Wednesday, November 17, 2010

以刮代磨至臻完善www.tool-tool.com

2010.01.12 來源:中國金屬加工在線(mw1950.com) 關鍵詞:EMAG,以刮代磨,磨床

  眾所周知,對於模數範圍在0.3至3mm之間、精度為DIN標6~7級的淬硬齒輪、齒軸及蜗杆等零件,國內傳統的精加工工藝主要是磨齒和硬齒面刮削(即刮齒)兩種。 但由於滾刀材料上的局限性,刮齒通常不被人們所採用。

  近年來,隨著機床結構的不斷改進,機床及工件夾具剛性的提高,刀具材料的進步,特別是塗層技術的發展,使得刮齒的加工質量及穩定性日益提高,逐漸成為小模數淬硬齒輪精加工中流行的成熟工藝,國外很多企業已逐漸採用刮齒替代磨齒作為精加工方法。

  1. 淬硬齒輪、齒軸的精加工

  使用刮齒工藝精加工小模數齒輪,精度可以達到DIN標6~7級,表面粗糙度質量高,而且穩定性也很高。 在保證產品質量的基礎上,相對於磨齒來說,刮齒工藝的優勢有以下幾點:

  1)效率高

  對於小模數齒輪的硬齒面加工,如果採用磨齒機工藝,由於工件很小,加工部位空間有限,磨齒機在砂輪直徑上受到很大的限制(通常磨齒用砂輪直徑在150mm以上),只能採用成型片砂輪(直徑可以做到60mm)對齒輪進行逐齒加工,因此其加工節拍很慢,效率很低。

  而刮齒工藝是在滾齒機上進行的,由於採用較小外徑的滾刀(如直徑24mm,32mm的滾刀),因而加工節拍很快,效率很高。 一般來說,其加工節拍僅僅為採用成型片砂輪逐齒磨削節拍的四分之一到二分之一,即其生產效率比採用成型片砂輪逐齒磨削通常要高2~4倍。

  2)成本低

  以Koepfer的滾齒機為例,配備工件刮齒工藝所需刀具、夾具和附件,總價僅為35~45萬歐元;而在同樣配備加工用砂輪、夾具和附件的條件下,進口磨齒機的價格通常在100萬歐元左右。 如果再加上加工效率的因素,對於一台滾齒機採用刮齒工藝所能達到的產能,可能需要採購2~3台磨齒機才能實現,因而兩種不同工藝所需的投資成本就相差了4 ~6倍。

  另外,考慮到佔地面積、能源消耗、所需配備的操作人員、設備維護及備品備件準備等方方面面的因素,相對於磨齒工藝來說,由於刮齒工藝所需設備數量少,其成本又低很多。

  3)設備通用性高

  通常,高精度齒輪的加工一般都包含預滾(即淬火前軟滾)和精加工(淬火後的刮齒或磨齒)兩道工序。 對於生產批量不大的企業來說,可以採用在同一台滾齒機上進行軟滾和刮齒,而無需另購磨齒機;在大批量生產的情況下,預滾和刮齒則可能需要分別在不同的機床上加工。 但在設備選型時,可以考慮採用同一種滾齒機分別進行軟滾和刮齒。 這樣,在機床維護、備件和易損件的準備上均可以通用;當軟滾滾刀和刮齒滾刀需要重新刃磨時,也可以使用同樣的滾刀刃磨機進行修磨,當然,兩種滾刀都可以在巴爾查斯(Balzers)公司進行刀具再塗層。

  2. 淬硬蜗杆的精加工

  在此之前,模數為0.3 至3 mm 之間的蜗杆加工尚無法在同一台滾齒機上完成所有的輪廓形狀。 然而Koepfer公司憑藉新研發的滾銑頭和相應的軟件成功地將軟銑(軸向、徑向和切向銑削) 和硬加工在一台滾齒機上完美結合,並且將加工質量提高了數倍。

  三年前,Koepfer公司在工藝可靠、技術成熟的滾齒機上配置了用於加工蜗杆的最新通用可偏移滾銑頭,實現了用滾齒機加工蜗杆和進行硬刮齒。 該通用可偏移滾銑頭功能強大,結構緊湊,專為圓柱齒輪的滾齒和單頭及多頭蜗杆的銑削加工而設計。 正由於結構緊湊,所以滾銑頭能夠擺動到尾架下面加工蜗杆的輪廓。 可以說,Kopefer公司為滾齒機創造了全新的應用領域,大幅拓展了滾齒機的應用範圍。

  Kopefer公司配置的新驅動技術,創造出了以前只能通過磨削加工才能達到的極致精密和卓越品質。 眾所周知到目前為止帶十字交叉軸的蜗杆驅動機構一般都是通過浸漬法生產的。 雖然採用傳統滾齒機也能加工蜗杆,但無法滿足高精度。 而航空航天領域的零件,如用於調整飛機著陸襟翼的驅動機構,必須滿足DIN6~7級的精度要求。 由於Kopefer公司滾齒機加工的高度精密性,加上能實現切向銑削,能配置專用刀具;最後還擁有專為此研發的軟件,完全達到了上面的精度要求。

  使用Koepfer滾齒機加工蜗杆時,可以先對蜗杆進行軟銑,然後在同一機床內進行硬刮齒,甚至硬滾齒以省卻磨削工序。 也就是說先將工件硬化處理達到HRC54,然後進行硬刮削,這樣可達到最佳質量。

  3. Koepfer滾齒機的特點與優勢

  Kopfer公司的滾齒機一如既往採用了封閉式的框架結構,並使用技術完善久經考驗、由高級聚酯材料(俗稱人造大理石)澆鑄而成的床身,機床配置了至少八個CNC軸(其中一個用於高架機械手)。和“U”形結構的立式機床不同,這種封閉式的受力結構避免了動力尾架主軸在夾緊力和切削力達到最大時產生的彎曲。

  機床配置的BWO控制系統,聽起來可能還有點陌生,卻深受專家肯定和推崇。 控制系統帶觸摸式控制屏,並有內置的容量為1兆的程序存儲器。 由Koepfer公司研發的軟件採用對話式編程界面,操作簡單,即使是一般技術人員也能很快掌握編程技巧。

  Koepfer滾齒機的主要優點如下:

  - 機床配置了通用可偏移滾銑頭,應用領域廣。

  - 功能強大,能完成不同輪廓和不同工藝的加工:如切向滾/銑削,徑向滾/銑削,軟粗加工,軟精加工以及硬精加工(刮削或硬滾)等。

  - 加工精度高,加工質量穩定性高

  - 機床柔性大,可以完全根據用戶需要配置工件自動輸送系統。

  - 能毫不費力地集成到生產單元內(如滾齒,清洗,測量,然後無損壞性地放置工件)。

引用出處:

http://tw.myblog.yahoo.com/lifung-biz/article?mid=4304&prev=4305&next=4303

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