【正文】 工藝還是加工齒輪的主要方法。此后，齒輪金屬切削水平的提高，大大推動了齒輪加工技術的發(fā)展。近年來，隨著高科技的發(fā)展和人們對機加工齒輪的強度和承載能力要求的提高，齒輪的精密成形技術便應運而生，其中，錐 齒輪的精鍛已日趨成熟；直齒輪的鐓擠、正擠還有待進一步研究，以期早日投入規(guī)?；a(chǎn)，為人類服務。但少齒數(shù)齒輪的加工在國內還很不成熟。 ） 滾齒機背景簡介 20世紀 60年代以后出現(xiàn)的高效滾齒機，主要采用硬質合金滾刀作高速和大進給量滾齒，滾刀主軸常采用液體靜壓軸承，能自動處理油霧和排屑。這種滾齒機適用于齒輪的大量生產(chǎn)。大型高精度滾齒機主要用來加工對運動平穩(wěn)性和使用壽命要求很高的齒輪，如汽輪機和船舶推進裝置等的大型高精度高速齒輪副。一般是立式和臥式配套發(fā)展。這種滾齒機除要求嚴格制造和精細裝配調整外，有些還在滾 刀主軸和工作臺上設置運動誤差檢測裝置 ,并自動反饋補償誤差 ,以提高精 陜西理工學院畢業(yè)論文 第 3 頁 共 43 頁 度。為避免這種滾齒機受內、外熱源的影響，應嚴格控制液壓和冷卻系統(tǒng)的溫度 ,還必須安裝在恒溫廠房內的堅固地基上 ,并設置防振隔離溝。小型滾齒機用于加工儀表齒輪。手表齒輪滾齒機普遍使用硬質合金滾刀加工鐘表擺線齒輪，循環(huán)節(jié)拍快，對機床可靠性要求高，每臺機床都配備自動上下料裝置進行單機自動加工。此外，尚有多種特殊用途的滾齒機，如加工高精度蝸輪的分度蝸輪滾齒機等。 陜西理工學院畢業(yè)論文 第 4 頁 共 43 頁 1. 滾齒機概述 滾齒機工作原理及滾齒機分類 滾齒機工作原理 圖 11 滾切直齒圓柱齒輪的加工原理圖 普通滾齒機加工原理可用圖 11 表示。根據(jù)展成法加工原理，滾刀轉一轉，工件必須嚴格地轉 K/Z 轉。其中 Z 為被加工齒輪的齒數(shù)， k 為滾刀的頭數(shù)。從圖 中可以看出，必須保證 1B 和 2B 之間的嚴格傳動比關系，這條傳動鏈簡稱滾齒的內鏈。在圖中該內鏈的傳動路線為 : 1B 45xi 67 2B (工件 )。而形成直線導線的運動則是滾刀架沿工件軸線方向的垂直進給運動，即 :工件 78si 910刀架升降絲桿 刀架。此外滾刀的旋轉及調速由主傳動鏈電機 12vi 34 1B ，提供。因而要進行加工圓柱齒輪所需傳動鏈至少有三個鏈，即一個展成運動內鏈，兩個執(zhí)行簡單運動的外鏈。 數(shù)控滾齒機的加工原理如圖 12 所示，其內鏈 1B 與 2B 傳動比關系仍然遵循展成法加工原理，但其嚴格的傳動比關系不是通過調整機械傳動比來實現(xiàn)的，而 陜西理工學院畢業(yè)論文 第 5 頁 共 43 頁 是通 過數(shù)控系統(tǒng)的 “ 電子齒輪箱”來保證，從而實現(xiàn)滾齒展成運動?！? A”“ 1 B ” “ 2B ”運動分別用單獨的伺服電機進行控制，由數(shù)控系統(tǒng)進行計算控制來實現(xiàn)滾齒展成加工。 圖 12 數(shù)控滾齒機的加工原理圖 滾齒原理 圖 13 滾齒加工是展成法原理來加工齒輪。用滾刀來加工對輪相當于一對交錯螺旋輪嚙合。這對嚙合齒輪傳動副中，一個齒輪齒數(shù)很少，一個或 幾個，螺旋角很大就演變成了一個蝸桿，再將蝸桿開槽并鏟背，就成為齒輪滾刀。齒輪滾刀螺旋線法向剖面各刀齒面也一根齒條，當滾刀連續(xù)轉動時就相于一根無限長齒條沿刀具軸向連續(xù)移動。，齒輪滾刀按給定切 削速度作旋轉運動時，工件則按齒輪齒條嚙合關系傳動（即當滾刀轉一圈，相當于齒條移動一個或幾個齒距，齒輪壞也相應轉過一個或幾個齒距），齒壞上切出齒槽，形成漸開線齒面，如圖所示。，滾齒 陜西理工學院畢業(yè)論文 第 6 頁 共 43 頁 輪過程中，分布螺旋線滾刀各刀齒相繼切出齒槽中一薄層金屬，每個齒槽滾刀旋轉中由幾個刀齒依次切出，漸開線是展成法 ，成形運動是由滾刀旋轉運動和工件旋輕快運動組成復合運動（ B11+B12）， ,這個復合運動稱為展成運動。當滾刀與工件連續(xù)轉動時，便工件整個圓周上依次切出所有齒槽。這一過程中，齒面形成與齒輪分度是同時進行。展成運動也就 是分度運動。 由上所述，到漸開線齒廓和齒數(shù)，滾齒時，滾刀和工件之間必須保持嚴格相對運動關系，即當滾刀轉過 1 時，工件相應轉過 K/Z（ K 為滾刀頭數(shù)， Z 為工件齒數(shù)。） 滾齒機特點 （ 1）適用于成批，小批及單件生產(chǎn)圓柱斜齒輪和蝸輪，尚可滾切一定參數(shù)范圍的花健軸 . （ 2）調整方便，具有自動停車機構 （ 3）具有可靠的安全裝 置以及自動潤滑滾齒機 (gear hobbing machine)是齒輪加工機床中應用最廣泛的一種機床，在滾齒機上可切削直齒、斜齒圓柱齒輪，還可加工蝸輪、鏈輪等。 滾齒機分類 圖 14a立式滾齒機 (工作臺移動 ) 圖 14b立式滾齒機 (立柱移動 ) 滾齒機按布局分為立式和臥式兩類。大中型滾齒機多為立式（圖 13 a[立式滾齒機 (工作臺移動 )]、圖 13b[立式滾齒機 (立柱移動 )），小型滾齒機和專用于加工長的軸齒輪的滾齒機皆為臥式（圖 13c [臥式滾齒機 ]）。立式滾齒機又分為工 作 陜西理工學院畢業(yè)論文 第 7 頁 共 43 頁 臺移動和立柱移動兩種。立式滾齒機工作時，滾刀裝在滾刀主軸上，由主電動機驅動作旋轉運動，刀架可沿立柱導軋垂直移動，還可繞水平軸線調整一個角度。工件裝在工作臺上，由分度蝸輪副帶動旋轉，與滾刀的運動一起構成展成運動 (見齒輪加工 )。滾切斜齒時 ,差動機構使工件作相應的附加轉動。工作臺 (或立柱 )可沿床身導軋移動 ,以適應不同工件直徑和作徑向進給。有的滾齒機的刀架還可沿滾刀軸線方向移動，以便用切向進給法加工蝸輪。大型滾齒機還設有單齒分度機構、指形銑刀刀架和加工人字齒輪的差動換向機構等。 20世紀 60年代以后出現(xiàn) 的高效滾齒機，主要采用硬質合金滾刀作高速和大進給量滾齒，滾刀主軸常采用液體靜壓軸承，能自動處理油霧和排屑。這種滾齒機適用于齒輪的大量生產(chǎn)。大型高精度滾齒機主要用來加工對運動平穩(wěn)性和使用壽命要求很高的齒輪，如汽輪機和船舶推進裝置等的大型高精度高速齒輪副。一般是立式和臥式配套發(fā)展。這種滾齒機除要求嚴格制造和精細裝配調整外，有些還在滾刀主軸和工作臺上設置運動誤差檢測裝置 ,并自動反饋補償誤差 ,以提高精度。為避免這種滾齒機受內、外熱源的影響，應嚴格控制液壓和冷卻系統(tǒng)的溫度 ,還必須安裝在恒溫廠房內的堅固地基上 ,并設置防 振隔離溝。小型滾齒機用于加工儀表齒輪。手表齒輪滾齒機普遍使用硬質合金滾刀加工鐘表擺線齒輪，循環(huán)節(jié)拍快，對機床可靠性要求高，每臺機床都配備自動上下料裝置進行單機自動加工。 圖 14c臥式滾齒機 滾齒機的發(fā)展趨勢 滾齒是國內外應用最廣的切齒方法，一些國家滾齒機的擁有量約占所有齒輪機床總量的 45％ 50 ％。為適應齒輪加工行業(yè)對制造精度、生產(chǎn)效率、提高質 陜西理工學院畢業(yè)論文 第 8 頁 共 43 頁 量及清潔生產(chǎn)的要求，滾齒機及滾齒加工技術出現(xiàn)了以下幾個發(fā)展趨勢： ① 全數(shù)控化 所謂的全數(shù)控化，指不僅齒輪加工機床的各軸進給運動是數(shù)控的，而月．機床的 展成運動和差動運動也是數(shù)控的，即機床的各運動軸進行 CXC 控制及軸間實現(xiàn)聯(lián)動。 ② 零傳動技術的應用 “零傳動”即直接驅動，由電機直接驅動刀具、回轉工作臺的回轉及直線進給系統(tǒng)，完全取消所有機械傳動環(huán)節(jié)，實現(xiàn)動力源對機床工作部件的直接傳動傳動鏈的長度為“零”。此外，零傳動方案還可極大地簡化機床的機械結構，提高機床的動靜剛度，也有利于實現(xiàn)可重構機床的設計和制造。 ③ 高速、高精度 滾齒機的高速化，主要是指機床擁有高的刀具主軸轉速和高的工作臺轉速。它們是影響切削效率的主要指標。提高加工精度的途徑可分為兩大類，一是 提高機床本身的精度，二是通過誤差補償來減少加工誤差。由于采用了高精度、具有預加負荷的高剛性直線異軌、滾珠絲杠、滾動軸承、電主軸、大扭矩同步力矩伺服電動機，使齒輪加工機床在高速加工的條件下精度得到保證并有所提高。 ④ 環(huán)?；? 眾所周知，金屬切削中的切削液具有冷卻、潤滑和排屑等作用，可獲得良好的加工質量并提高刀具耐用度和生產(chǎn)率。 為此，通常將加工區(qū)用保護罩封閉起來，安裝上油霧分離器，使排出的只是不含油的霧，而切削油則重新流回機床內循環(huán)利用。但這并不能從根木上解決環(huán)保問題。因此，不使用切削液的干切削就成為改善生態(tài)環(huán) 境，降低生產(chǎn)成本的有效措施，也是實現(xiàn)清潔化生產(chǎn)的一條重要途徑。 ⑤ 復合化 齒輪機床（特別是大型齒輪機床）有集多種工藝于一體的趨勢。數(shù)控高速滾齒機總體布局及尾座部件設計絲控高速滾齒機，能在一次安裝中加工不同模數(shù)、不同齒數(shù)、不同螺旋角及不同螺旋方向的雙聯(lián)齒輪及單分度銑槽，并可配備自動對齒機構、去除齒輪端面毛刺及工件自動上下料裝置，在該系列機床上還可進行硬齒面滾齒。 ⑥ 網(wǎng)絡化 陜西理工學院畢業(yè)論文 第 9 頁 共 43 頁 數(shù)控系統(tǒng)的通訊聯(lián)網(wǎng)功能不斷加強。開放式的 CNC 系統(tǒng)已成為數(shù)控行業(yè)不可抵擋的趨勢，開放性的 CNC 系統(tǒng)可以方便地進入各級通用網(wǎng)絡，從而 可以柔性地實現(xiàn) DNC 、 FMS 、 CI MS 和 FA （自動化工廠）。 ⑦ 智能化 由于計算機技術及數(shù)控技術的發(fā)展智能技術也逐漸用于高性能數(shù)控齒輪機床中，具體表現(xiàn)在： 。根據(jù)對工件在線檢測的結果和實時采集的機床狀態(tài)，預測工件的加工質量，并及時調整加工過程的工藝參數(shù)，以保證機床的加工精度。 。故障診斷的智能化表現(xiàn)在兩方而：一方面是機床會對曾經(jīng)產(chǎn)生的故障作記錄，當下次碰到該故障時，它會首先提示可能的原因；另一方面，現(xiàn)場信息經(jīng)過壓縮，存貯在機床的“黑匣子”中，一旦機床 發(fā)生的故障超出其自身的診斷能力，就可以通過 Inter 從網(wǎng)上專家系統(tǒng)獲得支持，進行交互式的遠程協(xié)同診斷。 陜西理工學院畢業(yè)論文 第 10 頁 共 43 頁 第二章滾齒機傳動系統(tǒng) 滾齒機傳動運動 滾齒機必須必須具備的傳動運動： 1．切削運動（主運動） 即滾刀的旋轉運動，其切削速度由變速齒輪的傳動比決定。 2．分齒運動 即工件的旋轉運動，其運動的速度必須和滾刀的旋轉速度保持齒輪與齒條的嚙合關系。其運動關系由分齒掛輪的傳動比來實現(xiàn)。對于單線滾刀，當滾刀每轉一轉時，齒坯需轉過一個齒的分度角度，即 1/z 轉（ z 為被加工齒輪的齒數(shù)）。 3．垂直進給運動 即滾刀沿工件軸線自上而下的垂直移動，這是保證切出整個齒寬所必須的運動，由進給掛輪的傳動比再通過與滾刀架相連接的絲桿螺母來實現(xiàn)。 在滾齒時，必須保持滾刀刀齒的運動方向與被切齒輪的齒向一致，然而由于滾刀刀齒排列在一條螺旋線上，刀齒的方向與滾刀軸線并不垂直。所以，必須把刀架扳轉一個角度使之與齒輪的齒向協(xié)調。滾切直齒輪時，扳轉的角度就是滾刀的螺旋升角。滾切斜齒輪時，還要根據(jù)斜齒輪的螺旋方向，以及螺旋角的大小來決定扳轉角度的大小及扳轉方向。 Y38 型滾齒機傳動系統(tǒng) Y38 型滾齒機的主要技術參數(shù) 項 目 Y381 Y381G????? 機床加工精度 最大加工模數(shù) 鋼材 6模數(shù) 鑄鐵 8模數(shù) 鋼材 6模數(shù) 鑄鐵 8模數(shù) 加工圓柱正齒輪最大直徑 后立柱 450毫米，無后立柱800毫米 后立柱 450毫米，無后立柱 800毫米 加工圓柱螺旋齒輪最大直徑 當螺旋角為 30度時 500毫米，當螺旋角為 60度時 190毫米 當螺旋角為 30度時 500毫米，當螺旋角為 60度時 190毫米 加工銑削齒厚（銑正 250毫米 (銑整齒輪時 ) 600毫米 (銑整齒輪時 ) 陜西理工學院畢業(yè)論文 第 11 頁 共 43 頁 齒輪時） 滾刀主軸轉 速范圍 /分 /分 滾刀主軸轉速級數(shù) 7檔 7檔 工作臺面直徑 660毫米 660毫米 工作臺孔直徑 80毫米 80毫米