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,广州齿轮,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,齿轮零件图,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。
软齿面的齿轮承载能力较低,但制造比较容易,跑合性好, 多用于传动尺寸和重量无严格限制,以及小量生产的一般机械中。因为配对的齿轮中,小轮负担较重,因此为使大小齿轮工作寿命大致相等,小轮齿面硬度一般要比大轮的高。
硬齿面齿轮的承载能力高,它是在齿轮精切之后 ,齿轮模数,再进行淬火、表面淬火或渗碳淬火处理,以提高硬度。但在热处理中,齿轮不可避免地会产生变形,因此在热处理之后须进行磨削、研磨或精切 ,以消除因变形产生的误差,提高齿轮的精度。
材料
制造齿轮常用的钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。铸钢的强度比锻钢稍低,常用于尺寸较大的齿轮;灰铸铁的机械性能较差,可用于轻载的开式齿轮传动中;球墨铸铁可部分地代替钢制造齿轮 ;塑料齿轮多用于轻载和要求噪声低的地方,与其配对的齿轮一般用导热性好的钢齿轮。
未来齿轮正向重载、高速、高精度和高效率
等方向发展,并力求尺寸小、重量轻、寿命长和经济可靠。
而齿轮理论和制造工艺的发展将是进一步研究轮齿损伤的机理,这是建立可靠的强度计算方法的依据,是提高齿轮承载能力,延长齿轮寿命的理论基础;发展以圆弧齿廓为代表的新齿形;研究新型的齿轮材料和制造齿轮的新工艺; 研究齿轮的弹性变形、制造和安装误差以及温度场的分布,进行轮齿修形,以改善齿轮运转的平稳性,并在满载时增大轮齿的接触面积,从而提高齿轮的承载能力。
摩擦、润滑理论和润滑技术是 齿轮研究中的基础性工作,研究弹性流体动压润滑理论,推广采用合成润滑油和在油中适当地加入极压添加剂,不仅可提高齿面的承载能力,而且也能提高传动效率。
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,再将实测参数与理论设计参数对比,齿轮传动,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,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。
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