競(jìng)爭(zhēng)激烈的全球市場(chǎng)要求齒輪制造廠(chǎng)家提高生產(chǎn)率同時(shí)降低生產(chǎn)成本。這一點(diǎn)意味滾刀要實(shí)現(xiàn)更高的滾齒速度和進(jìn)給速度。這需要借助于優(yōu)質(zhì)材料，高性能涂層。由于優(yōu)質(zhì)刀具通常意味著高昂的價(jià)格，有些機(jī)加工廠(chǎng)在不分析生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)方面以確定真正重要的因素——生產(chǎn)每個(gè)零件所花費(fèi)的總成本——的情形下就拒絕采用高性能滾刀。
為實(shí)現(xiàn)更高齒輪加工生產(chǎn)率的要求已經(jīng)導(dǎo)致刀具設(shè)計(jì)者開(kāi)發(fā)高性能、多螺紋、柄式滾刀。柄式滾刀用整體刀具鋼棒料制造。通常直徑較小，一般長(zhǎng)于孔式滾刀。當(dāng)安裝在滾齒機(jī)上時(shí)，由軸頸在兩端固定，而不像孔式滾刀那樣安裝在一根心軸上。
整體柄式刀具常用于加工蝸輪，其要求滾刀直徑接近蝸輪直徑。優(yōu)化的柄式滾刀最適合大批量高產(chǎn)量應(yīng)用場(chǎng)合。大直徑、大模數(shù)齒輪，諸如用于卡車(chē)變速箱或礦山機(jī)械等，通常采用孔式滾刀生產(chǎn)。
格里森(Gleason)的Genesis柄式滾刃帶有一個(gè)D形驅(qū)動(dòng)——接觸傳遞扭矩的滾刀鍵整個(gè)表面。
一般地，大部分機(jī)床的平面驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)在扭矩作用下導(dǎo)致接口稍微對(duì)偏，引起高應(yīng)力線(xiàn)接觸。
降低柄式和孔式滾刀切削時(shí)間的因素包括提高進(jìn)給速度和滾刀速度及滾刀上螺紋的數(shù)量。在刀具設(shè)計(jì)者試圖優(yōu)化性能時(shí)，他們尋求直徑較小的刀具，因?yàn)樾≈睆皆诮o定表面速度(英尺/分鐘)下可以實(shí)現(xiàn)更高的刀具轉(zhuǎn)速。由于柄式滾刀直徑較小，且沒(méi)有孔，在直徑類(lèi)似的情況下，它們的長(zhǎng)度要比孔式滾刀的長(zhǎng)。這就形成了更大的輪換切削區(qū)域，并在每道切削過(guò)程中，在滾刀上可以切削更多的工件。滾刀沿其軸線(xiàn)輪換使尖銳的滾齒進(jìn)入切削區(qū)。
格里森公司的工程經(jīng)理Glenn Schlarb說(shuō)：“柄式滾刀之所以生產(chǎn)率高是因?yàn)樵诿康狼邢髦醒貪L刀有更多的輪換位置，由于滾刀材料和刀具涂層耐磨性的提高使切削次數(shù)增多，因此可以加工更多零件。
滾齒過(guò)程可以在用或不用冷卻液的情況下進(jìn)行。但是，許多用戶(hù)更偏向于進(jìn)行干滾，因?yàn)榭梢员苊猸h(huán)保問(wèn)題并消除與冷卻液有關(guān)的清理成本。干切要求采用其有優(yōu)質(zhì)涂層的滾刀，具有較高的溫度穩(wěn)定性及較低的導(dǎo)熱性，以保護(hù)在干式，高速滾齒條件下的切削刃。
由于柄式滾刀為整體式，并且在安裝到機(jī)床中時(shí)采用的部件更少，與孔式滾刀組件相比，它們的剛性更高。滾刀安裝在用于磨刀、安裝和檢測(cè)的頂尖之間，因此可以被檢測(cè)到。與孔式滾刀相比，柄式滾刀消除了孔和心軸間跳動(dòng)公差的累積，以及因墊片和安裝螺母而引起的振顫誤差。
柄式滾刀的長(zhǎng)度形欲一個(gè)巨大的可輪換切削區(qū)域，每把滾刀可以切削大量零件
優(yōu)質(zhì)柄式滾刀鋼且有較高的耐磨性，在切削時(shí)無(wú)論在室淋還是高溫下均具有較高的硬度。盡管優(yōu)質(zhì)鋼和涂層比低性能材料成本更高，但是用直徑較小的柄式滾刀產(chǎn)生的較高切削速度卻可以保證每個(gè)零件更快的循環(huán)時(shí)間和更低的加工成本。對(duì)于適用場(chǎng)合，這種單件加工成本方面的獲益一般要超出單件刀具成本的增加量。這樣就節(jié)省了單件的總成本。
涂層是關(guān)鍵
在滾刀上采用合適的涂層可以提高生產(chǎn)率和降低加工成本。依據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，采用合適的涂層，刀具壽命可能翻番，這樣可以節(jié)省刀具成本，減少換刀次數(shù)，縮短機(jī)床停機(jī)時(shí)間。
Oerlikon Balzers涂層公司的技術(shù)主管Dennis Quinto博士說(shuō)，切削刃修整對(duì)涂層性能具有深遠(yuǎn)的影響，并且通常是刀具性能一個(gè)不可控制的方面。
尖銳的切削刃產(chǎn)生的切削力低，發(fā)熱量小，但是卻提高了涂層劈裂的危險(xiǎn)，只能在進(jìn)給較低的情況下使用。珩磨后具有較厚涂層的切削刃，可以很好地防止劈裂，但是卻會(huì)產(chǎn)生較高的切削力。經(jīng)過(guò)倒角和珩磨的切削刃對(duì)于防止劈裂是最可靠的，并適合脆性刀具材料，諸如硬質(zhì)合金及高進(jìn)給速度場(chǎng)合。
由于滾齒加工中切削速度和切深隨工件抗拉強(qiáng)度增加而下降，因此適當(dāng)選擇涂層可以實(shí)現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)速。在某些情況下可以實(shí)現(xiàn)更高的進(jìn)給速度。幾乎所有滾刀都是通過(guò)一種用物理氣相沉積(PVD)工藝涂敷的涂層保護(hù)的。標(biāo)準(zhǔn)的鈦氮(TiN)涂層在低速帶潤(rùn)滑的情況下有效。鈦碳氮(TiCN)涂層提高了硬度和耐磨性，適用研磨性材料。鈦鋁氮(TiAlN)涂層是用于干式加工的，因?yàn)樗鼈兙哂懈邚?qiáng)度及耐熱性。最近為干式加工開(kāi)發(fā)的一種涂層為鋁鉻氮(AlCrN)，耐磨性、耐熱和耐氧化性能甚至更高。
新的中西部滾刀貨源
LMT-Fette Inc.已經(jīng)在伊利諾斯Liberty ville市開(kāi)設(shè)了一個(gè)滾刀制造和服務(wù)廠(chǎng)。該廠(chǎng)的第一階段是生產(chǎn)磨制滾刀，直徑節(jié)距為8～30。還提供9英寸直徑滾刀的重磨和輪廓重加工服務(wù)。
Fette提供成套、全系列節(jié)距尺寸、優(yōu)質(zhì)粉末金屬材料、整體硬質(zhì)合金和可分度滾齒刀具。包括采用優(yōu)質(zhì)切削材質(zhì)的小節(jié)距滾刀、深/淺齒形的重負(fù)荷粗加工(拉齒)滾刀——帶交替齒以提離刀具壽命和進(jìn)給速度。這些特征是設(shè)計(jì)用于降低刀刃鍛伸的。Fette還提供膨脹卡盤(pán)，可以將柄式刀具用可換心軸裝到機(jī)床上。另外，F(xiàn)ette的切削刀具可以在單次裝夾的情況下在滾齒機(jī)上實(shí)現(xiàn)倒角和去毛刺加工。Fette最近新推出了無(wú)扭絞滾刀及內(nèi)冷式滾刀.
