采用磨齿加工的齿轮具有低传动噪音、高传动效率和长使用寿命的优点。磨齿加工曾被认为是一种用于航空或其它高技术领域的昂贵齿轮加工手段。但现在,观念已经改变:磨齿机的效率提高了
,砂轮性能也更好,高额成本得以大幅下降。由此,磨齿加工已开始大规模应用于齿轮加工中,如汽车、摩托车齿轮的制造,而且已达到普遍应用的程度。事实上,所有一级汽车齿轮供应商为保持竞争力,已普遍拥有磨齿机。汽车工业在未来2~5年内将逐渐成为硬齿面加工的增长市场。由于磨齿加工能去掉热处理畸变,因此许多齿轮箱均使用磨削齿轮,以更好地控制传动空程和噪音。磨齿加工工艺在整个齿轮行业中已基本成熟并在快速增长。 磨齿机的进步今天的磨齿机比十年前的同类型机床的效率提高了许多。这来源于一系列重大改进:
1 机载测量许多磨齿机因配备了机载测量系统而变得更为。由于使用了在机测量,不必将齿轮从工作台上拆卸下来送到其它地方去检测,避免了再加工时的二次安装误差。加工时,先由机载测量系统初步分析齿轮,揭阳齿轮,再将实测参数与理论设计参数对比,求出所需修正量,控制系统采集到这些修正数据后自动调整磨齿加工状态,然后再进行磨齿和测量。如此反复循环,直至达到所需的精度要求。一体化机载测量和机载修正系统使现代磨齿机更加高效。在国内,如秦川发展股份有限公司的YK75100型成型砂轮磨齿机,配以成都工具研究所的CEP 1000型上置式齿轮测量系统,已成功尝试了开环式在机测量(实测数据的反馈与控制还需人工完成)。但就国内整体水平而言,加工与测量的精度还需进一步提高。
2 直驱电机近年来,齿轮生产加工,结构紧凑的直驱电机在砂轮主轴和齿轮工件主轴上的使用日渐增加。直驱主轴可避免传动链误差。因此,在“修砂轮—磨齿轮”循环中运用直驱电机,并配以较好的砂轮和多轴联动控制,可消除切削纹、偏畸几何形状、齿轮使用噪音的高频误差及有害振动。
磨齿通常作为齿轮硬齿面精加工的后一道工序,以全面纠正齿轮磨前的各项误差,获得高的齿轮精度。主要的齿轮磨削加工分为展成磨合成型磨两大类,展成法磨削又分为大平面砂轮磨齿,锥面砂轮磨齿,双碟面砂轮磨齿和蜗杆砂轮磨齿等。
为了提高齿轮的承载能力和噪声性能,齿轮通常在热后进行精加工。磨齿工艺作为热后精加工的一种形式,由于加工效率高,已取代中小型齿轮批量生产中其它的研齿工艺。
尽管这一工艺在工业上得到了广泛的应用,但仅有少数几种科学分析方法存在。基于科学的齿轮磨削分析需要大量的试验和时间,其中一个原因是刀具与齿面之间复杂的接触条件改变了在磨削过程中齿面的连续性。这使得其他磨削工艺的现有知识在齿轮的展成中的应用变得更加复杂。复杂的接触条件导致了用于机床设计、控制工程和工艺设计的较高的工艺动力学过程,这是一个较大的挑战。
齿轮滚齿和齿轮磨齿是基于相同的运动学原理。通过增加法向截面的数目,可以得到近似连续磨削蜗杆通过比较模拟的关键数值和解析的计算值,通过所需的截面数,可以确定其他参数的为模拟磨削数值。这个数值依赖于工件和刀具的几何形状。
齿根部分的切屑体积比齿顶附近更大。这种不均匀的刀具轮廓磨损会由于不同的刀具局部负荷,导致工件的轮廓偏差。
在齿轮磨削过程中,花键齿轮生产,蜗杆与齿轮之间的接触条件是复杂的,一方面是侵彻的不断变化,另一方面是接触次数的变化。齿轮与刀具之间的接触点在一次刀具旋转过程中是可变的。
磨齿是齿形加工中精度的一种方法。适用于淬硬齿轮的精加工,齿轮磨齿加工,其加工精度可达到4~6级,3级,齿面粗糙度值Ra为0.8~0.2um。磨齿对磨前齿轮误差或热处理变形有较强的修正能力,故多用于高精度的硬齿面齿轮、插齿刀和剃齿刀等的精加工,但生产率低,机床结构复杂,调整困难,加工成本高。
磨齿方法有仿形法和展成法两大类。生产中常用展成法。展成法可分为锥面砂轮磨齿、蝶形砂轮磨齿、蜗杆砂轮磨齿等。
齿轮加工带锯床主要分为圆柱齿轮加工带锯床和锥齿轮加工带锯床两大类。圆柱齿轮加工带锯床主要用于加工各种圆柱齿轮、齿条、蜗轮。常用的有滚齿机,插齿机、铣齿机、剃齿机等。在近两年工业产业的发展中,绿色环保的理念被越来越多地提及。
绿色环保是全社会都在提倡的一个话题,无论是哪个行业,在追求效益的同时都应该把绿色放在首位。绿色设计的好处当然远远不止环保这方面,还能极大地提高带锯床的生产效率、降低工件的加工成本。高精度齿轮加工带锯床是一种技术含量高且结构复杂的装备,特别是随着汽车工业和风力发电行业的高速发展,对齿轮的需求量日益增加,对齿轮加工的效率、质量及加工成本的要求愈来愈高,使齿轮加工带锯床在汽车、风力发电等行业中占有越来越重要的地位。
齿条插刀加工齿轮时,刀具的节线与被加工齿轮齿坯节圆的分度圆相切并作纯滚动运动,齿轮插刀加工齿轮时,刀具的节圆与齿坯节圆相切 并作纯滚动运动,该运动称为范成运动。
根据动瞬心线法形成共轭齿廓的原理,当直线齿廓的齿条与动瞬心线(直线)S相固结并沿齿轮作纯滚动时,可以包络出渐开线齿廓来。这种方法还可以看成是利用齿轮与齿条相啮合或齿轮与齿轮相啮合时,其齿廓互为包络的原理来加工齿轮齿廓的,这种齿轮加工方法称为范成法。
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