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齒輪加工及精加工技術分析

2019-11-18 14:40   评论:67 点击:178
隨著近幾年齒輪加工技術的發展,齒輪材料、齒輪刀具製造和磨齒砂輪的工藝的改進、齒輪機床在精加工齒輪的精度及加工效率方麵都有了很大的進步 ,速度之快出乎想象。而且齒輪製造的發展方向不僅涉及成熟的歐美市場,還包括以中國為代表的快速發展市場。

傳統高速鋼滾刀及濕切技術還能走多遠?

硬質合金滾刀和幹切加工的推動感化有目共睹。對於齒輪流水線大批量生產,高速鋼滾刀能否被硬質合金滾刀取替?幹切是否已成為滾齒加工的必由之路,還是仍然會走濕切之路?

硬質合金滾刀固然特別適用於滾削汽車用齒輪。但是,硬質合金滾刀在歐洲的利用程度仍然不高,這是由於隨著新型的高速鋼材料及高性能刀具塗層技術的發展,硬質合金滾刀與高速鋼滾刀在滾齒時間上的差距可被控製在15%擺布;硬質合金滾刀價格較高,若齒輪工件數目不足夠多,使用硬質合金滾刀的本錢會很高;再者,使用硬質合金滾刀時要特別小心,而且滾切參數和相應滾齒程序要編製得很細致 ,隻有現代滾齒機才能使用硬質合金滾刀精確滾齒,而若要更新滾齒設備,則需要巨大的投資。就Samputensili而言,每年約生產25000把滾刀,其中硬質合金類隻占3%擺布。這就是說,硬質合金滾刀每年的生產量最多為750把。

齒輪幹切加工則是另外一回事。由於環保要求及處理冷卻廢液的用度很高,歐洲、美國和日本的用戶在選擇時一般會考慮幹切滾齒;而在中國、印度等發展中國家,控製汙染固然也是一個迫切的要求,但需要時間。一旦社會對汙染題目的控製日益嚴格後,齒輪幹切加工也將會迅速發展起來。

哪一種齒輪精加工更流行

對於齒輪精加工,剃齒和磨齒之間,哪一種齒輪精加工更流行呢?

這首先要把一種行業與另一種行業區分開來。比方說,汽車產業使用的齒輪盡大多數還依托剃齒進行加工。有些企業也會對後端傳動裝配齒輪進行磨削加工,這僅僅是為了消除環形圓柱齒輪上發生的任何變形 。

上述提到的齒輪加工時間減少,首要回功於新型齒輪刀具 、現代齒輪機床的發展及由此帶來的精加工餘量大幅減少和磨前齒輪質量的進步。另外,與磨齒機相比,現代數控剃齒機常是價半功倍,可獲得熱處理前的高精度齒輪等級(高達DIN5-6等級);而且與齒輪螺紋磨床磨削相比,加工周期也較短 。

對於汽車產業的齒輪,特別是那些用在主動變速器的小齒輪,我們可以將剃齒加工後熱處理釀成的變形控製在幾個微米;另外,通過齒形和齒向的修正有助於補償變形。由於現代剃刀刃磨機的出現,如Samputensili公司所產生的S400GS,齒形 、齒向兩個參數可快速簡單修形;批量生產的時候,剃齒加工比磨削的好處多很多,相比較而言,剃齒既能保證品質,價格又公道。

Samputensili是齒輪機械行業名列前茅的公司之一,近年來其製造的剃刀還沒顯示出緩慢增產的兆頭。與此同時,齒輪磨削機床生產數目也在不斷上升 。齒輪加工工藝的飛速發展,齒輪機床所的操縱高效快速,齒輪磨輪也有了迅速發展。這首要表現在陶瓷磨具、CBN砂輪、電鍍磨輪等方麵。用上述磨具來進行齒輪磨削加工,使加工周期縮短。正由於加工周期慢慢縮小,齒輪磨削加工的本錢也隨之大幅降低。需要指出的是,有些產業對齒輪質量的要求很高 ,有的產業需要實現特殊的齒形,所以必須經過磨削來完成 。例如,重卡車產業、航空工程和用於發電、變電的減速器產業,都依托磨削往做齒輪精加工。在這些大功率產業中,齒輪磨削已處於盡對上風。

齒輪批量生產的新技術

齒輪的品質要求愈來愈高,變速噪音要求愈來愈低。要達到品質、噪音的雙重目標,這就要求進行精度更高的齒輪加工,實現極為複雜的齒輪齒向和齒形 ,目的是把變速傳動的誤差降到最小。這意味著,在今後一個時期內,磨削仍然是齒輪成批生產的首要方法,齒輪磨削這項加工工藝可能會更加廣泛利用。但要特別重視齒輪加工的單位本錢。至今 ,本錢低、收效大的剃齒帶來的好處是很明顯的。磨削在齒輪精加工中取得美滿成功時,剃齒才可能大規模地被它代替。總之,無論選擇哪一種齒輪加工方法,都要多重視實際使用情況。

鑒於滾齒加工目前取得了相當大的發展,很有可能滾齒後所獲的高精度也不再需要進行剃齒。齒輪燒結技術的進一步發展對齒輪製造也做出較大的貢獻,但是此方法目前正在處於萌芽狀況,很難精確展看未來發展趨勢。

正如上麵所說,固然齒輪加工技術發展變化很大 ,但是齒輪的單位加工本錢肯定不會改變。在大批量流水生產線上,齒輪加工結構調整應當以這個參數為導向。新工藝的發展對於質量、精度的進步大有裨益。隨著齒輪產品技術的精細化,對這兩個關鍵要素的要求愈來愈嚴格。盡管滿足這麽高的要求非常難,我們也必須要尋求高標準 。可是,光著眼於高指標還不夠,我們更要關注的是達到價廉物美的標準 ,否則再好的齒輪新工藝、新功能也不會受到市場的歡迎,齒輪技術發展水平也不會進而改善。在技術含量高的行業上,應當同時並存工藝精密和價格公道的趨勢。

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