加工大模數(shù)、硬齒面、寬齒面及高精度的螺傘一直是困擾工業(yè)齒輪行業(yè)多年的問(wèn)題。在通用加工中心沒(méi)有出現(xiàn)以前返工，加工這種齒輪惟一的辦法就是用專用螺傘加工機(jī)床加工，而由于這種大模數(shù)高精度的齒輪含有較高的利潤(rùn)意沸，因此專用機(jī)床廠家并不對(duì)外銷售這種齒輪的加工機(jī)床嫡纠，而只是賣齒輪，這就使得用戶無(wú)法自己進(jìn)行加工這種齒輪而只能依靠進(jìn)口延赌。隨著機(jī)械行業(yè)越來(lái)越向重型化發(fā)展除盏，加工大模數(shù)高精度螺傘齒輪帶來(lái)的制造瓶頸也越來(lái)越突出，就迫使人們不得不考慮新型的加工方法挫以，于是者蠕，采用通用5軸加工中心加工大模數(shù)高精度的螺傘的這種方法就應(yīng)運(yùn)而生了。

　　在2009年4月6~11日舉辦的北京國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上掐松，瑞士GF阿奇夏米爾集團(tuán)的展臺(tái)上就出現(xiàn)了一對(duì)用米克朗五軸通用加工中心加工的螺旋傘齒輪踱侣，吸引了眾多齒輪用戶的注意。這對(duì)齒輪為硬齒面齒輪大磺，滾檢后接觸區(qū)理想抡句，在21.5m/s的線速度下，齒輪的噪聲低于67db杠愧，說(shuō)明齒輪具有良好的嚙合特性和精度待榔。  

　　眾所周知，在加工中心上加工高精度的工件需要一系列的相關(guān)技術(shù)流济，其中最關(guān)鍵锐锣、最核心的就是機(jī)床制造技術(shù)和CAM軟件技術(shù)，只有在高精度的機(jī)床和高質(zhì)量的CAM軟件的支持下铆糙，才能高效率地加工高精度的零件缕翁。

　　一直以來(lái)丐闲，瑞士GF阿奇夏米爾集團(tuán)都是國(guó)際上以生產(chǎn)高精度高剛性的米克朗五軸機(jī)床而著稱的機(jī)床生產(chǎn)商，其生產(chǎn)的米克朗HPM1850U五軸加工中心采用了諸多機(jī)床業(yè)先進(jìn)的技術(shù)叠凸。

　　這種五軸加工中心在其擺動(dòng)軸（B軸）及回轉(zhuǎn)軸（C軸）都應(yīng)用了直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)索官，其中B軸的擺動(dòng)速度可達(dá)到20r/min；C軸則達(dá)到30r/min料害。不僅如此瞬芒，在B/C軸上都采用了液壓夾緊凯辆，使得B/C軸能在加工過(guò)程中獲得極大的剛性掸栋，這在齒輪的加工中尤其重要。另外宜裂，由于齒輪的加工時(shí)間長(zhǎng)浑季，機(jī)床的熱穩(wěn)性更為關(guān)鍵，米克朗HPM1850U機(jī)床配備了APS（高級(jí)工藝控制系統(tǒng)）及ITC（智能熱補(bǔ)償系統(tǒng)）掀哎，使得這種機(jī)床具備了極佳的熱穩(wěn)定性俩莽，從而可以確保齒輪的加工精度，使其在通用五軸加工中心上加工高精度大模數(shù)螺旋傘齒輪成為可能乔遮。

　　該項(xiàng)目的合作方扮超，螺傘CAM軟件的開發(fā)者北京交通大學(xué)王小椿教授為國(guó)際上最負(fù)盛名的齒輪專家之一，其在1994年即解決了國(guó)際齒輪界權(quán)威Litivn所斷言的不能精確計(jì)算齒面三階參數(shù)的問(wèn)題蹋肮，其出版的英文專著已經(jīng)成為齒輪界的經(jīng)典之作出刷，并在CAM和CNC上具有很高的造詣。該螺傘CAM軟件包括以下幾個(gè)特點(diǎn)：

　　1. 高強(qiáng)度和高可加工性的齒輪副設(shè)計(jì)

　　由于加工中心上刀具軌跡安排的靈活性坯辩，齒線曲率可以不受刀盤尺寸系列的限制馁龟，按最佳輪齒彎曲強(qiáng)度來(lái)選取。同樣漆魔，左坷檩、右兩側(cè)齒面的產(chǎn)形面之間的相對(duì)位置也可以不受刀盤上內(nèi)、外兩側(cè)刀齒相對(duì)位置的約束改抡，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)調(diào)整矢炼，達(dá)到大、小輪的齒頂（圖2）和槽底寬度在全齒面寬上基本一致阿纤，因而可以采用很大的齒根圓角半徑宜柱，加工出的齒輪具有厚實(shí)的齒頂，并允許采用較大直徑的刀具進(jìn)行高效率编喊、高精度的齒輪加工拣薄。

　　以一對(duì)31:32、模數(shù)36潭均、齒面寬270的螺傘為例校搀，若采用傳統(tǒng)的Gleason或國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)方法三二，小輪的槽底寬度只有12mm，齒深超過(guò)70mm房幌，加工非常困難会刀，而且齒根圓角半徑也只能做到6mm左右。而采用新的設(shè)計(jì)理念膜护，大掏绍、小輪的槽底寬度都達(dá)到20mm以上，最大齒深減少到66mm锭测，極大地改善了可加工性译命，還避免了齒頂?shù)牡故湛s，同時(shí)齒根圓角半徑可以達(dá)到10mm以上侦铜。

　　設(shè)計(jì)模塊還包括了等高齒和微收縮齒兩種齒形专甩，用戶可根據(jù)需要靈活選用。軟件包還支持帶軸伸的螺傘加工钉稍，以便采用導(dǎo)向軸承來(lái)減小體積涤躲、改善軸承和齒輪副的工作狀況。

　　2. 良好的可裝配性

　　可以滿足沿小輪軸線法向裝配的要求贡未，在許多場(chǎng)合可以簡(jiǎn)化裝配工藝种樱，提高裝配效率。由于齒線曲率比較均勻俊卤，即使是大傳動(dòng)比的齒輪副嫩挤，沿小輪軸線方向裝配一般也不會(huì)發(fā)生卡滯的現(xiàn)象。

　　3. 完善的齒面接觸區(qū)和噪聲控制

　　制造螺傘無(wú)須小調(diào)整瘾蛋，可以一次加工出理想的齒面接觸區(qū)俐镐，基本上達(dá)到無(wú)聲運(yùn)行。本軟件包具有自動(dòng)優(yōu)化齒面接觸區(qū)的功能模塊哺哼，無(wú)須任何人工干預(yù)佩抹，在數(shù)秒鐘之內(nèi)，自動(dòng)將齒面接觸區(qū)調(diào)整到理想的位置和形狀虽柜，并保證所加工的齒輪副基本上達(dá)到無(wú)聲運(yùn)行飒晴。因此采用本軟件包制造的螺傘齒輪副可以不需要小調(diào)整，不需要滾檢财偶，加工完畢之后可以直接發(fā)貨或裝配拙位。

　　4. 支持全系列的機(jī)床布局

　　具有完善的后置處理功能，支持所有的機(jī)床布局课枉。在每一個(gè)CAM模塊中都嵌入了支持全系列5軸和6軸5聯(lián)動(dòng)機(jī)床布局的后置處理模塊属胖，用戶可以很方便地通過(guò)人機(jī)界面定義所使用的機(jī)床類型，軟件將自動(dòng)生成適合該機(jī)床的G代碼。

　　5. 功能強(qiáng)大莲疤、完備

　　具有設(shè)計(jì)恃定、強(qiáng)度分析（CAE）、接觸區(qū)優(yōu)化砍机、接觸區(qū)分析（TCA）寞殿、支持不同種類刀具（立銑刀和高效率的三面刃銑刀）的加工方法（CAM）、齒面測(cè)量和誤差分析及齒面網(wǎng)格數(shù)據(jù)生成功能铭莱，功能強(qiáng)大骡尽，并十分完備。

　　6. 傻瓜型的軟件結(jié)構(gòu)

　　該軟件包易學(xué)好用擅编，是一個(gè)傻瓜型的軟件包攀细。除了最基本的一些齒輪參數(shù)需要操作人員提供之外沙咏，其余參數(shù)或者是由系統(tǒng)通過(guò)優(yōu)化或?qū)＜規(guī)熳詣?dòng)確定辨图，或由系統(tǒng)給出建議值班套，由用戶圓正后輸入肢藐。因此只要對(duì)螺傘加工調(diào)試和加工中心上的刀具切削用量有一些基礎(chǔ)的操作人員，半天就可以初步掌握吱韭，兩天就可以熟練運(yùn)用吆豹。

　　7. 確保加工出高精度的齒輪

　　該軟件不需要用戶自己建立3D實(shí)體模型，軟件自動(dòng)生成刀位軌跡數(shù)據(jù)點(diǎn)理盆，因此避免了CAD/CAM模型轉(zhuǎn)換過(guò)程中造成的精度損失痘煤，從而在機(jī)床和刀具等硬件情況相同的情況下，能加工出更高精度的齒輪猿规。

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