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齒輪

齒輪加工技術(shù)與裝備的發(fā)展趨勢(shì)分析

為適應(yīng)齒輪加工行業(yè)對(duì)制造精度、生產(chǎn)效率、清潔生產(chǎn)、提高質(zhì)量的要求，制齒機(jī)床及制齒技術(shù)出現(xiàn)了以下發(fā)展趨勢(shì)。

1.數(shù)控化

   由于通過(guò)將機(jī)床的各運(yùn)動(dòng)軸進(jìn)行CNC控制及部分軸間進(jìn)行聯(lián)動(dòng)后，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

   （1）增加了機(jī)床的功能，如滾削小錐度及鼓形齒輪等變得極為簡(jiǎn)單。

   （2）縮短了傳動(dòng)鏈，同時(shí)采用半閉環(huán)或全閉環(huán)控制后，通過(guò)數(shù)控補(bǔ)償可以提高各軸的定位精度和重復(fù)定位精度，從而提高了機(jī)床的加工精度及Cp值，增加了機(jī)床的可靠性。

   （3）換品種時(shí)由于省去了計(jì)算及換分齒掛輪及差動(dòng)掛輪、進(jìn)給及主軸換擋的時(shí)間，插齒機(jī)還省去了換斜導(dǎo)軌的時(shí)間，從而減少了輔助加工時(shí)間，增加了機(jī)床的柔性。

   （4）由于機(jī)械結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單了，可以設(shè)計(jì)得更有利于提高機(jī)床的剛性及把熱變形降到底。

   （5）各軸間沒(méi)有機(jī)械聯(lián)系，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得典型化，更利于實(shí)施模塊化設(shè)計(jì)及制造。

2.高速

   齒輪加工機(jī)床如滾齒機(jī)、插齒機(jī)及磨齒機(jī)的高速化主要是指機(jī)床擁有高的刀具主軸轉(zhuǎn)速和高的工作臺(tái)轉(zhuǎn)速，它們是提高切削效率的主要指標(biāo)。

   傳統(tǒng)機(jī)械滾齒機(jī)的滾刀主軸速度通常高為500r/min,工作臺(tái)轉(zhuǎn)速高為32r/min.隨著齒輪加工刀具性能的提高，齒輪加工機(jī)床的高速、切削得到了飛速發(fā)展和成熟，齒輪滾齒切削速度由100m/min,發(fā)展到可達(dá)500~600m/min,切削進(jìn)給速度由3~4mm/r發(fā)展到20mm/r,這使?jié)L齒機(jī)主軸的高轉(zhuǎn)速可達(dá)5500r/min,工作臺(tái)高轉(zhuǎn)速可達(dá)800r/min,機(jī)床部件移動(dòng)速度也高達(dá)10m/min;大功率主軸系統(tǒng)使機(jī)床可運(yùn)用直徑和長(zhǎng)度均較大的砂輪進(jìn)行磨削，有利于增加砂輪壽命，也有利于操作者選擇優(yōu)的磨削參數(shù)來(lái)完成磨削加工。以修整過(guò)的基準(zhǔn)面定位進(jìn)行齒形精加工，可以使定位準(zhǔn)確可靠，余量分布也比較均勻，以便達(dá)到精加工的目的。

   加工是機(jī)床從各個(gè)方面采用了技術(shù)來(lái)得以保證：具有佳吸振效果的鑄造床身；使機(jī)床具有佳熱穩(wěn)定性的集成冷卻介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；切削區(qū)保護(hù)隔板大傾角及光滑設(shè)計(jì)使干式切削產(chǎn)生的切屑迅速有效排出；具有用預(yù)載的、無(wú)隙滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給系統(tǒng)；具有耐磨損直線導(dǎo)軌或采用PLC控制的定量潤(rùn)滑鑄鐵導(dǎo)軌等。電主軸的應(yīng)用使刀具主軸得到提高，而工作臺(tái)轉(zhuǎn)速的提高則是采用了斜齒輪副或力矩電動(dòng)機(jī)。齒輪磨齒加工過(guò)程中所用的材料比較常見(jiàn)的是鋼，而鋼有調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼、滲碳淬火鋼和滲氮鋼等類(lèi)型。電主軸及力矩電動(dòng)機(jī)具有回轉(zhuǎn)精度高、無(wú)反向間隙和不用維修等優(yōu)點(diǎn)。

　　我們通常所說(shuō)的調(diào)質(zhì)指的是淬火和高溫回火的綜合熱處理工藝，調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能，材質(zhì)得到很大程度的調(diào)整，具有良好的綜合機(jī)械性能，調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體。展成法磨齒展成法磨齒的切削運(yùn)動(dòng)與滾齒相似，是一種齒形精加工方法，特別是對(duì)于淬硬齒輪，往往是的精加工方法。我們?cè)谡{(diào)質(zhì)大齒輪的時(shí)候容易產(chǎn)生心部組織不良及淬裂的現(xiàn)象，調(diào)質(zhì)大齒輪時(shí)有些問(wèn)題我們需要格外注意。

　　1.淬火時(shí)，加熱溫度依鋼的成分而定，淬火介質(zhì)則根據(jù)鋼淬透性和鋼件尺寸選擇。鋼淬火后內(nèi)應(yīng)力大，很脆，要進(jìn)行回火，以便消除應(yīng)力，增加韌性，調(diào)整強(qiáng)度。為了防止淬裂，我們應(yīng)該采取減小淬火應(yīng)力的措施。淬火介質(zhì)盡量選用水淬。

　　2.對(duì)某些合金調(diào)質(zhì)鋼的高溫回火，要注意防止出現(xiàn)回火脆性，以保證鋼的使用性能。特點(diǎn)：由于齒面的滑動(dòng)速度不均勻，研磨量也不均勻，在齒頂及齒根部分的滑動(dòng)速度大，研磨量也大?；鼗鹗鞘拐{(diào)質(zhì)鋼力學(xué)性能定型化的重要工序。各種鋼力學(xué)性能隨回火溫度變化的曲線，又稱為鋼的回火曲線，可以作為選擇回火溫度的依據(jù)。對(duì)回火脆性min感的齒輪材質(zhì)，回火時(shí)要油冷并且增加一次消除應(yīng)力的回火。

　　齒輪之間的潤(rùn)滑原理是怎樣的？

　　齒輪傳動(dòng)是常見(jiàn)的機(jī)械傳動(dòng)形式之一，在各種齒輪傳動(dòng)形式中，輪齒從開(kāi)始進(jìn)入嚙合至脫開(kāi)的過(guò)程中存在著摩擦。基于齒輪相對(duì)速度的變化，常見(jiàn)的齒輪摩擦分為滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦。

　　在任何齒輪傳動(dòng)中，齒面如果直接嚙合，那么就可能發(fā)生兩齒面黏附，齒面磨損發(fā)熱、，甚至焊合，造成齒輪即時(shí)失效。經(jīng)一段時(shí)間后，研磨輪和被研磨輪作反向旋轉(zhuǎn)，使齒的兩個(gè)側(cè)面被均勻研磨。因此齒輪潤(rùn)滑的基本要求就是潤(rùn)滑劑必須進(jìn)入齒輪的嚙合面，形成有效的潤(rùn)滑膜隔開(kāi)齒面，阻止嚙合齒面的材料直接接觸，并將由于磨擦產(chǎn)生的熱很快帶走，保證齒輪的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。