磨齒機(jī)是用于淬硬齒輪、精密齒輪和齒輪刀具的齒形精加工機(jī)床,其工作精度范圍為6~2級(jí)/GB10095—88。
磨削漸開線齒形的方法主要分展成磨削法和成形磨削法兩種,實(shí)現(xiàn)展成運(yùn)動(dòng)(展成漸開線齒形)的機(jī)構(gòu)有:
1) 鋼帶-滾圓盤機(jī)構(gòu)。
2) 絲杠副-交換掛輪-蝸輪副機(jī)構(gòu)
3) 電子齒輪箱-機(jī)械傳動(dòng)副(高精度齒輪副)
4) 數(shù)控伺服-機(jī)械傳動(dòng)副(高精度蝸輪副等)。
為加工出全部齒圈上的齒形,磨齒機(jī)必須具有分度運(yùn)動(dòng),分度運(yùn)動(dòng)有單齒斷續(xù)分度和連續(xù)分度兩種方式,實(shí)現(xiàn)斷續(xù)分度運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)有:
1) 馬氏機(jī)構(gòu)-交換掛輪-分度板;
2) 液壓缸-分度板
3) 電機(jī)-叫換掛輪-分度板;
4) 交換掛輪-分度蝸輪副
5) 數(shù)控伺服-分度蝸輪副。
為在工件齒輪整個(gè)齒寬上磨削出齒形,砂輪和工件沿工件軸向須有一相對(duì)運(yùn)動(dòng)(大平面砂輪磨齒機(jī)除外),該運(yùn)動(dòng)有高速?zèng)_程運(yùn)動(dòng)和慢速走刀運(yùn)動(dòng)兩種方式。為使砂輪經(jīng)常保持正確的工作截形,對(duì)于采用普通砂輪(電鍍CBN砂輪除外)的磨齒機(jī)。一般都裝備砂輪修整器和砂輪修整后或磨損后的自動(dòng)補(bǔ)償裝置。此外,為實(shí)現(xiàn)齒形齒向的修形磨削,一般磨齒機(jī)都帶有相應(yīng)的修形機(jī)構(gòu),近年來潤(rùn)滑,冷卻和吸霧等輔助裝置愈來愈完善,因它們也是影響加工精度、效率、質(zhì)量和環(huán)境污染的極為重要的因素。
傳統(tǒng)磨齒機(jī)為了實(shí)現(xiàn)砂輪與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)—齒形展成運(yùn)動(dòng),齒向展成運(yùn)動(dòng)、分齒運(yùn)動(dòng)、齒形和齒向修形運(yùn)動(dòng),以及為適應(yīng)工件參數(shù)的調(diào)整運(yùn)動(dòng)等均可采用傳統(tǒng)的機(jī)電液結(jié)構(gòu),不可避免地帶來結(jié)構(gòu)復(fù)雜,附件多等缺點(diǎn),限制了工作精度和生產(chǎn)率的進(jìn)一步提高。
70年代末,80年代初,世界上一些著名磨齒機(jī)生產(chǎn)廠家相繼推出了數(shù)控磨齒機(jī),以后由于CNC和CAD技術(shù),金剛石滾輪修整技術(shù)和CBN砂輪磨削技術(shù)的成熟,以及其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,新一代磨齒機(jī)與傳統(tǒng)磨齒機(jī)相比,在效率、精度、柔性和機(jī)床結(jié)構(gòu)以及環(huán)境污染處理等方面都有了突破性的進(jìn)展。不僅大副度地提高了效率和精度等級(jí),機(jī)床工作的可靠性,工藝適應(yīng)性,操作的方便性和自動(dòng)化程度等也大大提高。
隨著磨齒機(jī)制造技術(shù)的進(jìn)展,齒輪加工工藝也產(chǎn)生了相應(yīng)的變革,即在滿足技術(shù)要求,生產(chǎn)率和成本要求的前提下,愈來愈多的企業(yè)開始采用磨齒工藝。
近10年來,磨齒機(jī)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和趨勢(shì)如下:
1) 高效高精度數(shù)控磨齒機(jī)—數(shù)控蝸桿砂輪磨齒機(jī)、數(shù)控成形砂輪磨齒機(jī),是磨齒機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。
2) 數(shù)控技術(shù),CAD/CAM技術(shù),CBN砂輪磨削技術(shù),金剛石滾輪修整砂輪技術(shù)以及機(jī)床的模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)逐步提高和完善,縮短了數(shù)控磨齒機(jī)的商品化進(jìn)程,加速了傳統(tǒng)磨齒機(jī)的改進(jìn),柔性化,專用化和具有特殊功能的變型產(chǎn)品不斷推向市場(chǎng),以滿足不同用戶的需要。
3) 各種提高效率和質(zhì)量的新技術(shù)不斷開拓,如深切緩進(jìn)給磨削,在線測(cè)量工件精度,并反饋至數(shù)控系統(tǒng)作小調(diào)整,砂輪動(dòng)平衡的隨機(jī)監(jiān)測(cè)和平衡,自動(dòng)或手動(dòng)按鈕進(jìn)行工件對(duì)中等。
4) 機(jī)床的輔助設(shè)施,如溫控、防護(hù)和吸霧、冷卻液過濾,上下料裝置等不斷完善。
5) 尚未數(shù)控化的傳統(tǒng)磨齒機(jī)不斷利用其他新技術(shù)進(jìn)行改造,如金剛石滾輪,CBN砂輪,深切緩進(jìn)給技術(shù)等,也獲得長(zhǎng)足的發(fā)展,在市場(chǎng)上仍占有一定份額。
磨齒機(jī)可按不同的方式進(jìn)行分類。按加工對(duì)象可分為漸開線圓柱外齒輪磨齒機(jī),漸開線圓柱內(nèi)齒輪磨齒機(jī),擺線齒輪磨齒機(jī)和錐齒輪磨齒機(jī),按采用的砂輪類型,可分為碟形雙砂輪型,錐面砂輪型,蝸桿砂輪型,成形砂輪型及大平面砂輪型等多種,按機(jī)床的布局可分為立式和臥式。按磨齒原理可分為展成磨齒機(jī)和成形磨齒機(jī),按磨齒精度可分為普通,精密和高精度。此外,還有用來滿足某些特殊需要(如少或多齒數(shù)、齒條、超高精度等)的磨齒機(jī)。
表3-23~表3-28給出了各種類型的磨齒機(jī)及其適用范圍。