齒輪是汽車行業(yè)主要的基礎(chǔ)傳動(dòng)元件万矾，通常每輛汽車中有18~30個(gè)齒部奕喻，齒輪的質(zhì)量直接影響汽車的噪聲法简、平穩(wěn)性及使用壽命衷玩。齒輪加工機(jī)床是一種復(fù)雜的機(jī)床系統(tǒng)蹬谁，是汽車行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，世界上各汽車制造強(qiáng)國(guó)如美國(guó)盾倍、德國(guó)和日本等也是齒輪加工機(jī)床制造強(qiáng)國(guó)癞烈。
　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)80%以上的汽車齒輪由國(guó)產(chǎn)制齒裝備加工完成炸诚。同時(shí)递市，汽車工業(yè)消費(fèi)了60%以上的齒輪加工機(jī)床，汽車工業(yè)將一直是機(jī)床消費(fèi)的主體。
　　齒輪加工工藝
　　1.鍛造制坯
　　熱模鍛仍然是汽車齒輪件廣泛使用的毛坯鍛造工藝唁情。近年來(lái)疑苔，楔橫軋技術(shù)在軸類加工上得到了大范圍推廣。這項(xiàng)技術(shù)特別適合為比較復(fù)雜的階梯軸類制坯甸鸟，它不僅精度較高惦费、后序加工余量小，而且生產(chǎn)效率高抢韭。
　　2.正火
　　這一工藝的目的是獲得適合后序齒輪切削加工的硬度和為最終熱處理做組織準(zhǔn)備薪贫，以有效減少熱處理變形。所用齒輪鋼的材料通常為20CrMnTi,一般的正火由于受人員刻恭、設(shè)備和環(huán)境的影響比較大瞧省，使得工件冷卻速度和冷卻的均勻性難以控制，造成硬度散差大鳍贾，金相組織不均勻鞍匾，直接影響金屬切削加工和最終熱處理，使得熱變形大而無(wú)規(guī)律骑科，零件質(zhì)量無(wú)法控制橡淑。為此，采用等溫正火工藝账菊。實(shí)踐證明祥喳，采用等溫正火有效改變了一般正火的弊端，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠册吹。
　　3.車削加工
　　為了滿足高精度齒輪加工的定位要求貌硬，齒坯的加工全部采用數(shù)控車床，使用機(jī)械夾緊不重磨車刀肢箕，實(shí)現(xiàn)了在一次裝夾下孔徑诸恤、端面及外徑加工同步完成，既保證了內(nèi)孔與端面的垂直度要求牲支，又保證了大批量齒坯生產(chǎn)的尺寸離散小微惦。從而提高了齒坯精度，確保了后序齒輪的加工質(zhì)量窥血。另外婶耕，數(shù)控車床加工的高效率還大大減少了設(shè)備數(shù)量，經(jīng)濟(jì)性好牢辣。
　　4.滾赖厅、插齒
　　加工齒部所用設(shè)備仍大量采用普通滾齒機(jī)和插齒機(jī)，雖然調(diào)整維護(hù)方便晾咪，但生產(chǎn)效率較低收擦，若完成較大產(chǎn)能需要多機(jī)同時(shí)生產(chǎn)。隨著涂層技術(shù)的發(fā)展，滾刀塞赂、插刀刃磨后的再次涂鍍非常方便地進(jìn)行泪勒，經(jīng)過(guò)涂鍍的刀具能夠明顯地提高使用壽命，一般能提高90%以上宴猾，有效地減少了換刀次數(shù)和刃磨時(shí)間圆存，效益顯著。
　　5.剃齒
　　徑向剃齒技術(shù)以其效率高仇哆，設(shè)計(jì)齒形沦辙、齒向的修形要求易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于大批量汽車齒輪生產(chǎn)中。公司自1995年技術(shù)改造購(gòu)進(jìn)意大利公司專用徑向剃齒機(jī)以來(lái)讹剔，在這項(xiàng)技術(shù)上已經(jīng)應(yīng)用成熟油讯，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。
　　6.熱處理
　　汽車齒輪要求滲碳淬火辟拷，以保證其良好的力學(xué)性能撞羽。對(duì)于熱后不再進(jìn)行磨齒加工的產(chǎn)品，穩(wěn)定可靠的熱處理設(shè)備是必不可少的卒亩。公司引進(jìn)的是德國(guó)勞易公司的連續(xù)滲碳淬火生產(chǎn)線，獲得了滿意的熱處理效果怕枣。
　　7.磨削加工
　　主要是對(duì)經(jīng)過(guò)熱處理的齒輪內(nèi)孔划万、端面、軸的外徑等部分進(jìn)行精加工庸既，以提高尺寸精度和減小形位公差招蠕。
　　齒輪加工采用節(jié)圓夾具定位夾緊，能有效保證齒部與安裝基準(zhǔn)的加工精度技熊，獲得滿意的產(chǎn)品質(zhì)量倾莽。
　　8.修整
　　這是變速器、驅(qū)動(dòng)橋齒輪裝配前對(duì)齒部進(jìn)行磕碰毛刺的檢查清理望吧，以消除它們?cè)谘b配后引起噪聲異響板刑。通過(guò)單對(duì)嚙合聽聲音或在綜合檢查儀上觀察嚙合偏差來(lái)完成。制造公司生產(chǎn)的變速器中殼體零件有離合器殼俊炒、變速器殼和差速器殼邑键。離合器殼、變速器殼是承重零件休玩，一般采用壓鑄鋁合金經(jīng)專用模具壓鑄而成著淆，外形不規(guī)則、較復(fù)雜拴疤，一般工藝流程是銑結(jié)合面→加工工藝孔和連接孔→粗鏜軸承孔→精鏜軸承孔和定位銷孔→清洗→泄漏試驗(yàn)檢測(cè)永部。

　　齒輪加工技術(shù)與裝備的發(fā)展趨勢(shì)
　　為適應(yīng)齒輪加工行業(yè)對(duì)制造精度、生產(chǎn)效率、清潔生產(chǎn)苔埋、提高質(zhì)量的要求阐肤，制齒機(jī)床及制齒技術(shù)出現(xiàn)了以下發(fā)展趨勢(shì)。
　　1.數(shù)控化
　　由于通過(guò)將機(jī)床的各運(yùn)動(dòng)軸進(jìn)行CNC控制及部分軸間進(jìn)行聯(lián)動(dòng)后讲坎，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
　≡邢А（1）增加了機(jī)床的功能，如滾削小錐度及鼓形齒輪等變得極為簡(jiǎn)單晨炕。
　∩阑（2）縮短了傳動(dòng)鏈，同時(shí)采用半閉環(huán)或全閉環(huán)控制后瓮栗，通過(guò)數(shù)控補(bǔ)償可以提高各軸的定位精度和重復(fù)定位精度树季，從而提高了機(jī)床的加工精度及C p值，增加了機(jī)床的可靠性番链。
　×畈妗（3）換品種時(shí)由于省去了計(jì)算及換分齒掛輪及差動(dòng)掛輪、進(jìn)給及主軸換擋的時(shí)間蝉齐，插齒機(jī)還省去了換斜導(dǎo)軌的時(shí)間溜帐，從而減少了輔助加工時(shí)間，增加了機(jī)床的柔性多梅。
　〔恕（4）由于機(jī)械結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單了，可以設(shè)計(jì)得更有利于提高機(jī)床的剛性及把熱變形降到最底苏蒿。
　×┠酢（5）各軸間沒(méi)有機(jī)械聯(lián)系，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得典型化嫉鸳，更利于實(shí)施模塊化設(shè)計(jì)及制造患达。
　　2.高速高效
　　齒輪加工機(jī)床如滾齒機(jī)、插齒機(jī)及磨齒機(jī)的高速化主要是指機(jī)床擁有高的刀具主軸轉(zhuǎn)速和高的工作臺(tái)轉(zhuǎn)速喷聪，它們是提高切削效率的主要指標(biāo)习劫。
　　傳統(tǒng)機(jī)械滾齒機(jī)的滾刀主軸速度通常最高為500r/min,工作臺(tái)轉(zhuǎn)速最高為32r/min.隨著齒輪加工刀具性能的提高，齒輪加工機(jī)床的高速徙硅、高效切削得到了飛速發(fā)展和成熟榜聂，齒輪滾齒切削速度由100m/min,發(fā)展到可達(dá)500~600m/min,切削進(jìn)給速度由3~4mm/r發(fā)展到20mm/r,這使?jié)L齒機(jī)主軸的最高轉(zhuǎn)速可達(dá)5500r/min,工作臺(tái)最高轉(zhuǎn)速可達(dá)800r/min,機(jī)床部件移動(dòng)速度也高達(dá)10m/min;大功率主軸系統(tǒng)使機(jī)床可運(yùn)用直徑和長(zhǎng)度均較大的砂輪進(jìn)行磨削，有利于增加砂輪壽命嗓蘑，也有利于操作者選擇最優(yōu)的磨削參數(shù)來(lái)完成磨削加工须肆。
　　高效加工是機(jī)床從各個(gè)方面采用了專用技術(shù)來(lái)得以保證：具有最佳吸振效果的鑄造床身；使機(jī)床具有最佳熱穩(wěn)定性的集成冷卻介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)桩皿；切削區(qū)保護(hù)隔板大傾角及光滑設(shè)計(jì)使干式切削產(chǎn)生的切屑迅速有效排出豌汇；具有用預(yù)載的幢炸、無(wú)隙滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)的進(jìn)給系統(tǒng)；具有耐磨損直線導(dǎo)軌或采用PLC控制的定量潤(rùn)滑鑄鐵導(dǎo)軌等拒贱。電主軸的應(yīng)用使刀具主軸得到提高宛徊，而工作臺(tái)轉(zhuǎn)速的提高則是采用了高精度斜齒輪副或力矩電動(dòng)機(jī)。電主軸及力矩電動(dòng)機(jī)具有回轉(zhuǎn)精度高逻澳、無(wú)反向間隙和不用維修等優(yōu)點(diǎn)闸天。
　　3.高精度
　　由于采用了高精度、具有預(yù)加負(fù)荷的高剛性直線導(dǎo)軌士敬、滾珠絲桿侧碍、滾動(dòng)軸承、電主軸彻芒、力矩電動(dòng)機(jī)及數(shù)控技術(shù)赴仪，使高速加工條件下的齒輪加工機(jī)床精度得到保證并有所提高。電主軸精度一般為徑向振擺0.002mm,軸向0.001mm;環(huán)形轉(zhuǎn)矩伺服電動(dòng)機(jī)定位精度達(dá)0.5″尘晓，重復(fù)定位精度達(dá)0.01″换橱；直線運(yùn)動(dòng)軸的定位精度小于0.008mm,重復(fù)定位精度小于0.005mm.滾齒及插齒盡管為粗加工，但在高速切削的條件下仍能達(dá)到DIN6~7級(jí)精度验阱，為其后的精加工工序獲得高精度提供了保證舔躏。
　　隨著磨齒機(jī)生產(chǎn)效率的提高、單件齒輪磨齒成本的降低以及汽車齒輪不斷追求提高精度的要求刮锹，市場(chǎng)對(duì)磨齒機(jī)的需求越來(lái)越大任疤；同時(shí)，隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展惯狠，各種機(jī)床間的功能延伸較容易實(shí)現(xiàn)。因此刮便，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力下空猜，世界各主要制齒機(jī)床制造商企業(yè)紛紛加入生產(chǎn)以磨齒機(jī)為代表的齒輪精加工機(jī)床行列。這種趨勢(shì)的發(fā)展將使今后的汽車齒輪加工越來(lái)越多地采用滾-磨工藝恨旱。
　　4.功能復(fù)合
　　功能復(fù)合型機(jī)床是指在一臺(tái)機(jī)床上或工件一次裝夾中辈毯，可以完成多道工序加工，從而提高工件的加工效率甚至精度搜贤。目前齒輪加工機(jī)床主要有以下功能復(fù)合組合形式：
　∽晃帧（1）自動(dòng)上料、車削仪芒、滾齒唁影、倒棱、去毛刺掂名、自動(dòng)下料据沈。
　∮茨（2）自動(dòng)上料、車削锌介、滾齒嗜诀、倒角、自動(dòng)下料症旭。
　∑俚贰（3）自動(dòng)上料、車削秉返、滾齒驼值、磨削、自動(dòng)下料暂铭。
　∨濉（4）自動(dòng)上料、磨內(nèi)孔底咳、車端面唱撩、磨齒輪、自動(dòng)下料珍霉。
　⊙甑埂（5）磨齒面、磨外圓嘿杖、磨端面梁泞。
　　（6）自動(dòng)上料趾痘、倒棱去毛刺慢哈、剃齒、自動(dòng)下料永票。
　÷鸭（7）自動(dòng)上料、滾齒侣集、倒角键俱、去毛刺、自動(dòng)下料世分。
　”嗾瘛（8）自動(dòng)上料、銑弧齒錐齒輪臭埋、倒角踪央、自動(dòng)下料。
　≌埂（9）自動(dòng)上料杯瞻、倒棱去毛刺略雪、剃齒、甩干渴肿、自動(dòng)下料摩赎。
　　5.綠色環(huán)保
　　切削過(guò)程中應(yīng)用切削液可提高刀具壽命，改善加工表面質(zhì)量和利于排出切削熱而不致引起機(jī)床的熱變形肥爵。但是隘唁，在高速切削過(guò)程中切削液的飛濺和形成的油霧對(duì)生態(tài)環(huán)境，特別是操作者的健康特別有害舶抚。為此杏疑，通常是將加工區(qū)用護(hù)罩封閉起來(lái)，安裝上油霧分離器寄硬，使排出的只是不含油的霧参枯，而切削油則重新流回機(jī)床內(nèi)循環(huán)利用。但這并不能從根本上解決環(huán)保問(wèn)題响徒，因?yàn)樽冑|(zhì)切削液的更換排放會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境辩溢。
　　濕式齒輪加工中消耗的切削液及切削液附加裝置的費(fèi)用占加工成本的20%左右，采用高速干式切削能提高2~3倍以上的加工效率丹禀，刀具的使用壽命是濕式切削的2~5倍状勤，因此，干式切削降低了單件齒輪的加工成本双泪。
　　高速干式切削既可減少切削液的消耗和冷卻處理裝備持搜，又可避免對(duì)環(huán)境造成污染，還能提高生產(chǎn)效率焙矛，降低單件齒輪的制造成本葫盼。因此，高速干式切削成為齒加工機(jī)床制造商多年來(lái)追求的目標(biāo)和發(fā)展方向村斟。隨著齒輪加工機(jī)床的高速化剪返，機(jī)床剛性的提高，良好的抗振性及排屑技術(shù)的完善邓梅，以及干式高速切削刀具的進(jìn)一步發(fā)展，高速干切已在切齒機(jī)床上全面實(shí)現(xiàn)邑滨。
　　6.智能化
　　數(shù)字化控制技術(shù)日缨、傳感器技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)結(jié)合在一起掖看，使數(shù)控齒輪加工機(jī)床的智能化水平更高匣距。
　　齒輪加工機(jī)床要實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償馁捌、自動(dòng)平衡梗药、防撞功能傀脑、過(guò)載保護(hù)、有無(wú)工件自動(dòng)識(shí)別自凛、裝夾工件是否正確茅苏、工件是否已加工過(guò)、對(duì)齒嚙合费抚、加工余量分配推兄、刀具磨損、在線精密檢測(cè)斟拘、自動(dòng)修整砂輪蔚奕、零編程界面、多功能加工軟件拾撇、切削工藝專家系統(tǒng)匙豹、機(jī)器人在機(jī)床間搬運(yùn)工件時(shí)的自動(dòng)識(shí)別、遠(yuǎn)程控制狂秦、遠(yuǎn)程診斷等功能灌侣。
　　智能化是齒輪機(jī)床提高可靠性、安全性故痊、穩(wěn)定性顶瞳、復(fù)雜零件加工、精密加工和實(shí)現(xiàn)無(wú)人化生產(chǎn)的基礎(chǔ)愕秫，還必將不斷完善和提高慨菱。
　　結(jié)語(yǔ)
　　齒輪加工正朝著高效、高精度及綠色制造方向發(fā)展戴甩，齒輪加工機(jī)床正朝著全數(shù)控符喝、功能復(fù)合、智能化甜孤、自動(dòng)化及信息化方向發(fā)展协饲。中國(guó)齒輪加工機(jī)床制造商要抓住這一發(fā)展趨勢(shì)，更好地為我國(guó)的汽車齒輪加工行業(yè)提供高效缴川、復(fù)合茉稠、智能的裝備。

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