齿轮加工技术的发展趋势浅析

　　随着磨齿机生产效率的提高、单件齿轮磨齿成本的降低以及汽车齿轮不断追求提高精度的要求，市场对磨齿机的需求越来越大；同时，随着数控技术的发展，各种机床间的功能延伸较容易实现。因此，在激烈的市场竞争压力下，世界各主要制齿机床制造商企业纷纷加入生产以磨齿机为代表的齿轮精加工机床行列。

　　为适应齿轮加工行业对制造精度、生产效率、清洁生产、提高质量的要求，制齿机床及制齿技术出现了以下发展趋势。

　　1.数控化

　　由于通过将机床的各运动轴进行CNC控制及部分轴间进行联动后，具有以下优点：

　　(1)增加了机床的功能，如滚削小锥度及鼓形齿轮等变得极为简单。

　　(2)缩短了传动链，同时采用半闭环或全闭环控制后，通过数控补偿可以提高各轴的定位精度和重复定位精度，从而提高了机床的加工精度及Cp值，增加了机床的可靠性。

　　(3)换品种时由于省去了计算及换分齿挂轮及差动挂轮、进给及主轴换挡的时间，插齿机还省去了换斜导轨的时间，从而减少了辅助加工时间，增加了机床的柔性。

　　(4)由于机械结构变得简单了，可以设计得更有利于提高机床的刚性及把热变形降到最底。

　　(5)各轴间没有机械联系，结构设计变得典型化，更利于实施模块化设计及制造。

　　2.高速高效

　　齿轮加工机床如滚齿机、插齿机及磨齿机的高速化主要是指机床拥有高的刀具主轴转速和高的工作台转速，它们是提高切削效率的主要指标。

　　传统机械滚齿机的滚刀主轴速度通常最高为500r/min,工作台转速最高为32r/min.随着齿轮加工刀具性能的提高，齿轮加工机床的高速、高效切削得到了飞速发展和成熟，齿轮滚齿切削速度由100m/min,发展到可达500~600m/min,切削进给速度由3~4mm/r发展到20mm/r,这使滚齿机主轴的最高转速可达5500r/min,工作台最高转速可达800r/min,机床部件移动速度也高达10m/min;大功率主轴系统使机床可运用直径和长度均较大的砂轮进行磨削，有利于增加砂轮寿命，也有利于操作者选择最优的磨削参数来完成磨削加工。

　　高效加工是机床从各个方面采用了专用技术来得以保证：具有最佳吸振效果的铸造床身；使机床具有最佳热稳定性的集成冷却介质循环系统；切削区保护隔板大倾角及光滑设计使干式切削产生的切屑迅速有效排出；具有用预载的、无隙滚珠丝杆驱动的进给系统；具有耐磨损直线导轨或采用PLC控制的定量润滑铸铁导轨等。电主轴的应用使刀具主轴得到提高，而工作台转速的提高则是采用了高精度斜齿轮副或力矩电动机。电主轴及力矩电动机具有回转精度高、无反向间隙和不用维修等优点。

　　3.高精度

　　由于采用了高精度、具有预加负荷的高刚性直线导轨、滚珠丝杆、滚动轴承、电主轴、力矩电动机及数控技术，使高速加工条件下的齿轮加工机床精度得到保证并有所提高。电主轴精度一般为径向振摆0.002mm,轴向0.001mm;环形转矩伺服电动机定位精度达0.5″，重复定位精度达0.01″；直线运动轴的定位精度小于0.008mm,重复定位精度小于0.005mm.滚齿及插齿尽管为粗加工，但在高速切削的条件下仍能达到DIN6~7级精度，为其后的精加工工序获得高精度提供了保证。

　　后言：这种趋势的发展将使今后的汽车齿轮加工越来越多地采用滚-磨工艺。

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