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