刀具涂层在轴加工中的应用

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斯太尔贯通轴为中桥上的重要传动零件，（如图所示），其承担着将传动轴输送出的力矩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。

未涂层刀具与涂层刀具切削微观示意图
左图：未涂层刀具，因摩擦系数大等原因存在严重的积屑瘤
右图：涂层后的刀具，摩擦系数小，无明显积屑瘤

物理气相沉积（pvd）是一种物理气相反应生长法。沉积过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,ti,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（oerlikonbalzers）涂层公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（或准干式）切削加工条件应用试验证明性能优异，涂层的高硬度和抗磨损性使得可切削材料硬度达到hrc70。

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5-7mm，表面硬度50-55hrc，心部为调质组织，硬度要求35-40hrc。从理论上分析完全可以应用该涂层刀具切削热后贯通轴。

选用花键滚刀，在经欧瑞康巴尔查斯（oerlikonbalzers）涂层后，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（s=250r/minf=13m/min）的情况下，加工噪音明显降低。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，从记录数据可以看出，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。