分析齿轮加工机床在实际操作的应用及特殊性
- 2013-08-30 13:46:358395
滚齿加工中干切与湿切之争
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出产，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，仍是依然会走湿切之路？
硬质合金滚刀固然特别合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旧不高，这是因为跟着新型的高速钢材料及高机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，若齿轮工件数目不足够多，使用硬质合金滚刀的本钱会很高；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准确滚齿塑料产业网，而若要更新滚齿设备，则需要巨大的投资。就SAMPUTENSILI而言，每年约出产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出产量多为750把。
齿轮干切加工则是另外一回事。因为环保要求及处理冷却废液的用度很高，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，控制污染固然也是一个迫切的要求，但需要时间。一旦社会对污染题目的控制日益严格后，齿轮干切加工也将会迅速发展起来。
滚刀
近几年，齿轮加工技术蓬勃发展，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进步，速度之快出乎想象。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。比方说，汽车产业使用的齿轮绝大多数还依赖剃齿进行加工。有些企业也会对后端传动装置齿轮进行磨削加工，这仅仅是为了消除环形圆柱齿轮上发生的任何变形。
上述提到的齿轮加工时间减少，主要归功于新型齿轮刀具、现代齿轮机床的发展及由此带来的精加工余量大幅减少和磨前齿轮质量的进步。另外，与磨齿机比拟，现代数控剃齿机常是价半功倍，可获得热处理前的高精度齿轮等级（高达DIN5－6等级）；而且与齿轮螺纹磨床磨削比拟，加工周期也较短。
对于汽车产业的齿轮，尤其是那些用在自动变速器的小齿轮，我们可以将剃齿加工后热处理造成的变形控制在几个微米；另外，通过齿形和齿向的修正有助于补偿变形。因为现代剃刀刃磨机的泛起，如SAMPUTENSILI公司所产生的S400GS，齿形、齿向两个参数可快速简朴修形；批量出产的时候，剃齿加工比磨削的好处多很多，比拟较而言，剃齿既能保证品质，价格又公道。
SAMPUTENSILI是齿轮机械行业的公司之一，近年来其制造的剃刀还没显示出缓慢增产的兆头。与此同时，齿轮磨削机床出产数目也在不断上升。齿轮加工工艺的飞速发展，齿轮机床所的操纵快速，齿轮磨轮也有了迅速发展。这主要表现在陶瓷磨具、CBN砂轮、电镀磨轮等方面。用上述磨具来进行齿轮磨削加工，使加工周期缩短。
正因为加工周期逐步缩小，齿轮磨削加工的本钱也随之大幅降低。需要指出的是，有些工业对齿轮质量的要求很高，有的工业需要实现特殊的齿形，所以必需经由磨削来完成。例如，重卡车产业、航空工程以及用于发电、变电的减速器产业，都依赖磨削去做齿轮精加工。在这些大功率工业中，齿轮磨削已处于上风。
齿轮的品质要求越来越高，变速噪音要求越来越低。要达到品质、噪音的双重目标，这就要求进行精度更高的齿轮加工，实现极为复杂的齿轮齿向和齿形，目的是把变速传动的误差降到小。这意味着，在今后一个时期内，磨削仍旧是齿轮成批出产的主要方法，齿轮磨削这项加工工艺可能会更加广泛应用。但要特别留意齿轮加工的单位本钱。至今，本钱低、收效大的剃齿带来的好处是很显著的。磨削在齿轮精加工中取得圆满成功时，剃齿才可能大规模地被它代替。总之，不管选择哪一种齿轮加工方法，都要多留意实际使用情况。
鉴于滚齿加工目前取得了相称大的发展，很有可能滚齿后所获的高精度也不再需要进行剃齿。齿轮烧结技术的进一步发展对齿轮制造也做出较大的贡献，但是此方法目前正在处于萌芽状态，很难正确猜测未来发展趋势。
滚齿机
滚齿机用滚刀按展成法粗、精加工直齿、斜齿、人字齿轮蜗轮等，加工范围广，可达到高精度或高出产率；插齿机用插齿刀按展成法加工直齿、斜齿齿轮其他齿形件，主要用于加工多联齿轮内齿轮；铣齿机用成形铣刀按分度法加工，主要用于加工特殊齿形仪表齿轮；剃齿机用齿轮式剃齿刀精加工齿轮一种机床；磨齿机用砂轮，精加工淬硬圆柱齿轮或齿轮刀具齿面高精度机床；珩齿机利用珩轮与被加工齿轮自由啮合，消除淬硬齿轮毛刺其他齿面缺陷机床；挤齿机利用高硬度无切削刃挤轮与工件自由啮合，将齿面上微小不平碾光，以进步精度光洁程度机床；齿轮倒角机对内外啮合滑移齿轮齿端部倒圆机床，出产齿轮变速箱其他齿轮移换机构不可缺少加工设备。圆柱齿轮加工机床还包括齿轮热轧机齿轮冷轧机等。
锥齿加工机床主要用于加工直齿、斜齿、弧齿延长外摆线齿等锥齿轮齿部。
直齿锥齿轮刨齿机以成对刨齿刀按展成法粗、精加工直齿锥齿轮机床，有机床还能刨制斜齿锥齿轮，小批量出产应用广。
双刀盘直齿锥齿轮铣齿机使用两把刀齿交错铣刀盘，按展成法铣削统一齿槽左右两齿面，出产效率较高，合用于成批出产。因为铣刀盘与工件无齿长方向相对运动，铣出齿槽底部呈圆弧形，加工模数齿宽均受到限制。这种机床也可配以自动上下料装置，实现单机自动化。
直齿锥齿轮拉铣机使用一把大直径拉铣刀盘一转，从实体轮坯上用成形法切出一个齿槽机床。它锥齿轮切削加工机床出产率高机床，因为刀具复杂，价格昂贵，而且每种工件都需要专用刀盘，只合用于大批大量出产。机床一般都带有自动上下料装置。
弧齿锥齿轮铣齿机以弧齿锥齿轮铣刀盘，按展成法粗、精加工弧齿锥齿轮准双曲面齿轮机床，有精切机、粗切机拉齿机等变型。
弧齿锥齿轮磨齿机用于磨削淬硬弧齿锥齿轮，以进步精度光洁程度机床，其结构与弧齿锥齿轮铣齿机相似，但以砂轮代替铣刀盘，并装有砂轮修整器，也可磨削准双曲面齿轮。
延长外摆线齿锥齿轮铣齿机利用延长外摆线齿锥齿轮铣刀盘，或双刀体组合式端面铣刀盘，按展成法连续分度切齿机床。切齿时，摇台铣刀盘工件均作连续旋转运动，同时摇台作进给运动加工一个工件摇台往复一次。铣刀盘工件连续旋转使工件获得一定齿数连续分度，并形成齿长曲线。摇台旋转工件附加运动结合起来，产生展成运动，使工件获得齿形曲线。
准渐开线齿锥齿轮铣齿机用锥度滚刀，按展成法连续分度切齿机床。切齿时，锥度滚刀首先以大端切削，然后以它较小直径一端切削，为保证整个切削过程切削速度一致，机床靠无级变速装置控制滚刀转速切齿时，摇台、滚刀工件均作连续旋转运动，加工一个工件，摇台往复一次。摇台工件旋转通过差念头构产生展成运动，使工件获得沿齿长为等高齿形曲线。
倒角机
齿轮加工机床是加工各种圆柱齿轮、锥齿轮及其他带齿零件齿部机床。广泛应用汽车、拖拉机、机床、工程机械、矿山机械、冶金机械、石油、仪表、飞机航天器等各种机械制造业。齿轮加工机床品种规格繁多，有加工几毫米直径齿轮小型机床，加工十几米直径齿轮大型机床，还有大量出产加工精密齿轮用高精度机床。
齿轮加工机床主要分为圆柱齿轮加工机床锥齿轮加工机床两大类。圆柱齿轮加工机床主要用于加工各种圆柱齿轮、齿条、蜗轮。常用有滚齿机，插齿机、铣齿机、剃齿机等。