齒輪磨齒加工工藝有哪些?
為了提高齒輪的承載能力,降低噪音,齒輪通常在熱處理后進行加工。磨齒是齒輪熱處理后再精加工的一種工藝,因其加工效率非常高,因此基本上替代了其它加工工藝在中小型齒輪的批量生產中。
磨齒在工業上應用廣泛,但科學分析方法很少。由于科學的磨齒分析需要大量的試驗和時間,由于磨齒過程中刀具、齒面的接觸情況復雜,導致齒面連續性發生變化。所以,齒輪研發中心現有的其它磨削技術知識更為復雜。接觸環境的復雜性對機床的設計、控制工程、工藝設計等都造成了極大的困難和挑戰。
了解切削力隨時間變化對于表達優化工藝動力學是很有必要的。切削力需要在磨齒過程中確定,但沒有科學的分析方法系統地描述工藝參數對切削力的影響。
磨齒齒輪加工的研究現狀
連鑄成型磨齒法是批量生產外齒輪和齒輪軸的一種高熱后精加工工藝。在采用磨齒法時,可以將齒輪模數調整到Mn=0.5mm,Mn=10mm。對于新機床,該工藝可用于磨削大模數齒輪(高達1.000mm)。
研磨圓柱蝸桿時,齒條的形狀與齒條的齒形相等,與用滾刀加工外齒相同。通過對蝸桿和工件進行連續滾動運動產生漸開線齒形。通過有限數星的輪廓切割,可以獲得所需的齒廓形狀。因為磨削齒蝸桿是封閉的,因此在開發的齒輪磨削過程中,不會產生與滾齒加工不一致的切削誤差。
相對于其它磨齒工藝,工件去除率是很高的。多數情況下,是對于接觸式齒輪的質量。磨齒過程中,蝸桿上的多個點始終保持接觸。刀片轉動時,接觸點數一直發生變化。
磨加工時,左右齒間的接觸相當于偶數點的接觸點,從而使受力分布均勻。由于接觸點數量不均勻,受力分布也會不均勻,導致切削力分布不—致。
磨齒加工工藝面臨的挑戰
在科研方面,技術用戶、磨具供應商和機床制造商面臨著兩大挑戰。一方面,工藝設計和優化是基于用戶工藝技術的。缺乏足夠的經驗(例如,新齒輪幾何結構,沒有研磨工具),就必須進行深入實驗,找出一種流行而可靠的工藝設計。為了達到這個目的,常常需要多次技術重復。為減少所需的迭代周期,今后必須詳細分析技術相關性。
同時,隨著風力發電系統對大型風力發電設備的需求日益增長,大模數齒輪的需求也越來越大。時至今日,這些齒輪大部分都是仿形的。但是,近幾年,對大模數齒輪的需求越來越大,從而產生了更有效的磨削齒輪。目前的方法很難擴展到大模數齒輪。由于工件重量大、質量慣性大,過程動力學一直是其面臨的一大難題。所以,了解加工功率對于機械加工和機床設計都非常重要。
成形法磨齒加工的具體內容有哪些?
1.通??梢允褂孟饶ミ咠X面,然后根據走刀運動的移動量,再增加一次微小旋轉實現齒向修形;還可以采用軸向走刀和徑向切組合運動組合的方法進行修形。但前者常用于4~5級高精度齒輪加工。
2.砂輪截面修整成漸開線齒形,與工件齒一致的漸開線齒形。該方法的生產力較高,是展成法的十倍。
3.機床的加工精度主要是由砂輪的橫截面形狀和分度精度決定,對于砂輪的修整精度要求高,修整困難。
4.磨齒過程中,砂輪磨損不均,會產生一定的齒形誤差,比展成法磨齒精度低,一般可達5~6級,應用不像展成法磨齒。砂輪的正確選擇和磨料在磨齒加工中起著重要作用。
5.成型法磨齒所需的時間與齒輪齒數.齒全高和螺旋角.齒輪外徑.砂輪類型.研磨余量.齒輪精度.齒面粗糙度等。
在硬齒面齒輪加工中,磨齒工藝提高了齒輪接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度,使齒輪精度大大提高,從而有效解決了硬齒面齒輪在熱處理中的變形問題。