分析齒輪加工機(jī)床在實(shí)際操作的應(yīng)用及特殊性

關(guān)鍵詞:
齒輪加工,滾齒機(jī),倒角機(jī)
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2013-08-30
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2007
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資料簡介
　　【中國機(jī)床商務(wù)網(wǎng)】導(dǎo)讀：本文通過分析齒輪加工機(jī)床在實(shí)際操作的應(yīng)用及特殊性。傳統(tǒng)滾刀的優(yōu)劣分析，改進(jìn)工藝，探討齒輪加工機(jī)床的發(fā)展之路。
　　
　　隨著近幾年齒輪加工技術(shù)的發(fā)展，齒輪材料、齒輪刀具制造和磨齒砂輪的工藝的改進(jìn)、齒輪機(jī)床在精加工齒輪的精度及加工效率方面都有了很大的進(jìn)步，速度之快出乎想象。對于齒輪精加工，剃齒和磨齒之間，哪一種齒輪精加工更流行呢？
　　
　　這首先要把一種行業(yè)與另一種行業(yè)區(qū)分開來。比方說，汽車產(chǎn)業(yè)使用的齒輪絕大多數(shù)還依賴剃齒進(jìn)行加工。有些企業(yè)也會對后端傳動(dòng)裝置齒輪進(jìn)行磨削加工，這僅僅是為了消除環(huán)形圓柱齒輪上發(fā)生的任何變形。
　　
　　上述提到的齒輪加工時(shí)間減少，主要?dú)w功于新型齒輪刀具、現(xiàn)代齒輪機(jī)床的發(fā)展及由此帶來的精加工余量大幅減少和磨前齒輪質(zhì)量的進(jìn)步。另外，與磨齒機(jī)比擬，現(xiàn)代數(shù)控剃齒機(jī)常是價(jià)半功倍，可獲得熱處理前的高精度齒輪等級（高達(dá)DIN5－6等級）；而且與齒輪螺紋磨床磨削比擬，加工周期也較短。
　　
　　對于汽車產(chǎn)業(yè)的齒輪，尤其是那些用在自動(dòng)變速器的小齒輪，我們可以將剃齒加工后熱處理造成的變形控制在幾個(gè)微米；另外，通過齒形和齒向的修正有助于補(bǔ)償變形。因?yàn)楝F(xiàn)代剃刀刃磨機(jī)的泛起，如SAMPUTENSILI公司所產(chǎn)生的S400GS，齒形、齒向兩個(gè)參數(shù)可快速簡樸修形；批量出產(chǎn)的時(shí)候，剃齒加工比磨削的好處多很多，比擬較而言，剃齒既能保證品質(zhì)，價(jià)格又公道。
　　
　　SAMPUTENSILI是齒輪機(jī)械行業(yè)的公司之一，近年來其制造的剃刀還沒顯示出緩慢增產(chǎn)的兆頭。與此同時(shí)，齒輪磨削機(jī)床出產(chǎn)數(shù)目也在不斷上升。齒輪加工工藝的飛速發(fā)展，齒輪機(jī)床所的操縱快速，齒輪磨輪也有了迅速發(fā)展。這主要表現(xiàn)在陶瓷磨具、CBN砂輪、電鍍磨輪等方面。用上述磨具來進(jìn)行齒輪磨削加工，使加工周期縮短。
　　
　　正因?yàn)榧庸ぶ芷谥鸩娇s小，齒輪磨削加工的本錢也隨之大幅降低。需要指出的是，有些工業(yè)對齒輪質(zhì)量的要求很高，有的工業(yè)需要實(shí)現(xiàn)特殊的齒形，所以必需經(jīng)由磨削來完成。例如，重卡車產(chǎn)業(yè)、航空工程以及用于發(fā)電、變電的減速器產(chǎn)業(yè)，都依賴磨削去做齒輪精加工。在這些大功率工業(yè)中，齒輪磨削已處于上風(fēng)。
　　
　　傳統(tǒng)高速鋼滾刀及濕切技術(shù)還能走多遠(yuǎn)？
　　
　　硬質(zhì)合金滾刀和干切加工的推動(dòng)作用有目共睹。對于齒輪流水線大批量出產(chǎn)，高速鋼滾刀能否被硬質(zhì)合金滾刀取替？干切是否已成為滾齒加工的必由之路，仍是依然會走濕切之路？
　　
　　硬質(zhì)合金滾刀固然特別合用于滾削汽車用齒輪。但是，硬質(zhì)合金滾刀在歐洲的應(yīng)用程度仍舊不高，這是因?yàn)楦滦偷母咚黉摬牧霞案邫C(jī)能刀具涂層技術(shù)的發(fā)展，硬質(zhì)合金滾刀與高速鋼滾刀在滾齒時(shí)間上的差距可被控制在15％左右；硬質(zhì)合金滾刀價(jià)格較高，若齒輪工件數(shù)目不足夠多，使用硬質(zhì)合金滾刀的本錢會很高；再者，使用硬質(zhì)合金滾刀時(shí)要特別小心，而且滾切參數(shù)和相應(yīng)滾齒程序要編制得很細(xì)致，只有現(xiàn)代滾齒機(jī)才能使用硬質(zhì)合金滾刀準(zhǔn)確滾齒塑料產(chǎn)業(yè)網(wǎng)，而若要更新滾齒設(shè)備，則需要巨大的投資。就SAMPUTENSILI而言，每年約出產(chǎn)25000把滾刀，其中硬質(zhì)合金類只占3％左右。這就是說，硬質(zhì)合金滾刀每年的出產(chǎn)量zui多為750把。
　　
　　齒輪干切加工則是另外一回事。因?yàn)榄h(huán)保要求及處理冷卻廢液的用度很高，歐洲、美國和日本的用戶在選擇時(shí)一般會考慮干切滾齒；而在中國、印度等發(fā)展中國家，控制污染固然也是一個(gè)迫切的要求，但需要時(shí)間。一旦社會對污染題目的控制日益嚴(yán)格后，齒輪干切加工也將會迅速發(fā)展起來。
　　
　　哪一種齒輪精加工更流行
　　
　　齒輪批量出產(chǎn)的新技術(shù)
　　
　　齒輪的品質(zhì)要求越來越高，變速噪音要求越來越低。要達(dá)到品質(zhì)、噪音的雙重目標(biāo)，這就要求進(jìn)行精度更高的齒輪加工，實(shí)現(xiàn)極為復(fù)雜的齒輪齒向和齒形，目的是把變速傳動(dòng)的誤差降到zui小。這意味著，在今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)，磨削仍舊是齒輪成批出產(chǎn)的主要方法，齒輪磨削這項(xiàng)加工工藝可能會更加廣泛應(yīng)用。但要特別留意齒輪加工的單位本錢。至今，本錢低、收效大的剃齒帶來的好處是很顯著的。磨削在齒輪精加工中取得圓滿成功時(shí)，剃齒才可能大規(guī)模地被它代替。總之，不管選擇哪一種齒輪加工方法，都要多留意實(shí)際使用情況。
　　
　　鑒于滾齒加工目前取得了相稱大的發(fā)展，很有可能滾齒后所獲的高精度也不再需要進(jìn)行剃齒。齒輪燒結(jié)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展對齒輪制造也做出較大的貢獻(xiàn)，但是此方法目前正在處于萌芽狀態(tài)，很難正確猜測未來發(fā)展趨勢。
　　
　　滾齒機(jī)用滾刀按展成法粗、精加工直齒、斜齒、人字齒輪蝸輪等，加工范圍廣，可達(dá)到高精度或高出產(chǎn)率；插齒機(jī)用插齒刀按展成法加工直齒、斜齒齒輪其他齒形件，主要用于加工多聯(lián)齒輪內(nèi)齒輪；銑齒機(jī)用成形銑刀按分度法加工，主要用于加工特殊齒形儀表齒輪；剃齒機(jī)用齒輪式剃齒刀精加工齒輪一種機(jī)床；磨齒機(jī)用砂輪，精加工淬硬圓柱齒輪或齒輪刀具齒面高精度機(jī)床；珩齒機(jī)利用珩輪與被加工齒輪自由嚙合，消除淬硬齒輪毛刺其他齒面缺陷機(jī)床；擠齒機(jī)利用高硬度無切削刃擠輪與工件自由嚙合，將齒面上微小不平碾光，以進(jìn)步精度光潔程度機(jī)床；齒輪倒角機(jī)對內(nèi)外嚙合滑移齒輪齒端部倒圓機(jī)床，出產(chǎn)齒輪變速箱其他齒輪移換機(jī)構(gòu)*加工設(shè)備。圓柱齒輪加工機(jī)床還包括齒輪熱軋機(jī)齒輪冷軋機(jī)等。
　　
　　錐齒加工機(jī)床主要用于加工直齒、斜齒、弧齒延長外擺線齒等錐齒輪齒部。
　　
　　直齒錐齒輪刨齒機(jī)以成對刨齒刀按展成法粗、精加工直齒錐齒輪機(jī)床，有機(jī)床還能刨制斜齒錐齒輪，小批量出產(chǎn)應(yīng)用zui廣。
　　
　　雙刀盤直齒錐齒輪銑齒機(jī)使用兩把刀齒交錯(cuò)銑刀盤，按展成法銑削統(tǒng)一齒槽左右兩齒面，出產(chǎn)效率較高，合用于成批出產(chǎn)。因?yàn)殂姷侗P與工件無齒長方向相對運(yùn)動(dòng)，銑出齒槽底部呈圓弧形，加工模數(shù)齒寬均受到限制。這種機(jī)床也可配以自動(dòng)上下料裝置，實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化。
　　
　　直齒錐齒輪拉銑機(jī)使用一把大直徑拉銑刀盤一轉(zhuǎn)，從實(shí)體輪坯上用成形法切出一個(gè)齒槽機(jī)床。它錐齒輪切削加工機(jī)床出產(chǎn)率zui高機(jī)床，因?yàn)榈毒邚?fù)雜，價(jià)格昂貴，而且每種工件都需要刀盤，只合用于大批大量出產(chǎn)。機(jī)床一般都帶有自動(dòng)上下料裝置。
　　
　　弧齒錐齒輪銑齒機(jī)以弧齒錐齒輪銑刀盤，按展成法粗、精加工弧齒錐齒輪準(zhǔn)雙曲面齒輪機(jī)床，有精切機(jī)、粗切機(jī)拉齒機(jī)等變型。
　　
　　弧齒錐齒輪磨齒機(jī)用于磨削淬硬弧齒錐齒輪，以進(jìn)步精度光潔程度機(jī)床，其結(jié)構(gòu)與弧齒錐齒輪銑齒機(jī)相似，但以砂輪代替銑刀盤，并裝有砂輪修整器，也可磨削準(zhǔn)雙曲面齒輪。
　　
　　延長外擺線齒錐齒輪銑齒機(jī)利用延長外擺線齒錐齒輪銑刀盤，或雙刀體組合式端面銑刀盤，按展成法連續(xù)分度切齒機(jī)床。切齒時(shí)，搖臺銑刀盤工件均作連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)搖臺作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)加工一個(gè)工件搖臺往復(fù)一次。銑刀盤工件連續(xù)旋轉(zhuǎn)使工件獲得一定齒數(shù)連續(xù)分度，并形成齒長曲線。搖臺旋轉(zhuǎn)工件附加運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來，產(chǎn)生展成運(yùn)動(dòng)，使工件獲得齒形曲線。
　　
　　準(zhǔn)漸開線齒錐齒輪銑齒機(jī)用錐度滾刀，按展成法連續(xù)分度切齒機(jī)床。切齒時(shí)，錐度滾刀首先以大端切削，然后以它較小直徑一端切削，為保證整個(gè)切削過程切削速度一致，機(jī)床靠無級變速裝置控制滾刀轉(zhuǎn)速切齒時(shí)，搖臺、滾刀工件均作連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，加工一個(gè)工件，搖臺往復(fù)一次。搖臺工件旋轉(zhuǎn)通過差念頭構(gòu)產(chǎn)生展成運(yùn)動(dòng)，使工件獲得沿齒長為等高齒形曲線。
　　
　　正如上面所說，固然齒輪加工技術(shù)發(fā)展變化很大，但是齒輪的單位加工本錢肯定不會改變。在大批量流水出產(chǎn)線上，齒輪加工結(jié)構(gòu)調(diào)整應(yīng)該以這個(gè)參數(shù)為導(dǎo)向。新工藝的發(fā)展對于質(zhì)量、精度的進(jìn)步大有裨益。跟著齒輪產(chǎn)品技術(shù)的精細(xì)化，對這兩個(gè)樞紐要素的要求越來越嚴(yán)格。盡管知足這么高的要求非常難，我們也必需要追求高尺度。可是，光著眼于高指標(biāo)還不夠，我們更要關(guān)注的是達(dá)到價(jià)廉物美的尺度，否則再好的齒輪新工藝、新功能也不會受到市場的歡迎，齒輪技術(shù)發(fā)展水平也不會進(jìn)而改善。在技術(shù)含量高的行業(yè)上，應(yīng)該同時(shí)并存工藝精密和價(jià)格公道的趨勢。
　　
　　齒輪加工機(jī)床是加工各種圓柱齒輪、錐齒輪及其他帶齒零件齒部機(jī)床。廣泛應(yīng)用汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、石油、儀表、飛機(jī)航天器等各種機(jī)械制造業(yè)。齒輪加工機(jī)床品種規(guī)格繁多，有加工幾毫米直徑齒輪小型機(jī)床，加工十幾米直徑齒輪大型機(jī)床，還有大量出產(chǎn)加工精密齒輪用高精度機(jī)床。
　　
　　齒輪加工機(jī)床主要分為圓柱齒輪加工機(jī)床錐齒輪加工機(jī)床兩大類。圓柱齒輪加工機(jī)床主要用于加工各種圓柱齒輪、齒條、蝸輪。常用有滾齒機(jī)，插齒機(jī)、銑齒機(jī)、剃齒機(jī)等。

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