磨齒（chǐ）齒輪加工工（gōng）藝
發（fā）布時間：2023-10-13
磨齒齒輪加工工藝
采用（yòng）磨齒加工的齒輪（lún）具有低傳（chuán）動噪音、高傳（chuán）動效率和長使用（yòng）壽命的優點。輝騰宏業專（zhuān）業磨（mó）齒加工曾被認為（wéi）是一種用（yòng）於航（háng）空或（huò）其它高技術領域的昂貴齒輪加工手段（duàn）。但（dàn）現在，觀念已（yǐ）經改變：磨齒機的效率提高了，砂輪性能也更（gèng）好，高額成本得以大幅下降。由此，磨齒加工已開始（shǐ）大規模應用（yòng）於齒輪加工中，如汽車、摩托車齒輪的製造，而且已（yǐ）達到普遍應用的程度。事實上，所有一級汽車齒輪供應商為保（bǎo）持競爭力，已普遍擁有磨齒機。汽車工（gōng）業在未來2～5年內將逐漸成為硬齒麵加工最大的增長市場。由於磨齒加工能去掉熱處理（lǐ）畸變，因此許多齒輪箱均（jun1）使用磨削齒輪，以更好地控製（zhì）傳動空程（chéng）和噪音。磨齒加工工藝在整個齒輪行業中已基本成熟並在快速增長。
磨齒機的進步
今天的磨齒機比十年前的同類型機床的效率提高了許多。這來源於一係列重大改進：
1 機載測（cè）量
許多磨齒機因配備了機載測量（liàng）係統而（ér）變得更為精確（què）。由於使用了在機測量（liàng），不必將（jiāng）齒輪從工作台上（shàng）拆卸下來送到其（qí）它地方去檢測，避免了再加工時的二次安裝誤差。加工時，先由（yóu）機載測量係統初步分析齒輪，再將實測參數與理論（lùn）設計參數對比，求出所需修正量，控製係統采集到這些修正數據後自（zì）動調整磨齒加工狀態，然後再進行磨齒和（hé）測量（liàng）。如此反複循環，直至達到所需（xū）的精度要求。一體（tǐ）化機載測量和機載修正係統使現代磨齒機更加高效。
在國內，如秦川發展股份有限公司的YK75100型成型砂（shā）輪（lún）磨齒機，配以成都工具研究所的CEP 1000型上置式齒輪測量係統，已成功嚐試了開環式（shì）在機測量(實測數據的反饋與控製還需人工完成)。但就國內整體水平而言，加工與（yǔ）測量的精（jīng）度還需進一步提（tí）高（gāo）。
2 直驅電機
近年（nián）來（lái），結構緊湊的直驅電機在砂輪主軸和齒輪（lún）工件主（zhǔ）軸上的使用日漸增加。直驅（qū）主軸可避免傳動鏈誤差。因（yīn）此，在“修砂輪—磨齒輪”循環中運用直驅電機，並（bìng）配以較好（hǎo）的砂輪和多軸聯動控（kòng）製，可消除（chú）切削（xuē）紋、偏畸（jī）幾何形狀、齒輪使用噪音的高頻誤差及有害振動。
3 自動（dòng）化
“自動化”一詞越來越（yuè）多地（dì）應用（yòng）於磨齒加工特別是流程化生產中，包括工件安（ān）裝、換刀以及與工件流程同步的庫存分類等。自（zì）動（dòng）化（huà）消（xiāo）除了機器空轉時間並有利於減少工序間等待時間。
4 磨齒機（jī）軟件
基於Windows的軟件也像應用於個人計算機一樣，廣泛應用於今天的磨齒機中（zhōng）(如基（jī）於Windows的設計係統和數控係統)。以前隻能以紙繪圖，現在，圖（tú）形界麵和算法軟件相結合的設計加（jiā）修正軟件包可使齒輪（lún）幾（jǐ）何尺寸設計程序化和局部製（zhì）造仿真化。
驅動、滾珠絲（sī）杠和位置傳感器三者間的高（gāo）精（jīng）度（dù）閉環控製因（yīn）軟件的（de）應用而得以實現。許多新一代磨齒機的部件配（pèi）有與驅動單元分離的位置傳感器，因而具有更高的（de）精度和熱穩定性。絕對式位移傳感器和絕對編碼技術（shù）保證了在（zài）高定位精度前提下，反饋數據的高速傳輸和機床傳動的穩定性。
5 機床（chuáng）外形（xíng）
如今的磨（mó）齒機外形更小，占地更少，這使（shǐ）製造商能更（gèng）好地使用有限的生（shēng）產（chǎn）區域，以“創造”更多（duō）可用空間，不必把錢花在擴建（jiàn）廠房的“磚塊與水泥”上，而用於購置設備。
6 新材料砂（shā）輪
先（xiān）進的陶瓷結合劑砂輪和電鍍立方（fāng）氮化（huà）硼(CBN)砂輪有著同樣高的生（shēng）產效（xiào）率。由於“混（hún）合（hé）顆粒”型合（hé）成（chéng）物中使用了新材料以及粘接工藝的（de）進步，提高了陶瓷結合劑砂輪的強韌性、形狀精度保持力、材料切除力和耐用性。這些優異性能來源於高性（xìng）能顆粒結構和增大的孔隙度。同時，良好的顆粒結構減少了磨（mó）削（xuē）壓力，降低了磨削溫度。
現在，由於使用了高壓冷（lěng）卻液係統的新冷磨（mó）型陶（táo）瓷磨粒，而（ér）使得電鍍CBN砂輪和陶瓷結合劑（jì）砂輪的選擇變得困難。但電鍍CBN砂輪比陶瓷結合劑砂輪操作簡單，安裝時間短（duǎn），對操作者技術（shù）能力要求（qiú）較低，提供了一個相對CBN磨粒陶瓷結合劑砂輪更可行的低成本選（xuǎn）擇。
采用磨齒加工的齒輪具（jù）有低傳（chuán）動噪音（yīn）、高傳動效率和長使用壽命的優點。磨齒加（jiā）工曾被認為（wéi）是一種用於航空或其它高技術領域的昂貴齒輪加工手段。但現在，觀念已經改變：磨齒機的效率提高了（le），砂輪（lún）性能也更好，高額成本得以大幅下降（jiàng）。由（yóu）此，磨齒加工已開始大規模應用於齒（chǐ）輪加工中，如汽車、摩托車齒輪（lún）的製造，而且已達到普遍應用的程度。事實上，所有一級汽（qì）車齒輪供應商為保持競爭力，已普遍擁有磨齒機。汽車工業在未來2～5年內將逐漸成（chéng）為硬齒麵加工最大的增（zēng）長市場（chǎng）。由於（yú）磨齒加工能去掉熱處理畸變，因此許多齒輪箱均使用磨削（xuē）齒輪，以更好地控（kòng）製傳動（dòng）空程和噪音。磨齒（chǐ）加工工（gōng）藝在整個齒輪行業中（zhōng）已基本成熟並在快速增長。
磨齒機的進步
今天的磨齒機（jī）比十年（nián）前的同類型機床的效率提高了許多（duō）。這來源於一係列重大改進：
1 機載測量
許多磨齒機因配備了機載測量係統（tǒng）而變得更為精確。由於使用了（le）在機（jī）測量，不必將齒輪從（cóng）工作台上拆卸下來送到其它地方去檢測，避免了（le）再加工時（shí）的二次安裝誤差。加工時，先由機載測量係統初步（bù）分析齒輪，再將實測參數與（yǔ）理論設計參數對（duì）比，求（qiú）出所（suǒ）需修正量，控製係統采集到（dào）這些修正數據（jù）後自動調整磨齒加工狀態，然後再進行磨齒和測量。如此反複循環，直至達（dá）到所需的精度要求（qiú）。一體化機載測量和機載修正係（xì）統使現代磨齒機更加高（gāo）效。
在國內，如秦川（chuān）發（fā）展股份有限公司的YK75100型成型砂輪磨齒機，配以成都工具（jù）研究所的CEP 1000型上置式齒輪測量係統，已成功嚐試了開環（huán）式在（zài）機測量(實測數據的反饋（kuì）與控製還需人工完成)。但就國內整體水平而言，加工與測量的（de）精度還需進（jìn）一步提高。
2 直驅電機
近年來，結構緊湊的直驅電（diàn）機在砂輪主軸和齒輪工件主軸上的使用日漸增加（jiā）。直（zhí）驅主軸可避免傳動鏈誤差。因此，在“修（xiū）砂輪（lún）—磨齒（chǐ）輪”循（xún）環（huán）中運用直驅電機，並（bìng）配以較好的砂輪和多（duō）軸聯動控製，可消除切削紋、偏畸（jī）幾何形狀、齒輪使用噪音（yīn）的高頻誤差及有（yǒu）害振動。
3 自動化
“自動化”一詞越來越多地應（yīng）用於磨（mó）齒（chǐ）加工（gōng）特別（bié）是流程化生產（chǎn）中，包括工件安（ān）裝、換刀以及與工（gōng）件流程（chéng）同步的庫存分類等。自（zì）動化消除了機器空轉時間並有利於減少工序間等待時間。
4 磨齒機軟件（jiàn）
基於（yú）Windows的軟件也像應用於個人計算機一樣，廣泛應用於今天的磨齒機中(如基於Windows的設計係統和數控係統（tǒng）)。以前（qián）隻能以（yǐ）紙繪圖（tú），現（xiàn）在，圖形（xíng）界麵和算法軟件相結合的（de）設計（jì）加修正軟件包可（kě）使齒輪幾何尺寸設計程序化和局部製造仿真化。
驅動、滾珠絲杠和位置（zhì）傳感器三者間的高精度閉環控製（zhì）因軟件的應用而得以實現。許多新一代磨齒機的部件配有與驅（qū）動單元分離的位置傳感器，因而具有更（gèng）高的精度（dù）和熱穩定性。絕對式位移傳感器（qì）和絕對編碼技術保證了在高定位精度（dù）前提下，反饋數據的高速傳輸和機床傳動的穩定性。
5 機床外（wài）形
如今的磨齒機外形更（gèng）小，占地更少，這使製造商（shāng）能更好地使用（yòng）有限的生產區域，以“創造（zào）”更多可用空間，不必把錢花在擴建廠房的“磚塊與水泥”上，而用於購置設備。
6 新材料砂輪
先進（jìn）的陶瓷結合劑砂輪和電鍍立方氮化（huà）硼(CBN)砂輪有著同樣高的生產效率。由於“混合顆粒”型合成（chéng）物中使用了（le）新材料以及粘接工藝（yì）的進步，提高了陶瓷（cí）結合劑砂輪（lún）的強韌性、形狀精（jīng）度保持力（lì）、材料切除力和（hé）耐（nài）用性。這些優異性（xìng）能來（lái）源於（yú）高（gāo）性能顆粒結構（gòu）和增大的孔隙度。同時，良好的顆粒結構減少了磨削壓力，降低了磨削溫度。
現在，由於使用了高壓冷（lěng）卻液係統的新冷磨（mó）型陶瓷磨（mó）粒，而使得電鍍CBN砂輪和陶瓷結合劑砂輪的選擇變得困難。但（dàn）電鍍CBN砂輪比陶瓷結合劑砂輪操作簡單，安（ān）裝時間短，對操作者技術能力要求較低，提（tí）供了一個相對CBN磨粒陶瓷（cí）結合劑砂輪更可行的（de）低成本選擇。
