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,實現展成運動(展成漸開線齒形)的機構有:
1) 鋼帶-滾圓盤機構。
2) 絲杠副-交換掛輪-蝸輪副機構
3) 電子齒輪箱-機械傳動副(高精度齒輪副)
4) 數控伺服-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,實現斷續(xù)分度運動的機構有:
1) 馬氏機構-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,為實現齒形齒向的修形磨削,一般磨齒機都帶有相應的修形機構,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,以及為適應工件參數的調整運動等均可采用傳統(tǒng)的機電液結構,不可避免地帶來結構復雜,附件多等缺點,限制了工作精度和生產率的進一步提高。
70年代末,80年代初,世界上一些著名磨齒機生產廠家相繼推出了數控磨齒機,以后由于CNC和CAD技術,金剛石滾輪修整技術和CBN砂輪磨削技術的成熟,以及其他相關技術的發(fā)展,新一代磨齒機與傳統(tǒng)磨齒機相比,在效率、精度、柔性和機床結構以及環(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的進展,齒輪加工工藝也產生了相應的變革,即在滿足技術要求,生產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) 高效高精度數控磨齒機—數控蝸桿砂輪磨齒機、數控成形砂輪磨齒機,是磨齒機的發(fā)展趨勢。
2) 數控技術,CAD/CAM技術,CBN砂輪磨削技術,金剛石滾輪修整砂輪技術以及機床的模塊化設計技術逐步提高和完善,縮短了數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) 各種提高效率和質量的新技術不斷開拓,如深切緩進給磨削,在線測量工件精度,并反饋至數控系統(tǒng)作小調整,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) 尚未數控化的傳統(tǒng)磨齒機不斷利用其他新技術進行改造,如金剛石滾輪,CBN砂輪,深切緩進給技術等,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、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。