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,啮合齿轮,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,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,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。
经过滚齿或插齿加工得到齿轮零件的齿形,往往还要进行精加工。磨齿加工主要用于淬硬齿轮的精加工。由于磨齿能够纠正齿轮预加工的各项误差,因而加工精度较高。磨齿后精度一般可达6级以上。
用连续分度展成法工作的磨齿机利用蜗杆形砂轮来磨削齿轮轮齿,因此称为蜗杆砂轮磨齿机。其工作原理和滚齿机相同,但轴向进给运动一般由工件完成,如图所示。由于在加工过程中是连续磨削,所以其生产率在各类磨齿机中是的。它的缺点是砂轮修整困难,不易达到高的精度,磨削不同模数的齿轮时需要更换砂轮,联系砂轮与工件的传动链中的各个传动环节转速很高,用机械传动易产生噪声,磨损较快。这种磨齿方法适用于中小模数齿轮的成批和大量生产。
基准的选择
对于之论加工基准的选择常因齿轮的结构形状不同而有所差异。带轴齿轮(轴轮)主要采用顶点孔定位;对于空心轴,螺旋伞齿轮,则在中心内孔钻出后,用两端孔口的斜面定位;孔径大时则采用锥堵。顶点定位的精度高,锥齿轮,且能作到基准重合和统一。对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。
所以,为减少定位误差,齿轮,提高齿轮加工精度,在加工时应满足以下要求:
1)、应选择基准重合、统一的定位方式;
2)、内孔定位时,配合间隙应近可能减少;
3)、定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来,以保证直度要求。
2、齿轮毛坯的加工
齿面:加工前的齿轮毛坯加工,在整个齿轮加工过程中占有很重要的低位,因为齿面加工和检测所用的基准必须在此阶段加工出来,同时齿坯加工所占工时的比列较大,无论从提高生产率,还是从保证齿轮的加工质量,都必须重视齿轮毛坯的加工。
发展建议
1、调整齿轮产业结构,加速推进齿轮产业升级。提高行业集中度,形成一大批的大、中、小规模企业;通过自主知识产权产品设计开发,形成一批车辆传动系牵头企业,用牵头企业的配套能力整合齿轮行业市场,提升整体市场竞争力。
2、信息化与机电一体化相结合,中国齿轮行业呈现出设计信息化、装备智能化、流程自动化、管理现代化的发展趋势。产业化升级必然要求新的生产方式--精益生产、敏捷制造、虚拟制造、网络化制造等广泛普及。中国齿轮企业正在从规模速度型转变为创新效益型,转入科学发展的新阶段。
3、加大创新力度和产品定位宣传力度,提升国际品牌市场竞争力。加大能力与资源的投入,实现专业化、网络化配套,形成大批有特色的工艺、有特色的产品和有快速反应能力的企业;通过技改,实现现代化齿轮制造企业转型。
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