用磨齿加工的齿轮传动噪声小,传动效率高,使用寿命长。磨齿法是航空及其他高科技领域中应用较为昂贵的齿轮加工方法之一。但是如今,观念已发生了变化:磨齿机的效率提高了,砂轮的性能也改善了,可以大幅度降低高成本。在此基础上,磨齿机已经开始大规模地用于齿轮加工,例如汽车、摩托车齿轮的制造,并且已经达到了普遍使用的程度。实际上,为了保持竞争力,所有的一级汽车齿轮供应商都普遍拥有磨齿机。未来2~5年,汽车行业将逐步成为硬齿面加工行业发展的最大市场。磨齿机可以消除加工中的热处理变形,许多齿轮箱都采用磨削齿轮,以便更好的控制传动空程和噪声。磨齿机在整个齿轮行业的加工工艺已经基本成熟,并且发展迅速。
磨齿的发展
现在的磨齿机的效率比十年前的同类机器高得多。它产生于一系列重大改进:
1航空测量。
很多磨齿机都因为安装有航空测量仪而更加精密。因为采用了在机测量,所以不需要将齿轮从工作台上拆下送到别处进行检测,从而避免了再加工时的二次安装误差。在加工过程中,首先由机载测试系统对齿轮进行初步的分析,再将实测参数与理论设计参数比较,获得所需的修正量,控制系统采集到的校正数据,自动调整磨齿加工状态,然后进行磨齿测量。这样重复进行,直到达到所需的精度要求。综合机载测量及校正系统使得现代磨齿机更具效率。
YK75100型砂轮磨齿机,采用成都工学院CEP1000型上置式齿轮测量系统,在国内进行了成功的试验(试验数据的反馈与控制还需人工完成)。但是从国内总体水平来看,加工测量的精度还有待进一步提高。
2直驱马达。
近几年,紧凑型直驱电机在砂轮、齿轮工件主轴上的应用日益增多。直接驱动主轴可以避免传动链误差。为此,采用直驱式电动机与“修砂轮-磨齿机”循环,并配有较好的砂轮和多轴联动控制,可以消除切削纹、偏几何、齿轮噪声等高频率误差和有害振动。
3自动化
自动一词在磨齿机,尤其是制程生产中得到了越来越多的应用,包括工件的安装,换刀和与工件同步进行的库存分类。自动排除了机器空转的时间,有助于减少工序间的等待时间。
4磨机器软件
以Windows为基础的软件同样适用于个人电脑(例如基于Windows的设计系统和CNC系统),如今被广泛使用。目前图形界面与算法软件相结合的设计加修正软件包,可以使齿轮几何尺寸设计程序化、零件加工模拟。
通过软件的应用,实现了驱动、滚珠丝杠与位置传感器之间的高精度闭环控制。很多新一代磨齿机的各部分都配置了独立于驱动单元的位置传感器,因此精度高,热稳定性好。绝对值编码技术和绝对编码技术,保证了反馈数据的高速传递和机床传动在高精度定位中的稳定性。