啓東市晨雨齒條制造有限公司
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行業資訊
磨齒加工技術最新發展現狀
采用(yòng)磨齒加工的(de)齒輪具有低傳動噪音(yīn)、高(gāo)傳動效率和(hé)長(cháng)使用(yòng)壽命的(de)優點。磨齒加工曾被認爲是一種用(yòng)于航空或其它高(gāo)技術領域的(de)昂貴齒輪加工手段。但現在,觀念已經改變:磨齒機的(de)效率提高(gāo)了(le),砂輪性能也(yě)更好,高(gāo)額成本得(de)以大(dà)幅下(xià)降。由此,磨齒加工已開始大(dà)規模應用(yòng)于齒輪加工中,如汽車、摩托車齒輪的(de)制造,而且已達到普遍應用(yòng)的(de)程度。事實上,所有一級汽車齒輪供應商爲保持競争力,已普遍擁有磨齒機。汽車工業在未來(lái)2~5年内将逐漸成爲硬齒面加工最大(dà)的(de)增長(cháng)市場(chǎng)。由于磨齒加工能去掉熱(rè)處理(lǐ)畸變,因此許多(duō)齒輪箱均使用(yòng)磨削齒輪,以更好地控制傳動空程和(hé)噪音(yīn)。磨齒加工工藝在整個(gè)齒輪行業中已基本成熟并在快(kuài)速增長(cháng)。
磨齒機的(de)進步
今天的(de)磨齒機比十年前的(de)同類型機床的(de)效率提高(gāo)了(le)許多(duō)。這(zhè)來(lái)源于一系列重大(dà)改進:
1 機載測量
許多(duō)磨齒機因配備了(le)機載測量系統而變得(de)更爲精确。由于使用(yòng)了(le)在機測量,不必将齒輪從工作台上拆卸下(xià)來(lái)送到其它地方去檢測,避免了(le)再加工時(shí)的(de)二次安裝誤差。加工時(shí),先由機載測量系統初步分(fēn)析齒輪,再将實測參數與理(lǐ)論設計參數對(duì)比,求出所需修正量,控制系統采集到這(zhè)些修正數據後自動調整磨齒加工狀态,然後再進行磨齒和(hé)測量。如此反複循環,直至達到所需的(de)精度要求。一體化(huà)機載測量和(hé)機載修正系統使現代磨齒機更加高(gāo)效。
在國内,如秦川發展股份有限公司的(de)YK75100型成型砂輪磨齒機,配以成都工具研究所的(de)CEP 1000型上置式齒輪測量系統,已成功嘗試了(le)開環式在機測量(實測數據的(de)反饋與控制還(hái)需人(rén)工完成)。但就國内整體水(shuǐ)平而言,加工與測量的(de)精度還(hái)需進一步提高(gāo)。
2 直驅電機
近年來(lái),結構緊湊的(de)直驅電機在砂輪主軸和(hé)齒輪工件主軸上的(de)使用(yòng)日漸增加。直驅主軸可(kě)避免傳動鏈誤差。因此,在“修砂輪—磨齒輪”循環中運用(yòng)直驅電機,并配以較好的(de)砂輪和(hé)多(duō)軸聯動控制,可(kě)消除切削紋、偏畸幾何形狀、齒輪使用(yòng)噪音(yīn)的(de)高(gāo)頻(pín)誤差及有害振動。
3 自動化(huà)
“自動化(huà)”一詞越來(lái)越多(duō)地應用(yòng)于磨齒加工特别是流程化(huà)生産中,包括工件安裝、換刀(dāo)以及與工件流程同步的(de)庫存分(fēn)類等。自動化(huà)消除了(le)機器空轉時(shí)間并有利于減少工序間等待時(shí)間。
4 磨齒機軟件
基于Windows的(de)軟件也(yě)像應用(yòng)于個(gè)人(rén)計算(suàn)機一樣,廣泛應用(yòng)于今天的(de)磨齒機中(如基于Windows的(de)設計系統和(hé)數控系統)。以前隻能以紙繪圖,現在,圖形界面和(hé)算(suàn)法軟件相結合的(de)設計加修正軟件包可(kě)使齒輪幾何尺寸設計程序化(huà)和(hé)局部制造仿真化(huà)。
驅動、滾珠絲杠和(hé)位置傳感器三者間的(de)高(gāo)精度閉環控制因軟件的(de)應用(yòng)而得(de)以實現。許多(duō)新一代磨齒機的(de)部件配有與驅動單元分(fēn)離的(de)位置傳感器,因而具有更高(gāo)的(de)精度和(hé)熱(rè)穩定性。絕對(duì)式位移傳感器和(hé)絕對(duì)編碼技術保證了(le)在高(gāo)定位精度前提下(xià),反饋數據的(de)高(gāo)速傳輸和(hé)機床傳動的(de)穩定性。
5 機床外形
如今的(de)磨齒機外形更小,占地更少,這(zhè)使制造商能更好地使用(yòng)有限的(de)生産區(qū)域,以“創造”更多(duō)可(kě)用(yòng)空間,不必把錢花在擴建廠房(fáng)的(de)“磚塊與水(shuǐ)泥”上,而用(yòng)于購(gòu)置設備。
6 新材料砂輪
先進的(de)陶瓷結合劑砂輪和(hé)電鍍立方氮化(huà)硼(CBN)砂輪有著(zhe)同樣高(gāo)的(de)生産效率。由于“混合顆粒”型合成物(wù)中使用(yòng)了(le)新材料以及粘接工藝的(de)進步,提高(gāo)了(le)陶瓷結合劑砂輪的(de)強韌性、形狀精度保持力、材料切除力和(hé)耐用(yòng)性。這(zhè)些優異性能來(lái)源于高(gāo)性能顆粒結構和(hé)增大(dà)的(de)孔隙度。同時(shí),良好的(de)顆粒結構減少了(le)磨削壓力,降低了(le)磨削溫度。
現在,由于使用(yòng)了(le)高(gāo)壓冷(lěng)卻液系統的(de)新冷(lěng)磨型陶瓷磨粒,而使得(de)電鍍CBN砂輪和(hé)陶瓷結合劑砂輪的(de)選擇變得(de)困難。但電鍍CBN砂輪比陶瓷結合劑砂輪操作簡單,安裝時(shí)間短,對(duì)操作者技術能力要求較低,提供了(le)一個(gè)相對(duì)CBN磨粒陶瓷結合劑砂輪更可(kě)行的(de)低成本選擇。
美(měi)國Reishauer公司用(yòng)他(tā)們的(de)“冷(lěng)磨削”工藝測試了(le)這(zhè)些陶瓷砂輪,結論是:①最新的(de)氧化(huà)鋁磨粒和(hé)陶瓷磨粒砂輪可(kě)産生與CBN磨粒陶瓷結合劑砂輪相同或更小的(de)壓力。②與預期相反,陶瓷砂輪比CBN砂輪效率更高(gāo)且耐用(yòng)。③與電鍍CBN砂輪不同,陶瓷砂輪能在磨齒機上重修鋒利,而電鍍CBN砂輪必須送回原廠修磨。
陶瓷砂輪有較高(gāo)切削速度(如60m/s),故适用(yòng)于齒輪的(de)大(dà)規模生産。這(zhè)種磨輪比以前其它磨輪(如氧化(huà)鋁砂輪)有更長(cháng)的(de)使用(yòng)壽命。新的(de)砂輪技術更多(duō)地使用(yòng)在磨削加工産量最大(dà)的(de)200mm及以下(xià)尺寸齒輪的(de)蝸杆砂輪中。
7 磨削費用(yòng)的(de)降低
如今,磨齒成本大(dà)幅下(xià)降,其原因很多(duō),如基于模塊化(huà)設計的(de)高(gāo)性價比機型、數控系統、流程化(huà)生産等,即使是綜合了(le)前述所有先進技術的(de)磨齒機也(yě)比以前的(de)機型便宜得(de)多(duō),大(dà)批量生産使單件生産周期比以前縮短了(le)50%~70%,損耗品(砂輪和(hé)金剛石修正器等)成本也(yě)大(dà)幅下(xià)降。
磨齒機的(de)進步
今天的(de)磨齒機比十年前的(de)同類型機床的(de)效率提高(gāo)了(le)許多(duō)。這(zhè)來(lái)源于一系列重大(dà)改進:
1 機載測量
許多(duō)磨齒機因配備了(le)機載測量系統而變得(de)更爲精确。由于使用(yòng)了(le)在機測量,不必将齒輪從工作台上拆卸下(xià)來(lái)送到其它地方去檢測,避免了(le)再加工時(shí)的(de)二次安裝誤差。加工時(shí),先由機載測量系統初步分(fēn)析齒輪,再将實測參數與理(lǐ)論設計參數對(duì)比,求出所需修正量,控制系統采集到這(zhè)些修正數據後自動調整磨齒加工狀态,然後再進行磨齒和(hé)測量。如此反複循環,直至達到所需的(de)精度要求。一體化(huà)機載測量和(hé)機載修正系統使現代磨齒機更加高(gāo)效。
在國内,如秦川發展股份有限公司的(de)YK75100型成型砂輪磨齒機,配以成都工具研究所的(de)CEP 1000型上置式齒輪測量系統,已成功嘗試了(le)開環式在機測量(實測數據的(de)反饋與控制還(hái)需人(rén)工完成)。但就國内整體水(shuǐ)平而言,加工與測量的(de)精度還(hái)需進一步提高(gāo)。
2 直驅電機
近年來(lái),結構緊湊的(de)直驅電機在砂輪主軸和(hé)齒輪工件主軸上的(de)使用(yòng)日漸增加。直驅主軸可(kě)避免傳動鏈誤差。因此,在“修砂輪—磨齒輪”循環中運用(yòng)直驅電機,并配以較好的(de)砂輪和(hé)多(duō)軸聯動控制,可(kě)消除切削紋、偏畸幾何形狀、齒輪使用(yòng)噪音(yīn)的(de)高(gāo)頻(pín)誤差及有害振動。
3 自動化(huà)
“自動化(huà)”一詞越來(lái)越多(duō)地應用(yòng)于磨齒加工特别是流程化(huà)生産中,包括工件安裝、換刀(dāo)以及與工件流程同步的(de)庫存分(fēn)類等。自動化(huà)消除了(le)機器空轉時(shí)間并有利于減少工序間等待時(shí)間。
4 磨齒機軟件
基于Windows的(de)軟件也(yě)像應用(yòng)于個(gè)人(rén)計算(suàn)機一樣,廣泛應用(yòng)于今天的(de)磨齒機中(如基于Windows的(de)設計系統和(hé)數控系統)。以前隻能以紙繪圖,現在,圖形界面和(hé)算(suàn)法軟件相結合的(de)設計加修正軟件包可(kě)使齒輪幾何尺寸設計程序化(huà)和(hé)局部制造仿真化(huà)。
驅動、滾珠絲杠和(hé)位置傳感器三者間的(de)高(gāo)精度閉環控制因軟件的(de)應用(yòng)而得(de)以實現。許多(duō)新一代磨齒機的(de)部件配有與驅動單元分(fēn)離的(de)位置傳感器,因而具有更高(gāo)的(de)精度和(hé)熱(rè)穩定性。絕對(duì)式位移傳感器和(hé)絕對(duì)編碼技術保證了(le)在高(gāo)定位精度前提下(xià),反饋數據的(de)高(gāo)速傳輸和(hé)機床傳動的(de)穩定性。
5 機床外形
如今的(de)磨齒機外形更小,占地更少,這(zhè)使制造商能更好地使用(yòng)有限的(de)生産區(qū)域,以“創造”更多(duō)可(kě)用(yòng)空間,不必把錢花在擴建廠房(fáng)的(de)“磚塊與水(shuǐ)泥”上,而用(yòng)于購(gòu)置設備。
6 新材料砂輪
先進的(de)陶瓷結合劑砂輪和(hé)電鍍立方氮化(huà)硼(CBN)砂輪有著(zhe)同樣高(gāo)的(de)生産效率。由于“混合顆粒”型合成物(wù)中使用(yòng)了(le)新材料以及粘接工藝的(de)進步,提高(gāo)了(le)陶瓷結合劑砂輪的(de)強韌性、形狀精度保持力、材料切除力和(hé)耐用(yòng)性。這(zhè)些優異性能來(lái)源于高(gāo)性能顆粒結構和(hé)增大(dà)的(de)孔隙度。同時(shí),良好的(de)顆粒結構減少了(le)磨削壓力,降低了(le)磨削溫度。
現在,由于使用(yòng)了(le)高(gāo)壓冷(lěng)卻液系統的(de)新冷(lěng)磨型陶瓷磨粒,而使得(de)電鍍CBN砂輪和(hé)陶瓷結合劑砂輪的(de)選擇變得(de)困難。但電鍍CBN砂輪比陶瓷結合劑砂輪操作簡單,安裝時(shí)間短,對(duì)操作者技術能力要求較低,提供了(le)一個(gè)相對(duì)CBN磨粒陶瓷結合劑砂輪更可(kě)行的(de)低成本選擇。
美(měi)國Reishauer公司用(yòng)他(tā)們的(de)“冷(lěng)磨削”工藝測試了(le)這(zhè)些陶瓷砂輪,結論是:①最新的(de)氧化(huà)鋁磨粒和(hé)陶瓷磨粒砂輪可(kě)産生與CBN磨粒陶瓷結合劑砂輪相同或更小的(de)壓力。②與預期相反,陶瓷砂輪比CBN砂輪效率更高(gāo)且耐用(yòng)。③與電鍍CBN砂輪不同,陶瓷砂輪能在磨齒機上重修鋒利,而電鍍CBN砂輪必須送回原廠修磨。
陶瓷砂輪有較高(gāo)切削速度(如60m/s),故适用(yòng)于齒輪的(de)大(dà)規模生産。這(zhè)種磨輪比以前其它磨輪(如氧化(huà)鋁砂輪)有更長(cháng)的(de)使用(yòng)壽命。新的(de)砂輪技術更多(duō)地使用(yòng)在磨削加工産量最大(dà)的(de)200mm及以下(xià)尺寸齒輪的(de)蝸杆砂輪中。
7 磨削費用(yòng)的(de)降低
如今,磨齒成本大(dà)幅下(xià)降,其原因很多(duō),如基于模塊化(huà)設計的(de)高(gāo)性價比機型、數控系統、流程化(huà)生産等,即使是綜合了(le)前述所有先進技術的(de)磨齒機也(yě)比以前的(de)機型便宜得(de)多(duō),大(dà)批量生産使單件生産周期比以前縮短了(le)50%~70%,損耗品(砂輪和(hé)金剛石修正器等)成本也(yě)大(dà)幅下(xià)降。
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