磨齒齒輪加工工藝
發布（bù）時間（jiān）：2023-10-13
磨齒齒輪加工工（gōng）藝
采用磨齒加工的齒輪具（jù）有低（dī）傳動噪音（yīn）、高傳（chuán）動效率（lǜ）和（hé）長使用壽命的優點。輝騰宏業專業磨齒加工曾被（bèi）認（rèn）為是一（yī）種用於航空或其它高技術領域（yù）的昂（áng）貴齒輪加工手段。但現在，觀念已經改變：磨齒機的效率提高了，砂輪性能也更好，高額成本得以（yǐ）大幅下降（jiàng）。由此，磨齒加工已開始大規模應（yīng）用於齒輪加工中，如汽車、摩托車（chē）齒輪的製造，而（ér）且已達到普遍應用的程度。事實上，所有一級汽車齒輪供應商為保持競爭力，已（yǐ）普遍擁有（yǒu）磨齒機。汽車工業（yè）在未來2～5年內將逐漸成為硬齒麵加工最大的（de）增長市場（chǎng）。由於磨齒加工能去掉熱處理畸變，因此許多（duō）齒（chǐ）輪箱均使（shǐ）用磨削齒輪，以更好地控製傳動空程和噪音。磨齒加工工（gōng）藝在整個（gè）齒（chǐ）輪行業中已基本成熟並（bìng）在（zài）快速（sù）增長。
磨齒機的進步（bù）
今天（tiān）的磨齒機比十年前的同類型（xíng）機床的效率提高了許（xǔ）多。這（zhè）來源於一係列重大改進：
1 機載測量
許多磨齒機因配備了機載測量係統而變得更為（wéi）精確。由於使用了在機測量，不必將齒輪從工作台上拆卸下來送到（dào）其它地方去檢測，避（bì）免了再加工（gōng）時的二次安裝誤（wù）差。加工時，先由（yóu）機載測量係統初（chū）步分析齒輪，再將實測參數與理論設計參數對比（bǐ），求出（chū）所需（xū）修正量，控製係統采集到這些修正數據後自動調整磨齒加工狀態，然後再進行磨齒（chǐ）和測量。如此反複循環，直至達到所需的精度要求。一體化機載測量和機載修正係統使現代磨齒機更加高效。
在國內（nèi），如秦川發（fā）展股份（fèn）有（yǒu）限公司的（de）YK75100型（xíng）成型砂輪磨齒機，配以成都工具研究所的CEP 1000型上置式齒輪測量係統（tǒng），已成功嚐試了開環式在機測量(實測數據的反饋與控製還（hái）需人工完成)。但就國內整體水平而言，加工與測量的精度還需進一（yī）步提高。
2 直驅電機
近年來（lái），結構緊湊（còu）的直驅（qū）電機在砂輪主軸和齒輪工件主軸上的（de）使用日漸增加。直驅主軸可避（bì）免傳動鏈誤差。因此，在“修砂輪—磨齒輪”循環中運用直驅電機，並配以較好的砂輪和（hé）多軸聯動控製，可消（xiāo）除切削紋、偏（piān）畸幾何形狀、齒輪使用噪音的高頻誤（wù）差及有害振動。
3 自動化
“自動化（huà）”一詞越來越多地（dì）應用於磨齒加工特別是流程化生產中，包括工件安裝、換刀以及與工件流程同步的庫存分類等。自動化（huà）消除了機器空轉（zhuǎn）時間並有利於減少工序間等待（dài）時間。
4 磨齒機（jī）軟件（jiàn）
基於Windows的軟件也（yě）像應用於個人計（jì）算（suàn）機一樣（yàng），廣泛應用於今天的磨齒機中(如基於Windows的設計係統（tǒng）和數控（kòng）係統)。以前隻能以紙繪圖，現（xiàn）在，圖形（xíng）界麵和算法軟件相結（jié）合的設計加修正軟件包（bāo）可使齒輪幾（jǐ）何尺寸設計程序化和局部製造仿（fǎng）真化。
驅（qū）動（dòng）、滾（gǔn）珠（zhū）絲杠（gàng）和位置傳感（gǎn）器（qì）三（sān）者間的高精度閉環控製因軟件（jiàn）的應用而得以實現。許多新一代磨齒機的部件配有與（yǔ）驅動單元分（fèn）離的位置傳感器，因而（ér）具有更高的精度和熱（rè）穩（wěn）定性。絕對（duì）式位移傳感器和絕對（duì）編碼技術保證了在高定位精度前提下，反饋數據的高速傳輸（shū）和機床傳動的穩定性。
5 機床外形
如今的磨齒機外形更小，占地更少，這（zhè）使製造商能更好地使用有限的生產區域，以“創（chuàng）造”更多（duō）可用空（kōng）間，不必把錢花在擴建廠房的“磚塊與水泥”上，而用於購置設備。
6 新材（cái）料砂輪（lún）
先進（jìn）的陶瓷結合劑砂輪和（hé）電（diàn）鍍立方氮（dàn）化硼(CBN)砂輪有著同樣高的生產效率。由於“混合顆粒”型合成物中使用（yòng）了新材料以及粘接工藝的進步，提高了陶（táo）瓷結合劑砂輪的強韌性、形狀精度保持（chí）力、材（cái）料切除力和耐（nài）用性（xìng）。這些優異性能來源於高（gāo）性能顆粒結構和增大（dà）的孔隙度。同時，良好的顆粒結構減少了磨削壓力，降低了磨削溫度。
現在，由於使用了高壓（yā）冷卻液係統的新冷磨型陶瓷磨粒，而使（shǐ）得電鍍CBN砂輪和陶瓷結合劑砂輪（lún）的選擇變（biàn）得（dé）困難。但電（diàn）鍍（dù）CBN砂輪比陶瓷結合劑砂輪操作簡單，安裝時間短，對操作者技術能力（lì）要求較低，提供了一（yī）個相對CBN磨粒陶瓷結合劑砂輪（lún）更可行的低成本選擇。
采用磨齒加工的齒輪具有低傳動噪音（yīn）、高傳動效率和長使用（yòng）壽命的優點。磨齒（chǐ）加工曾被認為是一種用於航空或其它高技術領域的昂（áng）貴齒（chǐ）輪加工（gōng）手段。但現在，觀念已經改變：磨齒機的效率提高了（le），砂輪性能也（yě）更好，高額成本得以大幅下降。由此，磨齒加工已開始大規模應用於齒（chǐ）輪加工中，如汽車、摩托車齒輪的製造，而（ér）且已達到普遍應用的程度。事實上，所有（yǒu）一（yī）級（jí）汽（qì）車齒輪（lún）供應商為保持競爭力，已（yǐ）普遍擁有磨齒機。汽車工業在未來2～5年內將逐漸成（chéng）為硬齒麵加工（gōng）最大的增長市場。由於磨齒加工能去掉熱處理畸變，因此許多齒輪箱均使用磨削（xuē）齒（chǐ）輪，以更好地（dì）控製傳動空（kōng）程和（hé）噪音。磨齒加工工藝在整個齒輪行業中已（yǐ）基本成熟並在快速增長（zhǎng）。
磨（mó）齒機的進步
今天的磨齒機比十年前的同類型機床的效率提高（gāo）了許多。這來源於一係（xì）列重大改進：
1 機載測量
許多磨齒機因配（pèi）備了機載測量係統而變得更為精確。由於使用了在機測量，不必將齒輪從工作台上拆卸下來送（sòng）到（dào）其它（tā）地方去檢測，避免了再加工（gōng）時的二次安裝（zhuāng）誤差。加工時，先由（yóu）機載測量係統初步分析齒輪（lún），再將實測參數與理論設計參數對比，求出所需修正量，控（kòng）製係統采集到（dào）這（zhè）些修正數據後自動調整磨齒加工狀態，然後再（zài）進行磨齒和測量。如此反複循環，直至達到所需的精度要求。一（yī）體化機載測量和機（jī）載修正係統使現（xiàn）代磨齒機更加高效。
在國內，如秦川發展股（gǔ）份有（yǒu）限公司的YK75100型成型砂輪磨齒機，配以成都工具研究所的CEP 1000型（xíng）上置式齒輪測（cè）量係統，已成功嚐試了開環式在機測（cè）量(實測數據的反饋與控（kòng）製還需人工完成)。但就國內整體水平而言，加工與測（cè）量的精度還需進一步提高。
2 直驅電機
近年（nián）來，結構緊湊的直驅電機在砂輪主軸和齒輪工件主軸上的使用日漸增加。直驅主（zhǔ）軸可避免傳動（dòng）鏈誤差。因（yīn）此，在“修砂輪—磨齒輪”循環中（zhōng）運用直驅電機，並配以較好的砂輪和多軸聯動控製，可消除切削紋、偏畸幾何形（xíng）狀、齒輪使用噪音的高頻誤差及有害振動。
3 自動化
“自（zì）動（dòng）化”一詞越來越多地應用於磨齒加工特（tè）別是流程化生產中，包括工件安裝、換刀以及與工件流程同步的庫存分類等。自動化（huà）消除了機器空轉時間並有利於減少（shǎo）工序間等待時間。
4 磨齒機軟（ruǎn）件
基於Windows的軟件也像應（yīng）用於個人計算機一樣，廣泛應用於今天的磨齒機中(如基於Windows的設計係統和數控係統)。以前隻能以紙繪圖，現在，圖形界麵和算法（fǎ）軟（ruǎn）件相結合的設計加修正軟件包可使齒輪幾何尺寸（cùn）設計（jì）程序化和局部製造仿真化。
驅（qū）動、滾珠絲杠和位置傳感器三者間的高精度閉環控製因軟件（jiàn）的應用而得（dé）以實現。許（xǔ）多新一代磨齒機的部件配有與驅動單元分離的位置傳感器，因（yīn）而具有更高的精度和熱（rè）穩定性（xìng）。絕對式位移傳感器和絕對編碼（mǎ）技術保證了在（zài）高定位精度前（qián）提（tí）下，反饋數據的（de）高速傳輸和機床傳動的穩定性。
5 機床外形
如今（jīn）的磨齒機外形更小，占地更少，這使製造商能（néng）更好地使用有限的生（shēng）產區域，以“創造（zào）”更多可用空（kōng）間，不必把錢花在擴建廠房的“磚塊與水泥”上，而用於購置設備（bèi）。
6 新材料砂輪
先進的陶瓷結合劑砂（shā）輪和電鍍立方氮化硼(CBN)砂輪有著同樣高的生產效率。由於“混合顆粒”型合成物中使用了新材料以及粘接工藝的（de）進步，提高了陶瓷結合劑砂（shā）輪的強韌性、形狀精度保持力、材料切除力和耐用性。這（zhè）些優異性能來源於高性能顆粒結構和增大（dà）的孔隙度。同時，良好的顆（kē）粒結構減少了磨削壓（yā）力，降低了磨削溫（wēn）度（dù）。
現在（zài），由於使用了高壓冷卻液（yè）係統的新冷磨型陶瓷磨粒，而使得電鍍CBN砂輪和陶瓷結合劑砂輪的選擇變得困難。但電鍍CBN砂輪比陶瓷結合（hé）劑砂輪（lún）操作簡單，安（ān）裝（zhuāng）時間短，對操作者（zhě）技術能力要求較低，提供了一個相對CBN磨粒陶瓷結合劑砂輪更可行的低成本選擇。
