磨齿（chǐ）齿轮加工工艺
发布（bù）时（shí）间：2023-10-13
磨齿齿轮加工工艺
采用磨齿加工的齿轮具（jù）有低传动噪音、高传动效率和长使用寿命的优点。辉腾宏业专业磨齿加工曾被认为是一种（zhǒng）用于航空或其它高技术领域的昂贵齿轮加工手段。但现在，观念已经改变：磨齿机的效率提高了，砂轮性能也更好，高额成本得以大幅下降。由此，磨齿加工已开始大规模应用于齿轮加工中，如汽车、摩托车齿轮的（de）制造，而（ér）且已达到普遍应用的程度。事实上，所有一级汽（qì）车齿轮供应商为保持竞（jìng）争力，已普遍拥有磨齿机。汽车工业在未来2～5年内将逐渐成为硬齿面加工最大的（de）增长市场。由于磨齿加工能去掉热处理畸变，因此许多（duō）齿轮箱均使用磨削齿轮，以更好地控制（zhì）传动空程和（hé）噪音。磨齿加工工艺在整个齿轮行业中已基本成熟并在快速增长（zhǎng）。
磨齿机的进步
今天（tiān）的磨齿机比十年前的（de）同类型机床的效率提高了许多。这来源于一系列重大改进：
1 机载测量
许多磨齿机因配备了机载测量（liàng）系统而变得更为精（jīng）确。由于使用了在机测量（liàng），不必将齿轮从工作（zuò）台上拆卸下来（lái）送到其它地方去检测，避免了再加工时的（de）二次安装误差。加（jiā）工时，先由机载测量系（xì）统初步分析齿轮，再（zài）将（jiāng）实测参数与理论设计参数对比，求出所需修正量，控制系统（tǒng）采集到这些修正数据后自动调（diào）整磨齿加工状态，然后再进行磨齿和（hé）测量。如此反复循环，直至达到所（suǒ）需的精度要求。一体（tǐ）化（huà）机载测量和机载修（xiū）正系统使现代磨（mó）齿机更加高（gāo）效。
在国内（nèi），如秦川发展股份有限公司的（de）YK75100型成型砂轮磨齿机，配以成都工具研究所的CEP 1000型上置式齿（chǐ）轮测量系（xì）统，已成功尝试了开（kāi）环式在机测量(实测数据的反馈与控制还（hái）需人工完成)。但（dàn）就国内整（zhěng）体水平而言，加工与测量的精（jīng）度还需进一步提高。
2 直驱电机
近年来，结构（gòu）紧凑的直驱电机（jī）在（zài）砂轮主轴和齿轮工件主轴上的使用日渐（jiàn）增加。直驱（qū）主轴可避免传动链误（wù）差。因此，在“修砂轮—磨齿轮”循环中运用直驱电机，并配以（yǐ）较好的砂轮和多（duō）轴联（lián）动控制，可消除切削纹、偏畸几何形状、齿（chǐ）轮使用噪音的高频误差及有害振动。
3 自（zì）动化
“自动化”一词越来越（yuè）多地应用于磨齿加工特别是流程化生（shēng）产（chǎn）中，包括工件安装、换刀以（yǐ）及与工件流程同步的库存分类（lèi）等。自动化消除了机器空转时间并有利于减少工序间等待时间。
4 磨齿机软（ruǎn）件
基于Windows的软件也像应用于个人计（jì）算机一样，广泛（fàn）应用于今天的磨齿机中(如基于Windows的设计（jì）系（xì）统和数控（kòng）系统)。以前只能以纸绘图，现在，图形界面和算法软件相结合的设（shè）计加修正软件包可使齿轮几何尺（chǐ）寸设计程序化和局（jú）部制造仿真化。
驱动、滚珠丝杠和位置（zhì）传感（gǎn）器三者间的高精（jīng）度闭环控制因（yīn）软件的应用而（ér）得以（yǐ）实现。许多新一代磨齿机（jī）的部件配有（yǒu）与驱动单元分离的位置传感器，因而（ér）具（jù）有更高的精度和热稳定性。绝（jué）对式位移（yí）传感器和（hé）绝对编码技术保证了在高定位精度前提下，反馈数据的（de）高速传输（shū）和机床传动的稳定性。
5 机床（chuáng）外形
如今的磨齿机外（wài）形更小，占地更少，这（zhè）使制造商能更好（hǎo）地使用（yòng）有限的生产区（qū）域，以“创造”更多可用空间，不必把（bǎ）钱花在扩建厂房的（de）“砖块与（yǔ）水泥”上，而用于购置设备。
6 新材料砂轮
先进的陶瓷结合剂（jì）砂轮和电镀立（lì）方氮化硼(CBN)砂轮有着同样高的生（shēng）产效率。由于“混合颗粒”型合成物中使用了新材料以及（jí）粘接工艺的（de）进步，提高了陶瓷结合剂砂轮的（de）强韧性、形（xíng）状精度保持力、材料切除力和耐用性。这些优异性能来源（yuán）于高性能（néng）颗粒结构和增（zēng）大的孔隙度（dù）。同时，良好的（de）颗粒结构减少了磨削压力，降低了磨削温（wēn）度。
现在，由（yóu）于使用了（le）高压冷却液系统的新冷磨型陶瓷磨粒，而（ér）使得电镀CBN砂轮和陶瓷（cí）结合（hé）剂砂轮的选择变得困难。但电镀CBN砂轮（lún）比陶瓷结合剂（jì）砂轮操作简（jiǎn）单，安装时间短，对操作者技术能力（lì）要求较低，提（tí）供了一个相对CBN磨粒陶瓷结合剂砂轮（lún）更可行的低成本选择。
采用磨齿加工的齿轮具有低传动噪音、高传动效率和长使用寿命的（de）优点。磨齿加工曾被认为是一种（zhǒng）用于航空或其它（tā）高技术领（lǐng）域的昂贵齿轮加工手（shǒu）段（duàn）。但现在，观念已经改变：磨齿机的效率提高了，砂（shā）轮性能也更好，高额成本得以大（dà）幅下降。由此，磨齿加工已开始（shǐ）大规模应用于齿轮加工中，如汽（qì）车、摩托车齿轮的制造，而且已（yǐ）达到普遍（biàn）应用的程度（dù）。事实上（shàng），所（suǒ）有一级汽车齿轮供应商为保持竞争（zhēng）力，已普遍拥有磨齿（chǐ）机。汽车工业（yè）在未来2～5年（nián）内将逐渐成为硬齿面加工最大（dà）的增长市场。由于磨齿加工能去掉热处（chù）理畸变，因此许（xǔ）多齿轮箱均使用（yòng）磨削（xuē）齿轮，以（yǐ）更好（hǎo）地控制传（chuán）动空程和噪音。磨齿加工（gōng）工艺在整个齿轮行业中已基（jī）本成熟（shú）并在（zài）快速（sù）增长。
磨齿机的进步（bù）
今天的磨齿机比（bǐ）十年前的同类型机床的效率提高了许多。这来源于一系列（liè）重大（dà）改进：
1 机载测（cè）量
许多（duō）磨齿（chǐ）机因配备了机载测量系统而变得更为精确。由（yóu）于使用了在机测量，不必将齿轮从工作（zuò）台上拆卸下来送到其它地方去检测，避免了再加工时的二（èr）次安装误差。加工时，先由机载测量系统初步分析齿轮，再将实测参数与理论设计参数对比（bǐ），求出所需修正量，控制（zhì）系统采集到这些修正数据后自动调整磨齿加（jiā）工状态，然后再进行磨齿和测量。如此反复循环，直至达到所需的精度要求。一体化（huà）机载测量和机载修正（zhèng）系统使现代磨（mó）齿机（jī）更加高效。
在（zài）国内，如秦川发展股（gǔ）份有限公司的YK75100型成型砂轮（lún）磨齿机，配以成都工具研究所的CEP 1000型上置式齿轮（lún）测量系统，已成功尝试了开环式在（zài）机测量(实测数据的反馈与控制还需人工完成)。但（dàn）就国内整体水（shuǐ）平（píng）而言，加（jiā）工与测量的（de）精（jīng）度还需进一步提高。
2 直驱电机
近年来，结构紧（jǐn）凑的直驱电（diàn）机在砂轮主轴和齿轮工件（jiàn）主轴（zhóu）上的（de）使用日渐增加。直驱（qū）主轴可避免传动（dòng）链误（wù）差。因此，在“修砂（shā）轮（lún）—磨齿轮”循环中运用直驱电机，并配以较好的砂轮和多轴联动控制，可消除切削纹、偏畸几何形状、齿轮使用（yòng）噪音的高频误差及有害振动（dòng）。
3 自（zì）动化
“自动化（huà）”一词越来越多地应用（yòng）于磨齿加工特别是流程化生产中，包括工件安（ān）装、换刀以及与工件流程同步的库（kù）存分（fèn）类等。自动化消（xiāo）除了机器空转时间并有利于减少工序间等待时间。
4 磨齿机软件
基于Windows的软件（jiàn）也像应用于个人计算机一样，广泛应用于今天的磨齿（chǐ）机（jī）中(如基于Windows的设计系统和数控系统（tǒng）)。以前只能以纸绘图，现在，图形界（jiè）面和算（suàn）法软件相（xiàng）结合的设计加修正软件包可使齿轮几（jǐ）何尺寸设计程序化和局部制造仿真化。
驱动、滚珠丝杠和位置传感器三者间的（de）高精度（dù）闭环控制因软件的应用而得以（yǐ）实现（xiàn）。许多新一代磨齿机的部件配有与驱动单元分离的位置传感（gǎn）器，因而（ér）具有更高的精度和热稳定性。绝对式位移传感器和绝（jué）对编码技术保证（zhèng）了在高定位精度前提下（xià），反馈数据的（de）高速传输和机床传动的（de）稳定性。
5 机床外形
如今的磨齿（chǐ）机外形更小，占地更少（shǎo），这使（shǐ）制造商能更好地使用有限的生产区域，以“创造（zào）”更多可用空间，不必把钱花在扩（kuò）建厂房（fáng）的“砖块与水泥”上，而用于购置设备。
6 新材料砂轮
先进的陶（táo）瓷结合剂（jì）砂轮和电镀立方氮化硼（péng）(CBN)砂轮有着同样高的生产效率。由于“混（hún）合颗粒”型合成物中使用了新材料以及粘接工艺的进步，提高了陶瓷结合剂砂轮的强韧性、形状精度保持（chí）力（lì）、材料切除力和耐用性。这些优异性能来源于高性能颗粒（lì）结构和增大的孔隙度。同时，良好的颗粒（lì）结构减少了磨削压力，降低了磨削温度。
现在，由于使用了高压冷（lěng）却液系（xì）统的新冷磨型陶（táo）瓷磨粒（lì），而使得电镀CBN砂轮和陶瓷结合剂砂轮的选择变得困难。但电镀CBN砂轮比陶瓷结合剂（jì）砂轮操作简单（dān），安装时（shí）间短，对操作者技术能力要求较低，提供了一个相对CBN磨粒陶瓷结合（hé）剂（jì）砂轮更可行的低成本选择。
