齒輪加工技術(shù)與裝備的發(fā)展趨勢

為適應(yīng)齒輪加工行業(yè)對制造精度、生產(chǎn)效率、清潔生產(chǎn)、提高質(zhì)量的要求，制齒機(jī)床及制齒技術(shù)出現(xiàn)了以下發(fā)展趨勢：1.數(shù)控化；2.高速高效；3.高精度；4.功能復(fù)合；5.智能化；6.綠色環(huán)保

數(shù)控化：由于通過將機(jī)床的各運(yùn)動軸進(jìn)行CNC控制及部分軸間進(jìn)行聯(lián)動后，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）增加了機(jī)床的功能，如滾削小錐度及鼓形齒輪等變得極為簡單。

（2）縮短了傳動鏈，同時采用半閉環(huán)或全閉環(huán)控制后，通過數(shù)控補(bǔ)償可以提高各軸的定位精度和重復(fù)定位精度，從而提高了機(jī)床的加工精度及Cp值，增加了機(jī)床的可靠性。

（3）換品種時由于省去了計算及換分齒掛輪及差動掛輪、進(jìn)給及主軸換擋的時間，插齒機(jī)還省去了換斜導(dǎo)軌的時間，從而減少了輔助加工時間，增加了機(jī)床的柔性。

（4）由于機(jī)械結(jié)構(gòu)變得簡單了，可以設(shè)計得更有利于提高機(jī)床的剛性及把熱變形降到最底。

（5）各軸間沒有機(jī)械聯(lián)系，結(jié)構(gòu)設(shè)計變得典型化，更利于實(shí)施模塊化設(shè)計及制造。

高速高效：

齒輪加工機(jī)床如滾齒機(jī)、插齒機(jī)及磨齒機(jī)的高速化主要是指機(jī)床擁有高的刀具主軸轉(zhuǎn)速和高的工作臺轉(zhuǎn)速，它們是提高切削效率的主要指標(biāo)。

高效加工是機(jī)床從各個方面采用了專用技術(shù)來得以保證：具有最佳吸振效果的鑄造床身；使機(jī)床具有最佳熱穩(wěn)定性的集成冷卻介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；切削區(qū)保護(hù)隔板大傾角及光滑設(shè)計使干式切削產(chǎn)生的切屑迅速有效排出；具有用預(yù)載的、無隙滾珠絲桿驅(qū)動的進(jìn)給系統(tǒng)；具有耐磨損直線導(dǎo)軌或采用PLC控制的定量潤滑鑄鐵導(dǎo)軌等。電主軸的應(yīng)用使刀具主軸得到提高，而工作臺轉(zhuǎn)速的提高則是采用了高精度斜齒輪副或力矩電動機(jī)。電主軸及力矩電動機(jī)具有回轉(zhuǎn)精度高、無反向間隙和不用維修等優(yōu)點(diǎn)。

高精度：

由于采用了高精度、具有預(yù)加負(fù)荷的高剛性直線導(dǎo)軌、滾珠絲桿、滾動軸承、電主軸、力矩電動機(jī)及數(shù)控技術(shù)，使高速加工條件下的齒輪加工機(jī)床精度得到保證并有所提高。

隨著磨齒機(jī)生產(chǎn)效率的提高、單件齒輪磨齒成本的降低以及汽車齒輪不斷追求提高精度的要求，市場對磨齒機(jī)的需求越來越大；同時，隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，各種機(jī)床間的功能延伸較容易實(shí)現(xiàn)。因此，在激烈的市場競爭壓力下，世界各主要制齒機(jī)床制造商企業(yè)紛紛加入生產(chǎn)以磨齒機(jī)為代表的齒輪精加工機(jī)床行列。這種趨勢的發(fā)展將使今后的汽車齒輪加工越來越多地采用滾-磨工藝。

功能復(fù)合：

功能復(fù)合型機(jī)床是指在一臺機(jī)床上或工件一次裝夾中，可以完成多道工序加工，從而提高工件的加工效率甚至精度。

智能化：

數(shù)字化控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)結(jié)合在一起，使數(shù)控齒輪加工機(jī)床的智能化水平更高。

齒輪加工機(jī)床要實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、自動平衡、防撞功能、過載保護(hù)、有無工件自動識別、裝夾工件是否正確、工件是否已加工過、對齒嚙合、加工余量分配、刀具磨損、在線精密檢測、自動修整砂輪、零編程界面、多功能加工軟件、切削工藝專家系統(tǒng)、機(jī)器人在機(jī)床間搬運(yùn)工件時的自動識別、遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程診斷等功能。

智能化是齒輪機(jī)床提高可靠性、安全性、穩(wěn)定性、復(fù)雜零件加工、精密加工和實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，還必將不斷完善和提高。

齒輪加工正朝著高效、高精度及綠色制造方向發(fā)展，齒輪加工機(jī)床正朝著全數(shù)控、功能復(fù)合、智能化、自動化及信息化方向發(fā)展。中國齒輪加工機(jī)床制造商要抓住這一發(fā)展趨勢，更好地為我國的汽車齒輪加工行業(yè)提供高效、復(fù)合、智能的裝備。

綠色環(huán)保：

切削過程中應(yīng)用切削液可提高刀具壽命，改善加工表面質(zhì)量和利于排出切削熱而不致引起機(jī)床的熱變形。但是，在高速切削過程中切削液的飛濺和形成的油霧對生態(tài)環(huán)境，特別是操作者的健康特別有害。為此，通常是將加工區(qū)用護(hù)罩封閉起來，安裝上油霧分離器，使排出的只是不含油的霧，而切削油則重新流回機(jī)床內(nèi)循環(huán)利用。但這并不能從根本上解決環(huán)保問題，因?yàn)樽冑|(zhì)切削液的更換排放會嚴(yán)重污染環(huán)境。

濕式齒輪加工中消耗的切削液及切削液附加裝置的費(fèi)用占加工成本的20%左右，采用高速干式切削能提高2~3倍以上的加工效率，刀具的使用壽命是濕式切削的2~5倍，因此，干式切削降低了單件齒輪的加工成本。

高速干式切削既可減少切削液的消耗和冷卻處理裝備，又可避免對環(huán)境造成污染，還能提高生產(chǎn)效率，降低單件齒輪的制造成本。因此，高速干式切削成為齒加工機(jī)床制造商多年來追求的目標(biāo)和發(fā)展方向。隨著齒輪加工機(jī)床的高速化，機(jī)床剛性的提高，良好的抗振性及排屑技術(shù)的完善，以及干式高速切削刀具的進(jìn)一步發(fā)展，高速干切已在切齒機(jī)床上全面實(shí)現(xiàn)。