磨齒加工技術

采用磨齒加工的齒輪具有低傳動噪音、高傳動效率和長使用壽命的優點。磨齒加工曾被認為是一種用于航空或其它高技術領域的昂貴齒輪加工手段。但現在，觀念已經改變：磨齒機的效率提高了，砂輪性能也更好，高額成本得以大幅下降。由此，磨齒加工已開始大規模應用于齒輪加工中，如汽車、摩托車齒輪的制造，而且已達到普遍應用的程度。事實上，所有一級汽車齒輪供應商為保持競爭力，已普遍擁有磨齒機。汽車工業在未來2～5年內將逐漸成為硬齒面加工最大的增長市場。由于磨齒加工能去掉熱處理畸變，因此許多齒輪箱均使用磨削齒輪，以更好地控制傳動空程和噪音。磨齒加工工藝在整個齒輪行業中已基本成熟并在快速增長。 
磨齒機的進步
今天的磨齒機比十年前的同類型機床的效率提高了許多。這來源于一系列重大改進： 
1 機載測量
許多磨齒機因配備了機載測量系統而變得更為精確。由于使用了在機測量，不必將齒輪從工作臺上拆卸下來送到其它地方去檢測，避免了再加工時的二次安裝誤差。加工時，先由機載測量系統初步分析齒輪，再將實測參數與理論設計參數對比，求出所需修正量，控制系統采集到這些修正數據后自動調整磨齒加工狀態，然后再進行磨齒和測量。如此反復循環，直至達到所需的精度要求。一體化機載測量和機載修正系統使現代磨齒機更加高效。 
在國內，如秦川發展股份有限公司的YK75100型成型砂輪磨齒機，配以成都工具研究所的CEP 1000型上置式齒輪測量系統，已成功嘗試了開環式在機測量(實測數據的反饋與控制還需人工完成)。但就國內整體水平而言，加工與測量的精度還需進一步提高。 
2 直驅電機
近年來，結構緊湊的直驅電機在砂輪主軸和齒輪工件主軸上的使用日漸增加。直驅主軸可避免傳動鏈誤差。因此，在“修砂輪—磨齒輪”循環中運用直驅電機，并配以較好的砂輪和多軸聯動控制，可消除切削紋、偏畸幾何形狀、齒輪使用噪音的高頻誤差及有害振動。 
3 自動化
“自動化”一詞越來越多地應用于磨齒加工特別是流程化生產中，包括工件安裝、換刀以及與工件流程同步的庫存分類等。自動化消除了機器空轉時間并有利于減少工序間等待時間。 
4 磨齒機軟件
基于Windows的軟件也像應用于個人計算機一樣，廣泛應用于今天的磨齒機中(如基于Windows的設計系統和數控系統)。以前只能以紙繪圖，現在，圖形界面和算法軟件相結合的設計加修正軟件包可使齒輪幾何尺寸設計程序化和局部制造仿真化。 
驅動、滾珠絲杠和位置傳感器三者間的高精度閉環控制因軟件的應用而得以實現。許多新一代磨齒機的部件配有與驅動單元分離的位置傳感器，因而具有更高的精度和熱穩定性。絕對式位移傳感器和絕對編碼技術保證了在高定位精度前提下，反饋數據的高速傳輸和機床傳動的穩定性。 
5 機床外形
如今的磨齒機外形更小，占地更少，這使制造商能更好地使用有限的生產區域，以“創造”更多可用空間，不必把錢花在擴建廠房的“磚塊與水泥”上，而用于購置設備。 
6 新材料砂輪
先進的陶瓷結合劑砂輪和電鍍立方氮化硼(CBN)砂輪有著同樣高的生產效率。由于“混合顆�！毙秃铣晌镏惺褂昧诵虏牧弦约罢辰庸に嚨倪M步，提高了陶瓷結合劑砂輪的強韌性、形狀精度保持力、材料切除力和耐用性。這些優異性能來源于高性能顆粒結構和增大的孔隙度。同時，良好的顆粒結構減少了磨削壓力，降低了磨削溫度。 
現在，由于使用了高壓冷卻液系統的新冷磨型陶瓷磨粒，而使得電鍍CBN砂輪和陶瓷結合劑砂輪的選擇變得困難。但電鍍CBN砂輪比陶瓷結合劑砂輪操作簡單，安裝時間短，對操作者技術能力要求較低，提供了一個相對CBN磨粒陶瓷結合劑砂輪更可行的低成本選擇。
采用磨齒加工的齒輪具有低傳動噪音、高傳動效率和長使用壽命的優點。磨齒加工曾被認為是一種用于航空或其它高技術領域的昂貴齒輪加工手段。但現在，觀念已經改變：磨齒機的效率提高了，砂輪性能也更好，高額成本得以大幅下降。由此，磨齒加工已開始大規模應用于齒輪加工中，如汽車、摩托車齒輪的制造，而且已達到普遍應用的程度。事實上，所有一級汽車齒輪供應商為保持競爭力，已普遍擁有磨齒機。汽車工業在未來2～5年內將逐漸成為硬齒面加工最大的增長市場。由于磨齒加工能去掉熱處理畸變，因此許多齒輪箱均使用磨削齒輪，以更好地控制傳動空程和噪音。磨齒加工工藝在整個齒輪行業中已基本成熟并在快速增長。 
磨齒機的進步
今天的磨齒機比十年前的同類型機床的效率提高了許多。這來源于一系列重大改進： 
1 機載測量
許多磨齒機因配備了機載測量系統而變得更為精確。由于使用了在機測量，不必將齒輪從工作臺上拆卸下來送到其它地方去檢測，避免了再加工時的二次安裝誤差。加工時，先由機載測量系統初步分析齒輪，再將實測參數與理論設計參數對比，求出所需修正量，控制系統采集到這些修正數據后自動調整磨齒加工狀態，然后再進行磨齒和測量。如此反復循環，直至達到所需的精度要求。一體化機載測量和機載修正系統使現代磨齒機更加高效。 
在國內，如秦川發展股份有限公司的YK75100型成型砂輪磨齒機，配以成都工具研究所的CEP 1000型上置式齒輪測量系統，已成功嘗試了開環式在機測量(實測數據的反饋與控制還需人工完成)。但就國內整體水平而言，加工與測量的精度還需進一步提高。 
2 直驅電機
近年來，結構緊湊的直驅電機在砂輪主軸和齒輪工件主軸上的使用日漸增加。直驅主軸可避免傳動鏈誤差。因此，在“修砂輪—磨齒輪”循環中運用直驅電機，并配以較好的砂輪和多軸聯動控制，可消除切削紋、偏畸幾何形狀、齒輪使用噪音的高頻誤差及有害振動。 
3 自動化
“自動化”一詞越來越多地應用于磨齒加工特別是流程化生產中，包括工件安裝、換刀以及與工件流程同步的庫存分類等。自動化消除了機器空轉時間并有利于減少工序間等待時間。 
4 磨齒機軟件
基于Windows的軟件也像應用于個人計算機一樣，廣泛應用于今天的磨齒機中(如基于Windows的設計系統和數控系統)。以前只能以紙繪圖，現在，圖形界面和算法軟件相結合的設計加修正軟件包可使齒輪幾何尺寸設計程序化和局部制造仿真化。 
驅動、滾珠絲杠和位置傳感器三者間的高精度閉環控制因軟件的應用而得以實現。許多新一代磨齒機的部件配有與驅動單元分離的位置傳感器，因而具有更高的精度和熱穩定性。絕對式位移傳感器和絕對編碼技術保證了在高定位精度前提下，反饋數據的高速傳輸和機床傳動的穩定性。 
5 機床外形
如今的磨齒機外形更小，占地更少，這使制造商能更好地使用有限的生產區域，以“創造”更多可用空間，不必把錢花在擴建廠房的“磚塊與水泥”上，而用于購置設備。 
6 新材料砂輪
先進的陶瓷結合劑砂輪和電鍍立方氮化硼(CBN)砂輪有著同樣高的生產效率。由于“混合顆�！毙秃铣晌镏惺褂昧诵虏牧弦约罢辰庸に嚨倪M步，提高了陶瓷結合劑砂輪的強韌性、形狀精度保持力、材料切除力和耐用性。這些優異性能來源于高性能顆粒結構和增大的孔隙度。同時，良好的顆粒結構減少了磨削壓力，降低了磨削溫度。 
現在，由于使用了高壓冷卻液系統的新冷磨型陶瓷磨粒，而使得電鍍CBN砂輪和陶瓷結合劑砂輪的選擇變得困難。但電鍍CBN砂輪比陶瓷結合劑砂輪操作簡單，安裝時間短，對操作者技術能力要求較低，提供了一個相對CBN磨粒陶瓷結合劑砂輪更可行的低成本選擇。