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剃齒與磨齒差別之工藝分析

來(lái)源:     閱讀次數:     發(fā)布時(shí)間:2017-10-10

齒輪精加工主要有兩種方法:剃齒加工和磨削加工。剃齒在熱處理前進(jìn)行,磨削在熱處理之后進(jìn)行。近幾年來(lái),齒輪磨削精度、效率和各種功能已達到了極高的水平。新陶瓷和CBN砂輪的使用對成形磨削和展成磨削都貢獻巨大。

剃齒工藝與磨齒工藝的對比

一直以來(lái),齒輪生產(chǎn)商把全部精力集中于改善整個(gè)齒輪的質(zhì)量,于是完全依賴(lài)齒輪磨削加工。這項加工工藝保證齒輪加工的精度幾乎完美無(wú)缺,可惜的是經(jīng)營(yíng)費用及投資價(jià)值很高。

由于有了先進(jìn)的數控剃齒刀磨床(圖),如今我們可以在幾十分鐘內完成各種修形剃刀的磨削。剃齒機床通過(guò)程序控制所有的動(dòng)作。但對于齒輪熱處理后的質(zhì)量還無(wú)法全面控制,因為淬火會(huì )造成齒輪的變形。對沒(méi)有勻稱(chēng)結構的齒輪會(huì )有重大的影響。這樣的齒輪在工業(yè)、農業(yè)各方面應用的車(chē)輛及拖拉機的變速裝置中都是常見(jiàn)的。

剃齒刀磨床S400G,意大利SAMPUTENSILI生產(chǎn)制造

關(guān)于汽車(chē)工業(yè)的齒輪,尤其是那些用于自動(dòng)變速器中的行星齒輪。通過(guò)將剃齒精度控制在5級并設置剃齒的反變形措施,將其熱處理變形降到最低,因而穩定了齒輪的成品尺寸。

齒輪剃齒加工工藝上的優(yōu)勢

◆ 齒向精度提高2、3 DIN等級

◆ 齒形精度提高2、3 DIN 等級

◆ 齒距精度提高1、2 DIN 等級

◆ 剃齒表面粗糙度接近磨削加工的表面粗糙度(Ra= 0,4-0,6 微米)

◆ 通過(guò)細致的剃前及剃齒加工可得到5 級精度(DIN 3962)的齒輪

理論上的齒向會(huì )與實(shí)際測量的齒向有差別。通過(guò)剃齒加工工藝、剃齒參數及特殊剃齒刀的各種影響達到理想的齒輪齒向,以降低噪音??蓪?shí)現用低成本的剃齒工藝加工出相當于高成本的磨齒工藝加工出的相同質(zhì)量的齒輪。

例如,自動(dòng)變速使用的行星齒輪,可以在約一分鐘內磨削并獲得5 DIN等級的齒輪。通過(guò)剃齒加工可以得到同樣等級的齒輪,加工時(shí)間比一般磨削的少13-15秒。剃齒僅需要一臺機床,而磨削卻需要三臺。

在選擇磨削齒輪以前,要估算所有費用和利潤。齒輪剃齒工藝在DIN5到DIN8等級的應用范圍內可以取代磨削。

傳動(dòng)極大力矩的齒輪系,如重卡車(chē)、拖拉機以及農業(yè)機械,目前是經(jīng)過(guò)成形磨削加工的。成形磨削使齒輪的根部圓滑過(guò)渡,齒輪本身就變得更堅固,打齒的風(fēng)險也減至最小限度。因此較大模數(4-8毫米)的齒輪在主要是磨削加工。

但有一些齒輪不能磨削。例如與大齒輪相連的小齒數或帶臺肩的齒輪、同步器等零部件。

圖三是變速箱的二軸的剃齒加工。剃齒的齒輪主要是用于車(chē)輛的傳動(dòng)裝置中。在它右面的二速齒輪不能磨削,必需剃齒。一般來(lái)說(shuō)所有以插齒刀加工的齒輪都不能磨削。

近年來(lái),快速發(fā)展起來(lái)一項新工藝——內珩磨工藝。切除的材料多時(shí),可選擇應用CBN砂輪珩磨,這種加工方法去除的金屬材料不多,珩磨齒輪的珩前誤差不能很大。但砂輪的價(jià)格卻很貴,如果熱處理造成的變形很大,為了便于切除材料,應在熱處理前用具有變形補償的剃齒切除較多的余量,并有效減少熱處理變形,這將有助于熱處理后的珩磨。

剃齒加工時(shí),切除的材料不多,切削速度也不高,加工中刀具刃口的壓力不大。因此轉向改善剃齒槽的側面粗糙度, 現在的數控梳槽機,使剃齒刀容屑槽側面的加工表面粗糙度有了很大好轉。日本已在這方面進(jìn)行了試驗,研究有關(guān)熱處理后的液化氮深冷處理。這種加工方法使剃刀材料的特性予以改變、平均使用壽命增長(cháng)、剃齒刀的性能也有所改善。

剃齒機床不斷地發(fā)展,技術(shù)日益完善?,F在的剃齒機床可以執行各種各樣剃齒加工程序如軸向剃齒、對角剃齒、切向剃齒、徑向剃齒。而且在同一齒輪的剃齒過(guò)程中,從一種剃齒方法轉到另一種剃齒方法。特殊工藝過(guò)程都是由數字控制實(shí)現的。數控剃齒的好處在于在剃齒過(guò)程中實(shí)現切削速度,徑向進(jìn)給,行程等各種參數的控制、在剃齒過(guò)程中進(jìn)給量切削速度、行程長(cháng)度等參數都能進(jìn)行改變。所有這些都便于我們選擇不同加工條件。除了上述標準剃齒方法以外,也可以選擇如下所列舉的特定工藝:

1. 漸進(jìn)對角剃齒(Progressive Diagonal Cycle)

2. 不連續對角剃齒(Disjointed Diagonal Cycle)

3. 混合剃齒(Mixed Cycle)

4. 雙聯(lián)剃齒(Twin Linked Cycle)

漸進(jìn)對角剃齒

對角剃齒時(shí),在齒向上可能發(fā)生的鼓形由工作臺圍著(zhù)中心的擺動(dòng)來(lái)實(shí)現。這種動(dòng)作是繞x軸線(xiàn)擺動(dòng)而實(shí)現的,是在計算機控制下完成的。x、y、w三軸線(xiàn)的協(xié)同運動(dòng)可造成鼓形或者在齒輪的雙側面形成錐角。

如果鼓形相當大、擬切除的材料過(guò)量、要對齒輪進(jìn)行多次擺動(dòng)剃齒,可以設定x軸線(xiàn)的擺動(dòng)次數以便兩端的材料漸進(jìn)地切除。

混合剃齒

徑向剃齒比切向剃齒的時(shí)間短,但表面比較粗糙。解決辦法是進(jìn)行徑向切削,切除大量余量,然后進(jìn)行軸向、對角剃齒實(shí)現精加工。實(shí)現了剃齒時(shí)間短和良好的剃齒表面質(zhì)量的剃齒結果。

不連續對角剃齒循環(huán)、雙聯(lián)剃齒

這兩種特殊工藝可得到齒向修正。例如以不連續對角剃齒把加工程序分成三段,并根據每段的具體加工標準擬訂不同的鼓形和錐度要求。

較容易獲得特殊及不對稱(chēng)凸形的齒向修正,從而能加工出與淬火可能發(fā)生的變形相對應的反變形齒形,以改變齒輪的嚙合狀況,降低齒輪嚙合的噪音。

雙流文林機械制造有限公司,創(chuàng )建于1985年,屬民營(yíng)獨資企業(yè),位于成都雙流縣,距成都雙流國際機場(chǎng)1公里,離成都市區僅15公里,處于西南航空港經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區的腹地,靠近成都至雅安高速公路,交通十分方便,占地100余畝,一期建筑面積30000平方米,擁有固定資產(chǎn)9000多萬(wàn),擁有多臺高精度磨齒機,其中最大的由德國進(jìn)口的2.5米磨齒機,是四川乃至西南地區最大的高精度磨齒機。公司生產(chǎn)的主要產(chǎn)品是齒輪傳動(dòng)件,對中硬齒面、硬齒面的生產(chǎn),具有較大的優(yōu)勢,是軋鋼設備、拖拉機、工程機械、冶金、電工、化工、電站等設備所需的傳動(dòng)齒輪、減速機的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)。

 

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