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磨齒機剃齒加工和磨削加工是兩種不同的齒輪精加工方法

發布時間:2017-12-13

磨齒機剃齒加工和磨削加工是兩種不同的齒輪精加工方法

 

北京十一选五走势图表2ooo期剃齒是在熱處理前進行的(這也是剃齒加工受限的原因),而磨齒機是在熱處理之后進行的。近幾年來,隨著機械加工精度的不斷提高、數控機床的不斷完善以及 加工軟件的迅速發展,齒輪精加工技術得以不斷發展,齒輪磨削精度、效率和各種功能已達到了極高的水平。由于新型陶瓷和CBN砂輪的使用,無論成形磨削還是展成磨削都獲得了很大的進步,因此曾經有人認為,幾年以后剃齒加工幾乎會完全被北京十一选五走势图表2ooo期加工取代,因為確實有很多過去用剃齒加工的齒輪現在改用了磨齒機加工。但出乎人們的預料,目前在全球的齒輪生產中,剃齒加工還是主要的齒輪精加工手段。

    2剃齒工藝與磨齒機工藝的對比

    齒輪剃齒工藝與齒輪磨削工藝并存的原因有很多,限于文章篇幅,僅作以下簡單分析對比:

    1)傳動噪音的降低

    造成傳動裝置噪音的原因主要有:①齒輪的精度(包括齒形、齒向、齒距等);②裝置的精度(箱體孔系精度、中心距及其變動量);③變速箱的結構(傳動的剛性及變形)等。

    一直以來,齒輪生產商完全依賴齒輪磨削加工以改善整個齒輪的質量。但盡管磨削加工工藝在保證齒輪加工精度方面幾乎完美無缺,可惜的是其加工費用及投資成本很高,難以用較低的成本獲得高質量的齒輪。另一方面,高精度的齒輪并不一定會保證傳動噪音的降低。

    隨著數控剃齒技術的發展,借助于先進的數控剃齒刀磨床,如今我們可以在幾十分鐘內完成各種修形剃齒刀的磨削。與此同時,現在的剃齒機床通過程序可以控制所有的動作。也就是說,目前我們已有能力實現幾年以前還無法實現的剃齒加工。雖然一些齒輪熱處理后的質量還無法全面控制(淬火會造成某些齒輪、特別是結構不勻稱的齒輪的變形,常見于車輛及拖拉機的變速裝置),但我們通過將剃齒精度控制在5級并設置剃齒的反變形措施,可以將汽車齒輪、尤其是那些用于自動變速器中的行星齒輪的熱處理變形降到低,從而穩定齒輪的成品尺寸。

    采用先進的剃齒加工工藝可將齒向精度提高23個等級(DIN標準),把齒形精度提高23個等級(DIN標準),把齒距的精度提高12等級(DIN標準),使剃齒表面粗糙度接近磨削加工表面粗糙度(Ra0.40.6μm),通過細致的剃前及剃齒加工得到5級精度(DIN3962)的齒輪(齒輪的內在特點應該符合剃齒加工的使用情況)。

    為了降低齒輪的嚙合噪音,我們通常要考慮到齒形和齒向的理論標準與實際情況。在剃齒生產時,必須檢查嚙合齒輪的嚙合狀況,有時還需進行齒形的特殊修形,以降低傳動噪音。現在有了全數控剃齒刀磨床,這樣的修形是很容易實現的。

    2)熱處理變形的消除或減小

    在中、大規模的生產中,通過分析研究因熱處理造成的齒輪齒形及齒向的變形,可以在剃齒加工期間加以補償量(反變形),以達到消除或減小熱處理變形的目的。

    由于理論齒向會與實際測量的齒向有差別,因此通過對剃齒加工工藝剃齒參數及特殊剃齒刀的各方面控制,達到理想的齒輪齒向精度,同時降低傳動噪音,實現用低成本的剃齒工藝加工出與高成本磨齒機工藝加工的相同質量的齒輪,滿足各種變速齒輪的質量要求。

    3)數控機床剃齒加工工藝的優勢

    ①可完成各種齒形、齒向修形,獲得具有高精加工表面、良好齒形的齒輪;

    ②剃齒作為一種被廣泛采用的齒輪加工工藝,具有加工過程靈活而迅速、生產效率高、自動化程度高等特點??梢越瓿莼膊迦胱遠?;對刀具可實現物盡其用;

    ③加工費用低(包含機器折舊與工具費用),維修費用低,可降低成本。

    4)齒輪剃齒工藝的適用范圍

    根據齒輪標準DIN3962,剃齒工藝的主要適用范圍為:

    DIN78等級:使用范圍:質量要求不高的工業車輛、農業機械、拖拉機和機床齒輪;汽車變速箱、低速的減速器等;

    DIN6等級:首先通過剃齒加工達到5級精度,則熱處理后達到6級是很容易實現的。使用范圍:各種汽車(包括質量要求較高的汽車)的變速箱,工業車輛、機床、減速器用齒輪。這是應用廣泛的精度等級;

    DIN5等級:在剃齒加工后,通過對熱處理變形的控制,保證經過熱處理后的齒輪成品精度不會改變。使用范圍:飛機的齒輪系,高品質汽車,公共汽車,卡車,量儀等。

    除此以外,有一些齒輪因不能磨削,也需要采用剃齒工藝來加工,如與大齒輪相連的小齒數齒輪或帶臺肩的齒輪、同步器等零部件。例如變速箱二軸的剃齒加工,被剃齒輪主要是用于車輛的傳動裝置。由于二速齒輪不能磨削,因此必需剃齒(一般來說用插齒刀加工的齒輪都不能采用磨削加工)。

    當然,對一些傳動極大力矩的齒輪系(如重型卡車等)而言,盡管采用剃齒工藝同樣可以得到最終要求的精度,但目前多是經過成形磨削加工的。這是因為成形磨削使齒輪的根部圓滑過渡,使齒輪變得更堅固,傳動中打齒的風險也大大減少,因此較大模數(48mm)的齒輪通常采用磨削加工。此外,DIN4等級以上的齒輪必須要采用磨削工藝。

    近年來一項快速發展的新工藝———內珩磨工藝推動了齒輪剃齒工藝的大量采用。由于CBN砂輪珩磨加工去除的金屬材料不多,珩磨齒機輪的珩前誤差也不能很大,同時CBN砂輪的價格非常昂貴,如果熱處理造成的齒輪變形很大,為了便于切除材料,應在熱處理前用具有變形補償的剃齒工藝切除較多的余量,并有效減少熱處理變形,這將有助于熱處理后的珩磨加工。