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齒輪加工技术与装备的发展趋势

来源:文林机械     阅读次数:32     發布時間:2017-10-10

为适应齒輪加工行业对制造精度、生产效率、清洁生产、提高质量的要求,制齿机床及制齿技术出现了以下发展趋势:1.数控化;2.高速高效;3.高精度;4.功能复合;5.智能化;6.绿色环保


數控化:由于通過將機床的各運動軸進行CNC控制及部分軸間進行聯動後,具有以下優點:

(1)增加了機床的功能,如滾削小錐度及鼓形齒輪等變得極爲簡單。

(2)縮短了傳動鏈,同時采用半閉環或全閉環控制後,通過數控補償可以提高各軸的定位精度和重複定位精度,從而提高了機床的加工精度及Cp值,增加了機床的可靠性。

(3)換品種時由于省去了計算及換分齒挂輪及差動挂輪、進給及主軸換擋的時間,插齒機還省去了換斜導軌的時間,從而減少了輔助加工時間,增加了機床的柔性。

(4)由于機械結構變得簡單了,可以設計得更有利于提高機床的剛性及把熱變形降到最底。

(5)各軸間沒有機械聯系,結構設計變得典型化,更利于實施模塊化設計及制造。


高速高效:

齒輪加工机床如滚齿机、插齿机及磨齿机的高速化主要是指机床拥有高的刀具主轴转速和高的工作台转速,它们是提高切削效率的主要指标。

高效加工是机床从各个方面采用了专用技术来得以保证:具有最佳吸振效果的铸造床身;使机床具有最佳热稳定性的集成冷却介质循环系统;切削区保护隔板大倾角及光滑设计使干式切削产生的切屑迅速有效排出;具有用预载的、无隙滚珠丝杆驱动的进给系统;具有耐磨损直线导轨或采用PLC控制的定量润滑铸铁导轨等。电主轴的应用使刀具主轴得到提高,而工作台转速的提高则是采用了高精度斜齒轮副或力矩电动机。电主轴及力矩电动机具有回转精度高、无反向间隙和不用维修等优点。


高精度:

由于采用了高精度、具有预加负荷的高刚性直线导轨、滚珠丝杆、滚动轴承、电主轴、力矩电动机及数控技术,使高速加工条件下的齒輪加工机床精度得到保证并有所提高。

随着磨齿机生产效率的提高、单件齿轮磨齿成本的降低以及汽车齿轮不断追求提高精度的要求,市场对磨齿机的需求越来越大;同时,随着数控技术的发展,各种机床间的功能延伸较容易实现。因此,在激烈的市场竞争压力下,世界各主要制齿机床制造商企业纷纷加入生产以磨齿机为代表的齿轮精加工机床行列。这种趋势的发展将使今后的汽车齒輪加工越来越多地采用滚-磨工艺。


功能複合:

功能複合型機床是指在一台機床上或工件一次裝夾中,可以完成多道工序加工,從而提高工件的加工效率甚至精度。


智能化:

数字化控制技术、传感器技术、信息技术和网络控制技术结合在一起,使数控齒輪加工机床的智能化水平更高。

齒輪加工机床要实现误差补偿、温度补偿、自动平衡、防撞功能、过载保护、有无工件自动识别、装夹工件是否正确、工件是否已加工过、对齿啮合、加工余量分配、刀具磨损、在线精密检测、自动修整砂轮、零编程界面、多功能加工软件、切削工艺专家系统、机器人在机床间搬运工件时的自动识别、远程控制、远程诊断等功能。

智能化是齒輪機床提高可靠性、安全性、穩定性、複雜零件加工、精密加工和實現無人化生産的基礎,還必將不斷完善和提高。

齒輪加工正朝着高效、高精度及绿色制造方向发展,齒輪加工机床正朝着全数控、功能复合、智能化、自动化及信息化方向发展。中国齒輪加工机床制造商要抓住这一发展趋势,更好地为我国的汽车齒輪加工行业提供高效、复合、智能的装备。


綠色環保:

切削過程中應用切削液可提高刀具壽命,改善加工表面質量和利于排出切削熱而不致引起機床的熱變形。但是,在高速切削過程中切削液的飛濺和形成的油霧對生態環境,特別是操作者的健康特別有害。爲此,通常是將加工區用護罩封閉起來,安裝上油霧分離器,使排出的只是不含油的霧,而切削油則重新流回機床內循環利用。但這並不能從根本上解決環保問題,因爲變質切削液的更換排放會嚴重汙染環境。

湿式齒輪加工中消耗的切削液及切削液附加装置的费用占加工成本的20%左右,采用高速干式切削能提高2~3倍以上的加工效率,刀具的使用寿命是湿式切削的2~5倍,因此,干式切削降低了单件齿轮的加工成本。

高速干式切削既可减少切削液的消耗和冷却处理装备,又可避免对环境造成污染,还能提高生产效率,降低单件齿轮的制造成本。因此,高速干式切削成为齿加工机床制造商多年来追求的目标和发展方向。随着齒輪加工机床的高速化,机床刚性的提高,良好的抗振性及排屑技术的完善,以及干式高速切削刀具的进一步发展,高速干切已在切齿机床上全面实现。