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磨床/珩磨设备 |
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齿轮磨削机床发展 |
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作者：西安航空发动机 侯延柱 |
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齿轮的制造水平可以反映一个时代机械制造总体水平。做为机器基础件的齿轮近几年来在向高速，高性能，低噪音，高可靠性发展。为适应发展的要求，几乎所有的高速齿轮都采用高精度，硬齿面，齿廓和齿向修形。磨齿机是目前实现高速，高性能齿轮制造最主要的手段和工艺方法；其主要的特点是可以全面纠正齿轮磨前的各种误差，最终获得高的加工精度。根据齿面渐开线形成的原理不同，所有的磨齿机都可以归结为成形磨齿法和展成磨齿法两大类。
成形磨齿法的基本原理
成形磨齿法的砂轮是由金刚石笔或金刚石滚轮依照标准摸板修正成与齿轮的齿槽形状完全一样，最终依靠成形砂轮来磨削渐开线齿轮的。成形法的磨削过程是线接触，这是成形磨齿法显著的特点。成形法磨齿过程中，砂轮与齿槽两侧的齿面能够同时全齿高的啮合，故砂轮磨损慢，磨削效率高。所有成形磨齿机都采用单齿分度，磨削轴向走刀来实现全齿宽的磨削。机床的主运动有砂轮的转动和工件的轴向进给以及分度运动。
成形磨齿机进行外齿加工
展成磨齿法的基本原理
展成磨齿法的机床类型主要有蝶形砂轮磨齿机，锥形砂轮磨齿机，大平面砂轮磨齿机，蜗杆砂轮磨齿机。所有的砂轮都是通过金刚石笔和金刚滚轮把砂轮修成一面或双面齿条。磨齿法是依靠展成来获得工件齿形的，渐开线齿形的精度依赖于机床展动运动的精度。展成磨削过程是点接触，砂轮易磨损，磨削效率低(蜗杆砂轮磨齿机除外)，展成法磨齿机机床主要运动有砂轮的旋转，展成运动，分度运动，轴向进给。
成形法磨齿机和展成法磨齿机都各自有自己的特点和适应范围，见附表1。
成形法磨齿机同展成法磨齿机相比较有以下方面的突出特点：
机床结构相对简单，操作和调正容易。
适用范围大，成形磨齿机可各配备不同轴颈的主轴，安装不同规格的砂轮，既能加工一般的齿轮，带有台阶的齿轮加工也很方便，对于少齿数，特别是少于10齿的齿轮在成形磨齿机上很容易解决。
渐开线修形和齿向修形在成形磨齿机上很容易实现，并能实现高精度修形要求。成形磨齿法能够实现众多的齿面修形的可能性，是这种现代先进方法一个重要优势。在展成磨齿机上虽然有不同的机构来实现修形，但调正非常麻烦和困难，修形曲线圆滑也不如成形磨齿机。可以说成形磨齿机比较符合现代齿轮制造要求。
成形磨齿机适合于单件小批量生产，又适合大批量生产，加工效率较高，在各类磨齿机中仅低于蜗杆砂轮磨齿机。
磨削精度高，稳定性好，特别是近几年生产的磨齿机应用了大量的机械制造和电子现代化技术，其磨削的齿轮精度已达到GB10095-88 4级。(周节累积2级)在加工相同精度和规格的齿轮性价比明显高。
成形磨齿机加工内齿
齿轮磨齿机的发展趋势
随着机械制造技术的提高以及电子计算机技术广泛应用，立方氮化硼(CBN)砂轮应用，给成形磨齿机发展提供了技术发展保证，国际上一些著名的磨齿机制造厂家逐步认识到今后一个阶段在齿轮制造中，磨齿机发展的趋势，这些厂家先后推出一些代表当代水平的成形磨齿机加工设备，如德国、瑞士专业厂家KAAP、NILES、HOFLER、OERLIKON、PFAUTER意大利SAMPUTENSILI(SU)等。这些新型成形法磨齿机分别采用立式或卧式布局以适应盘形齿轮和轴类齿轮加工。机床的共同特点是机床结构简单合理，操作可靠容易；运动控制系统、修整系统都有NC数控轴控制 ；可人机对话，非常方便的输入齿轮数据即可完成齿轮齿向任意修正 ；设备配备不同轴颈的主轴，以方便安装非修正CBN砂轮和普通不同规格氧化铝砂轮；磨削时冷却液都采用高压供给并有真空过滤以及油雾分离装置；具有较高的加工精度，这些机床基本上都能达到GB10095-88 4级，表面粗糙度达Ra0.4µm。
近几年，有些制造厂又把一些更先进的技术用于成形磨齿机上，如意大利的SAMPUTENSILI(SU)新型磨齿机驱动结构应用了先进的直线电机技术以取代传统的滚珠丝杠传动，该设备纵向和横向运动由直线电机驱动，传动更准确，加工效率更高。如加工一个M=4 mm，Z=14，单齿面留磨0.15mm，齿宽40mm的齿轮轴，加工精度4级，加工时也只需5分钟。
正因为成形磨齿机具有良好的经济性、可靠性、适应性，已受到齿轮制造厂的青睐，近几年国内已引进多台，分别用于航空、汽车、齿轮箱、烟草机械等行业。
随着科学技术的进步和生产的发展，传统的加工方法已满足不了高速精密齿轮加工要求，齿轮的精度，可靠性愈来愈高，生产效率提高，加工成本降低是该领域追求的目标。
成形磨齿机正是适应这种要求而发展起来的，可以预料，部分种类的展成磨齿机将逐渐退出市场，尽而替代的产品将是成形磨齿机和蜗杆砂轮磨齿机。
(end)
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(6/8/2004) |
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