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在选择磨齿机轮加工工艺之前,首先应估算所有费用和利润

发布时间:2017-12-13

在选择磨齿机轮加工工艺之前,首先应估算所有费用和利润


磨齿机    

同样加工自动变速用的行星齿轮,采用磨削工艺可以在大约一分钟内获得5级(DIN标准)齿轮;而采用剃齿加工获得同样等级的齿轮所需加工时间比一般磨削的减少1315s。此外,剃齿加工仅仅需要一台机床,而磨削加工却至少需要三台机床,所以选择磨削加工的成本也是剃齿加工的两倍。

    鉴于上述情况,

剃齿工艺的进步

   剃齿刀的改进

    目前剃齿刀不像齿轮加工业使用的其它刀具那样有很大的进展(比如滚刀首先通过引进TiNTiAlNTiCN涂层,并允许采用切削速度近200m/min的新型高速钢材料,达到了很好的效果)。剃齿加工时,切除的材料不多,切削速度也不高,因此加工中刀具刃口的压力不大。尽管如此,有关专家仍觉得有必要使剃齿刀刃口更加锋利以便能降低损耗。剃齿刀的制造工艺没有变化,涂层工艺对剃齿刀也没有很大的作用(因为剃齿刀容屑槽的侧表面热处理后不再加工,表面较粗糙,TiN涂层难以贴附在该槽侧面上),因此专家们把注意力转到了改善剃齿槽的侧面粗糙度上。现在开发的数控梳槽机已使剃齿刀容屑槽侧面的加工表面粗糙度有了很大改变。此外,日本已有研究人员在有关刀具材料热处理后的液化氮深冷处理方面进行了试验。通过这种方法使剃齿刀材料的特性予以改变,平均使用寿命延长,剃齿刀的性能也有所改善。

    另一方面值得强调的是现代数控剃齿刀磨床实现了灵活性、高精度及快速。这三个主要特点使采用剃齿工艺加工的齿轮精度得到了显著的改进。这也是剃齿工艺没有被磨削工艺代替的另一个原因。

    剃齿机床及工艺的发展

    50年来,剃齿机床不断地发展,剃齿技术日益完善。新的数控剃齿机床可以执行各种各样的剃齿加工程序(包括轴向剃齿、对角剃齿、切向剃齿和径向剃齿等),而且在对同一齿轮的剃齿过程中,可以从一种剃齿方法转到另一种剃齿方法。这些特殊的工艺过程都是在数控(NC)的直接监督和控制下实现的。数控剃齿的好处在于在剃齿过程中可实现切削速度、径向进给、行程等各种参数的控制,在剃齿过程中,进给量、切削速度和行程长度等参数都能进行改变,更便于我们选择不同的加工条件。在具体的剃齿加工过程中,除了上述标准剃齿方法以外,也可以选择“渐进对角剃齿(ProgressiveDiagonalCycle)”、“不连续对角剃齿(DisjointedDiagonalCycle)”、“混合剃齿(MixedCycle)”和“双联剃齿(TwinLinkedCycle)”等特定工艺。

    渐进对角剃齿

    对角剃齿时,在齿向上可能发生的鼓形由工作台围着中心的摆动来实现。这种动作是绕x轴线摆动而实现的,是在计算机控制下完成的。xyw三轴线的协同运动可造成鼓形或者在齿轮的双侧面形成锥角。如果鼓形相当大、拟切除的材料过量、要对齿轮进行多次摆动剃齿,可以设定x轴线的摆动次数以便两端的材料渐进地切除。

    混合剃齿

    众所周知,径向剃齿比切向剃齿所用的时间短,但加工表面比较粗糙。解决办法是通过径向切削切除大量余量,然后进行轴向或对角剃齿实现精加工。采用这种混合剃齿方法,可实现缩短剃齿时间和获得良好剃齿表面质量的统一。

    不连续对角剃齿循环、双联剃齿

    采用不连续对角剃齿循环和双联剃齿两种特殊工艺可得到不同的齿向修正。例如:用不连续对角剃齿把加工程序分成三段,并根据每段的具体加工标准拟订不同的鼓形和锥度要求。由此我们比较容易获得特殊及不对称凸形的齿向修正,从而能加工出与淬火后可能发生的变形相对应的反变形齿形,改变齿轮的啮合状况,降低齿轮啮合的噪音。