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非标定做齿轮加工

非标齿轮定做加工

非标齿轮定做加工的磨齿工艺

磨齿分为展成磨齿和成形磨齿2大类。一般说来,展成磨齿的效率较低(蜗杆砂轮磨齿除外),磨齿费用较高,机床复杂,价格昂贵,限制了其在生产中的广泛应用,仅在少数精密机械及工具行业使用。而成形磨齿具有机床简单、效率较高、成本较低等优点,但由于过去成形磨齿砂轮修整问题未得到很好解决,也妨碍了成形磨齿工艺在生产中的应用。现在世界各国都在积极研究高精度、高效率、多功能、性能稳定的新型磨齿加工方法和磨齿机。



非标齿轮定做加工的磨齿工艺


展成磨齿

瑞士 Maag磨齿机采用碟形砂轮磨齿,除继续保持高精度的优势外,在结构和磨削方法上有所改进,效率有所提高。为提高加工效率,Maag 公司在磨削方法上由 HSS系列磨齿机的15°/20°的普通磨削法发展到0°磨削法,采用BC机构磨修形齿轮,形成了新的SD 系列。后来 Maag 公司在0°磨削法的基础上,又发展了K磨削法,效率又有所提高。尽管这样,Maag磨齿机的效率仍然很低,磨1 个齿轮常常要耗费几个小时,成本很高,尤其是大规格磨齿机效率更低。

锥面砂轮磨齿机传动链长,而且渐开线齿面是逐点包络出来的,影响加工精度及稳定性,单件工时一般为0.6~3h;但锥面砂轮磨齿机通用性好,在生产中应用得较广。世界上生产锥面砂轮磨齿机声誉较高的是德国的 Hofler公司和 Niles公司。这2家公司已发展了直径为3500 mm 的磨齿机系列产品。

大平面砂轮磨齿机传动链短,结构比较简单,加工精度也较高;但加工效率很低,多用来加工剃齿刀和插齿刀等齿轮刀具以及精度较高的齿轮。各国相关厂家都在生产这种磨齿机,但多年来在结构和性能上没有太大的发展。

在各种磨齿方法中,蜗杆砂轮磨齿机的效率最高,一般10多分钟就能磨1个齿轮,适于5~6级齿数>8 mm 或直径>600 mm)的加工,还有待于解决。

近年来,日本还出现了采用电镀CBN(立方氮化硼)蜗杆砂轮的数控蜗杆砂轮磨齿机,砂轮不用修整可连续加工几万个齿轮,用废后换新砂轮,加工效率很高,1 min 左右就能磨1 个齿轮,并能磨修形齿轮。目前,我国各种形式的展成磨齿机都已有生产,但产品尺寸系列还不够齐全。

 成形磨齿

为了解决大批量齿轮的高效经济磨齿问题,近年来世界上许多国家(如前面提到的瑞士 Maag 公司以及德国、日本、英国、美国等)又在积极研究成形磨齿工艺。成形磨齿所达到的精度与展成磨齿相媲美,且生产率还要高好多倍(但仍低于蜗杆砂轮磨齿),强力高效磨削应用于成形磨齿,效率还将进一步提高。成形磨齿一般适于5~6级精度齿轮的批量生产,还特别适合于模数大、齿致少、宽度大的齿轮和各种修形齿轮的加工。

成形磨齿要解决的是创造通用的成形砂轮修整器,国外成形磨齿机多采用靠模四杆机构修整器;但这种修整器的精度稳定性较差,靠模数量多,调整麻烦。由于准确渐开线修整器结构一般较复杂,影响精度,又发展了许多种近似渐开线修整方法。单金刚石笔修整砂轮时很难解决金刚笔磨损对修整齿形精度的影响;因此又发展了金刚滚轮修整法。由于成形金刚滚轮制造复杂、价格很贵,国外又发展了金刚砂带压轮法。近年来,国内外又研制出了数控成形砂轮修整器,采用三坐标闭环系统,以保证精度并能自动调节补偿金刚石笔磨损;但这种装置复杂、昂贵,尚未正式应用于生产。

随着数控技术的出现,硬齿面齿轮的精加工设备在机床的成形运动设计方面,原有的形成齿轮渐开线轮廓的内联系传动链是通过机械机构实现的。数控技术使得机床的每个运动都加入一个伺服电动机,通过数控机床的CNC系统,向每个伺服电动机发送脉冲指令,每个伺服电动机得到指令后,通过电动机旋转带动滚珠丝杠实现机床运动,这样就消除了原有的、形成齿轮渐开线轮廓的、内联系传动链的机械机构误差,使机床运动精度得到提高。新的数控滚齿机、插齿机、剃齿机以及磨齿机将得到广泛应用。

数控加工优势
适当使用数控加工能够有效提高加工效率,因为其适应能力强,适合多批量零件的加工,数控车床;数控机床的柔性好,加工适应性强,适用于生产多品种、单件或小批量产品,如在传统的自动或半自动车床上加工一个新零件,一般需要调整机床或机床附件,使机床适应加工零件的要求,而使用数控车床加工不同形状的零件时,只要重新在软件中编制或修改加工程序,就可以迅速达到加工目的;在数控加工工序中,数控车削加工自动化处理,只要编码正确,很少出现差错,数控机床的加工过程不仅可以避免人为的误差,而且不受人的情绪变化的影响,确保加工质量的稳定性。这样既提高了加工精度,又保证了生产的高效率;并且能降低劳动强度,尽可能的较低了加工成本,更大程度上取得良好的经济效益,同时采用数控加工设备为生产的现代化提供了基础。


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