟2)采用工具鋼及低合金高速鋼加工高速鋼刀本體部分，并留有加工余量；

步驟3)清潔高速鋼刀本體的預(yù)結(jié)合部分，保證其表面無油無水無銹跡；

步驟4)將經(jīng)過計算收縮量后的包套焊接于高速鋼刀本體的預(yù)結(jié)合部分；

步驟5)將包套空間內(nèi)加滿高合金粉末冶金高速鋼并震實后進(jìn)行冷等靜壓；

步驟6)對包套進(jìn)行抽真空，且在抽真空的同時增溫脫氣；同時在抽真空口打褶密封前，用真空表持續(xù)測量包套內(nèi)真空度變化，避免包套漏氣；

步驟7)待將包套真空密封后，將多個預(yù)處理坯料碼疊并緊固，進(jìn)入熱等靜壓機(jī)；

步驟8)完成熱等靜壓工藝后，降溫后去除包套，得到具有高合金粉末冶金高速鋼刀齒的復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀初坯；

步驟9)進(jìn)行后續(xù)常規(guī)銑刀刀具加工步驟，得到最終的復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀。

優(yōu)選地，所述步驟6)中將包套內(nèi)抽真空至≤2Pa，增溫至350℃。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明該復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀降低了高合金粉末冶金高速鋼的使用占比，僅參與切削部分采用高性能粉末冶金材料，其余部分采用普通高速鋼降低制造成本，節(jié)約原料成本至整體刀具50％以上；結(jié)合部穩(wěn)定無開裂，熱處理后余量小易加工，從而大大改善了傳統(tǒng)釬焊刀具焊接易開裂開焊缺陷；更加有效的改善了傳統(tǒng)焊接加工余量過大問題，提高了產(chǎn)品加工效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀的截面示意圖；

圖2為本發(fā)明一種復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀的俯視圖；

圖3為本發(fā)明一種復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀的加工工藝的熱等靜壓裝料示意圖；

圖4為本發(fā)明一種復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀的刀具半成品(除去包套及芯部)示意圖；

圖5為本發(fā)明一種復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀的刀具成品示意圖。

圖中：1、高合金粉末冶金高速鋼刀齒；2、高速鋼刀體；3、包套。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實施例1

參照圖1-2所示一種復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀，包括高合金粉末冶金高速鋼刀齒和高速鋼刀本體；所述高合金粉末冶金高速鋼刀齒1包覆設(shè)置于所述高速鋼刀本體2上表面，且所述高合金粉末冶金高速鋼刀齒1與所述高速鋼刀本體2的結(jié)合面互相充分侵入融合成一體結(jié)構(gòu)。

作為本實例的優(yōu)選或可選的方式，所述高速鋼刀本體2中留有預(yù)車去的芯部部分。

實施例2

參照圖3-5所示一種復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀的加工工藝，包括以下步驟：

步驟1)根據(jù)成品銑刀刀具的結(jié)構(gòu)尺寸，確定銑刀刀具的坯料尺寸，同種公稱直徑銑刀刀具擬定通用規(guī)格坯料；

步驟2)采用工具鋼及低合金高速鋼加工高速鋼刀本體2部分，并留有加工余量；

步驟3)清潔高速鋼刀本體2的預(yù)結(jié)合部分，保證其表面無油無水無銹跡；

步驟4)將經(jīng)過計算收縮量后的包套3焊接于高速鋼刀本體2的預(yù)結(jié)合部分；

步驟5)將包套3空間內(nèi)加滿高合金粉末冶金高速鋼并震實后進(jìn)行冷等靜壓；

步驟6)對包套3進(jìn)行抽真空，且在抽真空的同時增溫脫氣；同時在抽真空口打褶密封前，用真空表持續(xù)測量包套3內(nèi)真空度變化，避免包套3漏氣；

步驟7)待將包套3真空密封后，將多個預(yù)處理坯料碼疊并緊固，進(jìn)入熱等靜壓機(jī)；

步驟8)完成熱等靜壓工藝后，降溫后去除包套3，得到具有高合金粉末冶金高速鋼刀齒1的復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀初坯；

步驟9)進(jìn)行后續(xù)常規(guī)銑刀刀具加工步驟，得到最終的復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀。

作為本實施例的優(yōu)選或可選方式，步驟6)中將包套3內(nèi)抽真空至≤2Pa，增溫至350℃。

本發(fā)明該復(fù)合法弧齒錐齒輪銑刀降低了高合金粉末冶金高速鋼的使用占比，僅參與切削部分采用高性能粉末冶金材料，其余部分采用普通高速鋼降低制造成本，節(jié)約原料成本至整體刀具50％以上；結(jié)合部穩(wěn)定無開裂，熱處理后余量小易加工，從而大大改善了傳統(tǒng)釬焊刀具焊接易開裂開焊缺陷；更加有效的改善了傳統(tǒng)焊接加工余量過大問題，提高了產(chǎn)品加工效率。

以上所述，僅是本發(fā)明較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。