磨齒機是用于淬硬齒輪、精密齒輪和齒輪刀具的齒形精加工機床,其工作精度范圍為6~2級/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,實現(xiàn)展成運動(展成漸開線齒形)的機構(gòu)有:
1) 鋼帶-滾圓盤機構(gòu)。
2) 絲杠副-交換掛輪-蝸輪副機構(gòu)
3) 電子齒輪箱-機械傳動副(高精度齒輪副)
4) 數(shù)控伺服-機械傳動副(高精度蝸輪副等)。
為加工出全部齒圈上的齒形,磨齒機必須具有分度運動,分度運動有單齒斷續(xù)分度和連續(xù)分度兩種方式,實現(xiàn)斷續(xù)分度運動的機構(gòu)有:
1) 馬氏機構(gòu)-交換掛輪-分度板;
2) 液壓缸-分度板
3) 電機-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。
為在工件齒輪整個齒寬上磨削出齒形,砂輪和工件沿工件軸向須有一相對運動(大平面砂輪磨齒機除外),該運動有高速沖程運動和慢速走刀運動兩種方式。為使砂輪經(jīng)常保持正確的工作截形,對于采用普通砂輪(電鍍CBN砂輪除外)的磨齒機。一般都裝備砂輪修整器和砂輪修整后或磨損后的自動補償裝置。此外,為實現(xiàn)齒形齒向的修形磨削,一般磨齒機都帶有相應(yīng)的修形機構(gòu),近年來潤滑,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)磨齒機為了實現(xiàn)砂輪與工件之間的相對運動—齒形展成運動,齒向展成運動、分齒運動、齒形和齒向修形運動,以及為適應(yīng)工件參數(shù)的調(diào)整運動等均可采用傳統(tǒng)的機電液結(jié)構(gòu),不可避免地帶來結(jié)構(gòu)復(fù)雜,附件多等缺點,限制了工作精度和生產(chǎn)率的進一步提高。
70年代末,80年代初,世界上一些著名磨齒機生產(chǎn)廠家相繼推出了數(shù)控磨齒機,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,新一代磨齒機與傳統(tǒng)磨齒機相比,在效率、精度、柔性和機床結(jié)構(gòu)以及環(huán)境污染處理等方面都有了突破性的進展。不僅大副度地提高了效率和精度等級,機床工作的可靠性,工藝適應(yīng)性,操作的方便性和自動化程度等也大大提高。
隨著磨齒機制造技術(shù)的進展,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,磨齒機的發(fā)展動態(tài)和趨勢如下:
1) 高效高精度數(shù)控磨齒機—數(shù)控蝸桿砂輪磨齒機、數(shù)控成形砂輪磨齒機,是磨齒機的發(fā)展趨勢。
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)以及機床的模塊化設(shè)計技術(shù)逐步提高和完善,縮短了數(shù)控磨齒機的商品化進程,加速了傳統(tǒng)磨齒機的改進,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,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,如深切緩進給磨削,在線測量工件精度,并反饋至數(shù)控系統(tǒng)作小調(diào)整,砂輪動平衡的隨機監(jiān)測和平衡,自動或手動按鈕進行工件對中等。
4) 機床的輔助設(shè)施,如溫控、防護和吸霧、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)磨齒機不斷利用其他新技術(shù)進行改造,如金剛石滾輪,CBN砂輪,深切緩進給技術(shù)等,也獲得長足的發(fā)展,在市場上仍占有一定份額。
磨齒機可按不同的方式進行分類。按加工對象可分為漸開線圓柱外齒輪磨齒機,漸開線圓柱內(nèi)齒輪磨齒機,擺線齒輪磨齒機和錐齒輪磨齒機,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和成形磨齒機,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。
表3-23~表3-28給出了各種類型的磨齒機及其適用范圍。