先进磨齿技术
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齿轮加工工艺流程1.锻造制坯热模锻仍然是汽车齿轮件广泛使用的毛坯锻造工艺。
近年来,楔横轧技术在轴类加工上得到了大范围推广。
这项技术特别适合为比较复杂的阶梯轴类制坯,它不仅精度较高、后序加工余量小,而且生产效率高。
2.正火这一工艺的目的是获得适合后序齿轮切削加工的硬度和为最终热处理做组织准备,以有效减少热处理变形。
所用齿轮钢的材料通常为20CrMnTi,一般的正火由于受人员、设备和环境的影响比较大,使得工件冷却速度和冷却的均匀性难以控制,造成硬度散差大,金相组织不均匀,直接影响金属切削加工和最终热处理,使得热变形大而无规律,零件质量无法控制。
为此,采用等温正火工艺。
实践证明,采用等温正火有效改变了一般正火的弊端,产品质量稳定可靠。
3.车削加工为了满足高精度齿轮加工的定位要求,齿坯的加工全部采用数控车床,使用机械夹紧不重磨车刀,实现了在一次装夹下孔径、端面及外径加工同步完成,既保证了内孔与端面的垂直度要求,又保证了大批量齿坯生产的尺寸离散小。
从而提高了齿坯精度,确保了后序齿轮的加工质量。
另外,数控车床加工的高效率还大大减少了设备数量,经济性好。
4.滚、插齿加工齿部所用设备仍大量采用普通滚齿机和插齿机,虽然调整维护方便,但生产效率较低,若完成较大产能需要多机同时生产。
随着涂层技术的发展,滚刀、插刀刃磨后的再次涂镀非常方便地进行,经过涂镀的刀具能够明显地提高使用寿命,一般能提高90%以上,有效地减少了换刀次数和刃磨时间,效益显着。
5.剃齿径向剃齿技术以其效率高,设计齿形、齿向的修形要求易于实现等优势被广泛应用于大批量汽车齿轮生产中。
6.热处理汽车齿轮要求渗碳淬火,以保证其良好的力学性能。
对于热后不再进行磨齿加工的产品,稳定可靠的热处理设备是必不可少的。
7.磨削加工主要是对经过热处理的齿轮内孔、端面、轴的外径等部分进行精加工,以提高尺寸精度和减小形位公差。
第17卷 第2期2009年2月 光学精密工程 Optics and Precision Engineering Vol.17 No.2 Feb.2009 收稿日期:2008205222;修订日期:2008207210. 基金项目:国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2008AA042506)文章编号 10042924X (2009)022*******精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工方法王立鼎1,2,凌四营1,马 勇1,王晓东1,2,娄志峰1(1.大连理工大学精密特种加工及微系统教育部重点实验室高精度齿轮研究组,辽宁大连116023;2.大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室,辽宁大连116023)摘要:研究了精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工方法。
分析比较了锥形砂轮磨齿、蝶形砂轮磨齿、大平面砂轮磨齿、蜗杆砂轮磨齿和成形砂轮磨齿的工作原理及当前国内外精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工现状。
探讨了ISO1328:1997标准中2级以上精度超精密齿轮的加工。
最后,指出大平面砂轮磨齿机Y7125有着结构简单、传动链刚度高、磨齿精度高等优点,具有较大的改装空间。
通过一系列的研究工作,有可能将其改装精化成磨削超精密圆柱渐开线齿轮的加工母机,实现2级到1级精度超精密齿轮的加工。
1级精度超精密齿轮的研制成功,可提高齿轮的传递基准,从而可提高齿轮制造的技术水平。
关 键 词:圆柱渐开线齿轮;超精密齿轮;磨齿原理;精密加工中图分类号:T H132.413 文献标识码:AP rocessing m ethods of precision and u ltra 2precision cylindrical involute gearWAN G Li 2ding 1,2,L IN G Si 2ying 1,MA Y ong 1,WAN G Xiao 2dong 1,2,LOU Zhi 2feng 1(1.Hi g h 2p recision Gear Research Grou p ,Key L aboratory f or Precision &N on 2t ra ditional and M ico S ystem M achining of the Ministry of Education ,Dalian University of Technology ,Dalian 116023,China;2.Key L aboratory f or M ico/N ano Technolog y an d S ystem of L i aoni n g Provi nce ,D ali an U ni versit y of Technolog y ,D ali an 116023,Chi na )Abstract :In order to enhance technological level of gear manufact uring comp rehensively ,t he p rocess 2ing met hods of precision and ult ra 2precision cylindrical involute gears were researched.The work prin 2ciples of several gear 2grindings and machining stat uses of ult ra 2p recision cylindrical involute gears were analyzed and compared.Then ,machining of ult ra 2p recision gear above quality 2(ISO1328:1997)was p robed.Finally ,t he gear grinder Y7125wit h big plan wheel provided wit h t he advantages of st reamline st ruct ure ,high rigidity of t ransmission chain ,high accuracy of gear 2grinding and much room to modify was pointed.Research result s show t hat t he grinder Y7125is probably to be a master grinder of ult ra 2p recision cylindrical involute gear to produce ult ra 2precision gear from quality 2to quality 1.The develop ment of ult ra 2precision wit h quality 1can enhance t he gear normal and techno 2logical level of gear manufact uring.K ey w ords :cylindrical involute gear ;ultra 2precision gear ;principle of gear 2grinding ;precision machining1 引 言 齿轮是机械零件中重要的基础件,尤其是圆柱渐开线齿轮在常规机械、地面交通、船舶、航空航天机械、兵器及精密机床与仪器等领域应用广泛,每年需求量达数亿件之多。
成法。
⑴成形法磨齿 IT6~IT5, Ra:0.8~0.4 μm,用成形砂轮磨削,生产率较高,加工精度较低,应用较少。
⑵展成法磨齿锥面砂轮磨齿:砂轮截面齿形为假想齿条的齿形,工件向右滚动,利用砂轮右侧面磨削第1齿槽的右侧面,从根部磨至顶部;然后工件向左滚动,以砂轮左侧面磨削第l齿槽的左侧面,也从根部磨至顶部,当第l齿槽两侧面全部磨削完毕时,砂轮自动退离工件,工件作分度转动,然后再向右滚动,磨削第2齿槽,这样反复循环,直至磨完全部轮齿。
齿轮装配后固定不动的一般采用过盈配合进展装配,滑动齿轮的装配一般用间隙配合进展装配。
过盈配合的装配一般采用热装法,齿轮进展加热后进展装配。
加热方法一般有油加热和电加热两种。
冷装法一般采用压力机进展装配,也可采用铜棒锤击的方式。
滑动齿轮的装配一般先用齿轮进展试装,不适宜的地方一般锉削进展修理后进展装配。
齿轮传动的特点是:齿轮传动平稳,传动比准确,工作可靠、效率高、寿命长,使用的功率、速度和尺寸*围大。
例如传递功率可以从很小至几十万千瓦;速度最高可达300m/s秒;齿轮直径可以从几毫米至二十多米。
但是制造齿轮需要有专门的设备,啮合传动会产生噪声。
齿轮精度分1--12级,精度自1--12数字越大精度越低,1、2级是超精级,属开展期望级,3--5级是高精度级,6--8级是中等精度,其中6级是根底级,在设计中经常应用,常规的齿轮加工方法不难到达9--12级是低精度级。
选择齿轮精度等级应考虑一下条件,齿轮的圆周速度,传递功率、工作持续时间,润滑条件、运动准确性、传动平稳性,〔噪声和振动等〕。
齿轮副两个齿轮的精度等级一般一样,假设两个齿轮精度等级不同,需按其中的精度较低者确定齿轮副的精度等级因而造成浪费。
在机械制造中齿轮和蜗轮传动取四个级别,在企业中应用最多的是二级、三级精度。
只有极少数的机器〔如透平机的增速机采用一级,次要或不常工作的机器才采用四级精度〕。
测量齿轮的跳动用千分表打外圆,每100直径的齿轮允许跳动0.01至0.03毫米。
齿轮齿部修形技术研究在目前我国机械行业中,齿轮传动仍是使用作广泛的传动形式,它具有速比恒定、承载能力高和传动效率高的优点,但由于不可避免的制造、安装误差的影响(以齿轮基节误差的影响等尤为突出),以及齿轮受力时的变形使齿轮基节产生变化(从动轮基节增大,主动轮基节减小),以至在齿轮传动中产生顶刃啮合现象,可对齿轮进行齿高方向修形,这就时齿轮修缘。
齿轮修缘是提高齿轮传动质量的重要措施之一,尤其对高速齿轮及高速重载齿轮传动更为重要。
二、修形原理1、齿廓修形原理在一对齿的啮合过程中,由于参与啮合的轮齿对数变化引起了啮合刚度变化,在极短的时间内,啮合刚度急剧变化将引起严重的激振,为使啮合刚度变化比较和缓,为减小由于基节误差和受载变形所引起的啮入和啮出冲击,或为了改善齿面润滑状态防止胶合发生,而把原来的渐开线齿廓在齿顶或接近齿根圆角的部位修去一部分,使该处的齿廓不再是渐开线形状,这种措施或方法就是所谓的齿廓修正(齿廓修形)。
2、齿向修形原理齿轮轴或齿轮轮齿受载后会发生弯曲及扭转弹性变形,此外,制造中的齿向误差、箱体轴承座孔的误差和受载后的变形所引起轴线不平行,以及高速齿轮因为离心力引起的变形和温差引起的热变形等,他们都会使齿面负荷沿齿宽方向发生变化,情况严重时造成载荷局部集中,引起高负荷区的齿面破坏或折断。
高速重载齿轮运转时温度较高,热弹变形更使负荷沿齿宽的分布复杂化,特别是小齿轮因转速高,温度高,热变形更为显著,其影响也更大,亦应注意,齿向修形也包括鼓形修形和齿端修形,其目的是相同的。
三、几种齿廓修形工艺方法及修形技术进展1、利用修形滚刀滚齿实现齿廓修形这种方法最为简便,无需调整计算。
只是在精滚齿时采用修形滚刀滚齿,修形滚刀本身修形是靠模法在其制造过程中实现的,修形量由滚刀设计时所采用的修形滚刀标准决定的。
2、利用磨齿机修形机构实现修形磨齿机种类很多,其修形原理也不尽相同。
现针对常用的蝶形双砂轮磨齿机和锥面砂轮磨齿机的修形方法分别介绍。
齿轮的历史与发展齿轮的历史发展几乎与人类的文明同步,早在西元前2000年左右,中、外历史上就已有使用齿轮的记载,齿轮机构可以说是人类最古老的机械元件之一。
但是一直要到十七世纪后半叶,才有齿轮齿形的理论研究,加工方法是利用成形铣刀铣削轮齿,加工效率很低。
近代的齿轮工业技术要等到19世纪末,齿轮加工技术有所突破之后才突飞猛进。
换言之,近100年的齿轮技术发展史,可以说就是齿轮加工技术的发展史。
谈到齿轮的历史,身为中国人不免要提到黄帝时代(约4500年前)的指南车,如图1所示,这是古代中国人智慧的代表,指南车上人偶与车轮之间藉由一串复杂的差速齿轮传动机构传动,当我们把车上的人手指向南方之后,不论车轮往那一个方向走,车上的人手永远指向南方。
齿轮的历史发展过程,可以概分如下五个阶段:第一阶段( ~ 400B.C.):原始齿轮装置阶段。
史书中尚无可靠的使用齿轮记载,但由传说或考古中推测得知齿轮的使用,此阶段的齿轮尚无技术意义可言。
第二阶段(400B.C.~1700A.C.):节圆齿轮使用阶段。
目前有关齿轮的最早文献纪录,是希腊大哲学家亚里斯多德(Aristotle)于其着作中提到齿轮的机械元件,当时约为西元前330年。
但是一直到西元1700年以前,齿轮主要都还是由手工切削(銼刀加工)制造而成,齿轮为非正确的理论齿形,但可正确地传递旋转运动。
第三阶段(1700A.C.~ 1900A.C.):齿轮的理论研究阶段。
主要是摆线和渐开线两种理论齿形的研究,但使用上以摆线齿轮为主,代表技术为钟錶齿轮。
此时的齿轮还是用手工加工,只是由技术纯熟的工匠制作。
西元1800年以后,金属齿轮使用越来越多,齿轮强度与精度的提高,直接影响到当时如火如荼的工业革命。
第四阶段(AC1900~AC1975):创成加工法的产生与渐开线齿轮普及的阶段。
西元1800世纪末叶,齿轮的切齿加工技术开始快速发展,并奠定了现代齿轮工业的基础。
齿轮历史中的名人,Brown and Sharpe, Fellows, Gleason, Pfauter, Klingelngerg, Lorenz, Liebherr等,都是此时发跡,也都是在齿轮切削技术与设备上有所贡献。
复杂修形齿轮精密数控加工关键技术与装备研究内容齿轮作为机械传动中不可或缺的元件,其精密加工对于提高机械传动效率和可靠性至关重要。
而复杂修形齿轮则是一种具有特殊形状的齿轮,其加工难度更大,对于加工技术和装备的要求也更高。
本文将探讨复杂修形齿轮精密数控加工的关键技术与装备研究内容。
一、数控加工技术在复杂修形齿轮加工中的应用数控加工技术是现代制造业中的重要技术手段,其在复杂修形齿轮加工中的应用可以大大提高加工精度和效率。
数控加工技术通过计算机控制加工设备的运动轨迹和加工参数,实现对复杂修形齿轮的精密加工。
其中,数控车床和数控磨齿机是常用的数控加工设备。
二、复杂修形齿轮加工的关键技术1. 齿轮加工仿真技术齿轮加工仿真技术可以通过计算机模拟齿轮加工过程,预测加工误差和变形情况,从而优化加工方案和减少加工试验。
在复杂修形齿轮加工中,齿轮加工仿真技术可以帮助确定合适的刀具路径和切削参数,提高加工精度和效率。
2. 刀具磨制技术复杂修形齿轮的加工需要使用特殊形状的刀具,而刀具的磨制对于加工质量和效率有着重要影响。
刀具磨制技术需要考虑刀具的形状、刃磨角度和刃磨精度等因素,以确保刀具能够准确地复制齿轮的形状。
3. 加工参数优化技术复杂修形齿轮的加工参数优化是提高加工精度和效率的关键。
通过对加工参数进行优化,可以减少加工误差和变形,提高齿轮的精度和表面质量。
加工参数优化技术需要考虑切削速度、进给速度、切削深度等因素,并结合数控加工设备的特点进行调整。
三、复杂修形齿轮精密数控加工装备的研究内容1. 数控车床数控车床是复杂修形齿轮加工中常用的加工设备之一。
其研究内容包括数控系统的开发和优化、刀具刃磨装置的设计和改进、加工参数的优化等。
数控车床的研究旨在提高加工精度和效率,满足复杂修形齿轮的加工需求。
2. 数控磨齿机数控磨齿机是复杂修形齿轮加工中另一种常用的加工设备。
其研究内容包括磨齿机床结构的改进和优化、磨削工艺的研究和改进、磨削刀具的设计和制造等。
磨齿工岗位职责
磨齿工是机械制造业中的一种熟练工种,主要职责是使用磨床、铣床、车床等机器设备对金属、塑料等材料进行磨削加工,加工出
满足要求的零件。
以下是磨齿工岗位职责的具体介绍:
1. 加工生产计划的执行
根据生产计划和机械加工工艺要求,调整磨削机床的加工参数,对材料进行磨削,使用测量设备将产品的尺寸和精度检测,确保产
品符合技术要求和加工质量标准。
2. 机器设备的保养与维护
负责维护磨齿机床的正常运行,进行设备的养护和保养,定期
进行机器设备的检查和维修,保证设备的安全性和稳定性,提高设
备运行的效率和稳定性。
3. 加工生产环境的维护
保持工作区域的整洁和安全,保证在工作过程中的安全,职责
范围内内维护加工车间的设施和设备、负责加工车间环境和设备的
日常清洁维修。
4. 处理产品品质问题
负责对不合格的产品进行处理,判定产品质量问题的原因,并
提出解决方案,及时向主管汇报。
5. 参与技术改善和生产优化
承担相应的技术改善工作,根据生产流程和现有的机械设备情况,提出改进方案,提高生产效率和产品质量。
总之,磨齿工在机械加工行业中起着十分重要的作用。
其必须
掌握精湛的机械加工技术和技能,严谨的态度、责任心、团队合作
精神、良好的沟通协调能力和工作经验,为企业提供可靠的、高质量的生产加工保障。
CCMT2010制齿装备创新成果精粹马云【摘要】@@ CCMT2010全面展示了我国现代先进制造技术——机床行业高新技术产品,特别是中高档数控机床的最新发展成果,高速、高效、精密、复合、柔性、绿色制造是众多展品共有的技术特征.国内重庆机床工具集团、秦川机床工具集团、天津一机床、南京二机床、宜昌长机科技、营口冠华机床、湖南中大创远、天津市精诚机床等国内著名齿轮加工机床制造商,以及近年来挤入齿轮加工机床制造行列的齐重数控公司、哈量集团等共展出了67台数控机床加工机床(及辅机),展品体现了我国数控齿轮加工机床行业的最新成果,展品基本上足最新或首次推出,许多展品足国民经济众多行业和部门进行产业和产品结构调整急需的装备,更多产品为用户提供了多种选择.【期刊名称】《世界制造技术与装备市场》【年(卷),期】2010(000)005【总页数】5页(P37-41)【作者】马云【作者单位】陕西秦川机床工具集团有限公司,721009【正文语种】中文CCMT2010全面展示了我国现代先进制造技术——机床行业高新技术产品,特别是中高档数控机床的最新发展成果,高速、高效、精密、复合、柔性、绿色制造是众多展品共有的技术特征。
国内重庆机床工具集团、秦川机床工具集团、天津一机床、南京二机床、宜昌长机科技、营口冠华机床、湖南中大创远、天津市精诚机床等国内著名齿轮加工机床制造商,以及近年来挤入齿轮加工机床制造行列的齐重数控公司、哈量集团等共展出了67台数控机床加工机床(及辅机),展品体现了我国数控齿轮加工机床行业的最新成果,展品基本上是最新或首次推出,许多展品是国民经济众多行业和部门进行产业和产品结构调整急需的装备,更多产品为用户提供了多种选择。
陕西秦川发展股份有限公司参展的配置有秦川数控系统QCCNC6801(自主知识产权)数控成形砂轮磨齿机—YK7332A;齐重数控装备股份有限公司参展的大规格数控成形砂轮磨齿机—YK73400L;哈尔滨量具刃具集团有限公司参展的数控螺旋锥齿轮磨齿机—G2000G(铣齿机H2000C);重庆机床工具集团有限公司参展的五轴数控铣齿机(也可以铣内齿)—YKX39320(N)、六轴四联动数控高速干切滚齿机YE3120CNC7;宜昌长机科技大型数控铣齿机—YK84350;重庆大学与四川普世宁江公司联合开发国内首台的“高精度零编程数控滚齿机床” 六轴四联动全数控滚齿机—YK3610,台湾陆联数控成形砂轮磨齿机—LFG-8040,天津一机床YK22160数控弧齿锥齿轮铣齿机等均可称为本届数控机床展的典型代表。
黧童!终凰先进表面热处理技术在包装机械上的应用陈军胜(广东省肇庆市特种设备检验所,广东肇庆526060)[摘要]本文主要介绍了近年来涌现出来的先进的超高硬嚏表面热处理技术(包括了金属表面热喷涂碳化鸽和激光淬火热处理等技术)开始广泛应用于瓦楞纸板包装领域的事例。
该技术主要应用在提高瓦楞纸板生产线的核心零件一瓦楞辊的表面处理质量上,最终达到延长其使用寿命并为生产厂家带来直接可观的经济效益。
睽.罐词]瓦楞辊;磨蚀;寿命;中频淬火热处理;碳化钨热喷涂处理;激光淬火热处理我国的瓦楞纸板包装产业较欧美等先进国家而言起步较迟,基本是在上-L超-U\十年代才开始,经过近三十年的发展,我国的包装产业的年产量在世界上已经是前列前矛了。
但由于制造和生产技术的落后,瓦楞纸板的生产效率却明显低于欧美等先进发达国家。
如何提高我国瓦楞纸板包装机械的技术水平就成为了我们的一个重要课题,近年来出现的先进表面热处理技术也伪塞地被应用到包装机械的行业中来。
随着瓦楞纸板和纸箱在市场中的供需量的不断增加,包装行业对瓦楞辊的制造质量要求也越来越高。
瓦楞辊是瓦楞纸饭生产线中的心脏机器——瓦楞机的核心零件,用于对原纸进行加温加热和碾压加工成波浪形(瓦楞形状),为最后的纸板成型作前提基础。
由于原纸中含有的砂粒等杂质会加快瓦楞辊的磨损和报废,从而使瓦楞辊成为了瓦楞包装制造业中最昂贵的易损零件之一。
如何提高它的使用寿命来增加企业的经济效益,一直是瓦楞纸箱行业关注的重要课题。
1瓦楞辊等重要零件的磨损机理分析1)对于任何形式的瓦楞辊来说,它都具有同样的基本使用功能和磨损机理。
瓦楞原纸在高速、连续节进的熨烫弯曲成形过程中,在线压力作用下不断与瓦楞辊的楞顶进行相对位移并产生磨擦挤轧。
受原纸中含有的夹杂物和矿物硬粒的碾压撞击,使瓦楞辊的楞顶部发生剧烈磨损,并逐渐由圆弧磨成不规则形状。
连续不断的高速运转使瓦楞辊的楞齿高度慢慢变低,从而使生产的纸板逐渐趋向标准下限。
谈农业机械化中齿轮加工技术的发展与应用作者:刘忠维梁峰来源:《新农村》2012年第07期摘要:近年来,齿轮加工技术的发展与应用对推动现代农业机械化的快递发展起到了至关重要的作用,本文结合工作实践就齿轮加工技术的发展与应用进行了有益的探讨。
关键词:农业机械齿轮加工技术随着近几年齿轮加工技术的发展,齿轮材料、齿轮刀具制造和磨齿砂轮的工艺的改进、齿轮机床在精加工齿轮的精度及加工效率方面都有了很大的提高,速度之快出乎想象。
而且齿轮制造的发展方向不仅涉及成熟的欧美市场,还包括以中国为代表的快速发展市场。
一、传统高速钢滚刀及湿切技术还能走多远硬质合金滚刀和干切加工的推动作用有目共睹。
对于齿轮流水线大批量生产,高速钢滚刀能否被硬质合金滚刀取替?干切是否已成为滚齿加工的必由之路,还是依然会走湿切之路? 硬质合金滚刀虽然特别适用于滚削汽车用齿轮。
但是,硬质合金滚刀在欧洲的应用程度仍然不高,这是由于随着新型的高速钢材料及高性能刀具涂层技术的发展,硬质合金滚刀与高速钢滚刀在滚齿时间上的差距可被控制在15%左右;硬质合金滚刀价格较高,若齿轮工件数量不足够多,使用硬质合金滚刀的成本会很高;再者,使用硬质合金滚刀时要特别小心,而且滚切参数和相应滚齿程序要编制得很细致,只有现代滚齿机才能使用硬质合金滚刀正确滚齿,而若要更新滚齿设备,则需要巨大的投资。
就Samputensili而言,每年约生产25000把滚刀,其中硬质合金类只占3%左右。
这就是说,硬质合金滚刀每年的生产量最多为750把。
齿轮干切加工则是另外一回事。
由于环保要求及处理冷却废液的费用很高,欧洲、美国和日本的用户在选择时一般会考虑干切滚齿;而在中国、印度等发展中国家,控制污染虽然也是一个迫切的要求,但需要时间。
一旦社会对污染问题的控制日益严格后,齿轮干切加工也将会迅速发展起来。
二、哪一种齿轮精加工更流行对于齿轮精加工,剃齿和磨齿之间,哪一种齿轮精加工更流行呢?这首先要把一种行业与另一种行业区分开来。
从原理上讲,齿轮渐开线齿形的加工主要有成形法和展成法两种。最早的磨
齿机采用单齿分度的成形磨削法,其机床运动相对简单,因此机床结构较为简单。
成形法磨齿需要将砂轮切削部分修整成被加工齿轮齿槽相适应的形状。相
同模数的齿轮,当齿数不同时,其基圆直径不同,则实际齿面渐开线就不同,
导致齿槽形状的不同。这样当磨制相同模数不同齿数的齿轮齿形时就需要不同
截面形状的砂轮。这在当时仅靠机械靠模类装置修整砂轮的情况下根本就无法实
现。一种比较现实的方法是按模数对齿数进行分段,在某分段范围内采用相同的
截面形状。其结果导致齿形原理误差,严重地影响了齿轮精度。此外,机械式砂
轮修整装置本身及修整过程也都不尽人意。这些问题成为了成形磨齿发展的技术
瓶颈。因此,成形磨齿作为一种理想化的原理存在,但几乎没有得到发展。
展成法磨齿是采用啮合切削原理进行的一种加工方法。展成法磨齿砂轮与被
加工齿轮的运动关系相当于齿条(或齿轮)与齿轮的啮合,因此,机床运动较为
复杂。但是展成法磨齿砂轮截面形状简单,且同一砂轮可以适应相同模数的各种
齿数磨削要求,对砂轮形状及其修整的要求都不高。因此,直到上世纪90年代
初,全世界生产的绝大多数磨齿机都是展成磨齿机。
如前所述,成形磨齿采用与被加工齿轮齿槽相适应的截面砂轮对齿轮齿槽逐
一进行磨削,因此,其最基本的核心技术就是要方便地实现获取精确的砂轮截面
和零件任意齿数的精密分度。这也是过去曾经困扰成形磨齿发展的两大主要屏
障。然而,近年来随着相关技术的发展,这些曾经的技术屏障都可以找到相应的
解决途径。
砂轮精确截形的获取
近年来,数控技术的发展应用为机床工业带来了革命性的伟大变革,数控技
术在车、铣、镗削类机床上的应用已经成熟并普及化。从原理上讲,只需要1
个两轴伺服插补系统就能实现砂轮任意截面形状的修整。各插补轴运动可以采用
高精度光栅元件检测,并通过反馈控制实现精确运动。从结构上讲,齿轮机床的
数控化也是其发展的必然趋势,选择利用机床本身的其中两个数字控制轴即可实
现修整工具(金刚笔或金刚滚轮)与砂轮间的修整成形运动;当然也可以单独配
套独立的多轴数控修整装置,从而实现砂轮的在线修整。
周向精密分齿的实现
随着高精度、硬齿面、消隙蜗轮蜗杆副技术的日趋成熟,以及数字控制技术
在回转运动中的应用,特别是近年来力矩伺服电动机的实用化,实现了回转运动
的“零传动”,不仅极大地简化了传动系统,而且大大减小了传动误差。再加上
高精度旋转编码器制造与应用水平的不断提高,回转运动检测反馈控制水平的提
升。因此,从技术上来说,圆周运动综合精度水平应该有非常大的提升空间。
成形磨齿机在很多领域将逐步取代了碟形砂轮磨齿机和锥面砂轮磨齿机,
在中小模数齿轮的磨削加工方面是蜗杆砂轮磨齿机和成形砂轮磨齿机两强相
争,而在大模数砂轮磨齿方面则是成形砂轮磨齿机一枝独秀。可以说,在目前社
会技术支撑条件下,成形磨齿机有可能是在目前制造水平下获得最高精度的高生
产率齿轮加工机床,必将成为未来高端磨齿机产品的主流。
成形砂轮采用球形蜗杆实现连续分度成形磨削的工作循环过程,磨齿时工
件的旋转和球形蜗杆砂轮的旋转相匹配,在适当位置球形蜗杆砂轮快速定位,
然后工件在该位置方向做确定的旋转和进给,进行工件齿轮的右齿面的粗磨及
精磨,并以同样的方式再进行左齿面的粗磨及精磨,使齿轮的两个侧面被均匀
磨削。最新研究报道,高性能CBN(立方氮化硼砂轮)蜗杆砂轮磨齿的线速度能
达到200 m/s,材料去除率能达到100 mm3/s。
磨齿工艺的材料去除率及加工精度对比
通过对数控化改造后的磨齿机的工作原理的分析与研究,得出数控磨齿机数
控砂轮修形与数控磨齿机加工的实现原理与实现过程,同时对数控磨齿机的磨削
角做了分析,确定了数控磨齿机磨削角的取值算法"并建立了数控磨齿机的数学
模型"在建立的数控磨齿机的数学模型基础上对砂轮修形数控化实现的关键技术
与数控磨齿机磨齿加工的关键技术做了分析研究,最终得出数控磨齿机数控砂轮
修形与磨齿加工的关键技术与算法。
根据数控磨齿机的工作原理!数控砂轮修形关键技术!磨齿加工关键技术与
系统软件设计要求来设计数控系统软件总体结构"根据磨齿机的功能需求与数控
砂轮修形和磨齿加工的关键技术,设计数控系统软件中的各个主要的内部运算模
块"最终得到磨齿机数控系统软件,该数控系统实现了可通过输入工件基本参数
与修形参数可直接输出磨齿加工与砂轮修形的数控加工的NC代码。