新一代磨齒技術
火車兰歼、風力發(fā)電機彬率、減速器伊肿、船用傳動裝置肆鸿、越野設備和印刷機中的齒輪有什么共同之處?它們必須運轉安靜炒耀,承受重載瞳聊,具有卓越的齒距變化量,非常精確名密,使用壽命長藏估。這通常意味著采用后熱處理工藝對齒輪進行精加工拍埠,最常用的是磨削。解決方案是RZ1000土居,它是Reishauer生產的最新一代大型連續(xù)展成磨齒機枣购。在更小的占地面積中制造更大的齒輪使所有制造商們都面臨著難題,其部分原因在于材料/制造成本高擦耀,時間期限的壓力棉圈,以及生產這樣的高速齒輪所需要的技術水平。毫無疑問眷蜓,與單齒成形磨削技術相比——雖然該工藝在過去十年里得到了顯著提高迄损,連續(xù)展成法磨齒的單件成本最低,產量最高账磺,具有超高的分度精度芹敌。為了磨削大型齒輪,機床必須具備的關鍵因素包括動態(tài)剛度垮抗、靈活性氏捞、短調整和運轉時間,以及機載檢查冒版。
如果把控制器看作是機床的大腦翅剔,那么自然可以把工作機床主軸假設當作心臟。為了傳遞平穩(wěn)的運動侈敏、高轉矩迟凫,以及從磨削到檢查的必要工作軸轉速,需要一種非傳統(tǒng)的方法嫩视。
對于這類應用夏岩,機床工作臺傳動裝置相當獨特并已獲得專利。無齒平面?zhèn)鲃訖C構提供任何同類機床無法匹敵的靜態(tài)和動態(tài)剛度豪荧。這種摩擦傳動裝置還消除了以往設計的“幽靈”頻率矩粒,因為在傳動組件中沒有齒輪齒。
設計還使得工件軸的轉速范圍更大筑陡,而且不會像傳統(tǒng)設計那樣受到正/斜齒輪組或者銅蝸輪和鋼蝸桿的限制歧蛾。最初考慮過“直接傳動系統(tǒng)”,但是它不能達到預期的效果辱矮,而且給工作軸轉速帶來一些新的主軸轉速限制喝爽。一套高精密旋轉編碼器使該軸與機床的其他旋轉軸保持同步。
機床的控制器愿瘫,或者稱為“大腦”年堆,是解決方案鏈中下一個關鍵因素。從磨削和檢查的角度來看罢屈,理想的被控工藝的先決條件是一個高速嘀韧、超精密“展成”模塊和靈活的數(shù)控系統(tǒng)〔疲基于可配置化設計理念锄贷,西門子840D CNC系統(tǒng)為電動齒輪箱和人機界面的集成提供了一個理想的平臺。主要特點包括:
◆Windows操作員界面曼月,可以在運轉加工期間實時輸入數(shù)據谊却,利于迅速在線優(yōu)化
◆開放式的結構使得用戶幾乎能夠對任何幾何形狀以及磨削、修整和檢查技術功能進行編程哑芹,以提高質量和效率
◆顯示受支持的診斷系統(tǒng)炎辨,用于所有關鍵機床功能,包括與外部網絡的可能連接
◆顯示受支持的診斷系統(tǒng)聪姿,用于基本工藝分析碴萧,具有圖形化輔助錯誤檢查功能
◆利用Reishauer技術軟件在數(shù)據輸入期間幫助操作員自動計算機床數(shù)據集
◆全面的安全功能用于軸的監(jiān)測(SSI),以保護操作員和機床
◆在自動或手動操縱式電子手輪的幫助下末购,使所有相關的調整和傳動軸運動起來勤消,以便安全快速地調整機床
◆計算機輔助調整技術
任何結構的地基或者基座——無論它是住宅、商務大廈或者機床——都必須具備靜態(tài)剛度以支持結構的功能壕俱。在構想新機床時源糖,機座必須具備最好的結構完整性,能夠抵御升溫障浅,并提供建造機床的平臺师晨。具有鑄鐵組件的裝配機座看起來似乎能完全滿足所有設計參數(shù)和目標。我們設計的任何機床必須容易接近支你,以利于快速裝卸工件研神、調整和轉換,同時占地面積要最小旷动。
整個C1軸上容納有磨削軸及與其相關的所有軸囊像,它旋轉180度以便于更換和修整磨輪,或者在磨削模式時回到原始位置卡竣。在它的三點鐘位置(從操作員的視角看)禾门,主支柱處于磨削位置,無論手動或自動裝載工作軸都便于接近機床蝴韭。當支柱位于六點鐘位置時够颠,磨削軸提供一個符合人機工程學的位置,方便操作員更換磨輪榄鉴,在這個末端位置履磨,可以對它編程以適合操作員的高度∏斐荆可以使用一個可選的磨輪更換裝置作為替代方案剃诅。使支柱旋轉到九點鐘位置巷送,以磨輪修整轉速運轉,并在行程兩端進給矛辕,從而使修整加工過程變得輕而易舉笑跛,即使對于起動多達七次的磨輪也是如此輕松。該12軸機床(6根旋轉軸聊品,6根線性軸)的配置使其幾乎可以從事任何工作飞蹂。
為了符合機床的“靈活性”理念,磨輪修整操作必須采用一種高效的方法來修整磨輪翻屈,以適應大批量生產任務陈哑,以及單件批量或者樣機生產工作。
典型齒輪往往超過半噸重奋肄,基于這一事實轿南,自然得考慮對RZ1000上磨削的齒輪進行機載檢查。重量——再加上將齒輪抬離夾具逃口,運到齒輪實驗室兴氧,測量結果,然后將其送回磨床畴贵,重新安裝零件厦冤,以及進行必要的修改所耗去的時間——足以證明將檢查過程集成到機床上是合理的。有一些技術方面的爭論意見反對使用昂貴的生產設備幅秉,把它變成世界上最貴重的齒輪檢查機奔豫,但是時間和產量的經濟效益勝過了它們。這些反對意見認為渠跷,最終的精度驗證應該在專門的齒輪檢查設備上進行袄洁,而機載檢查應該只用作一項工藝內的操作。
操作軟件屬于Reishauer機床軟件包的一部分收罢。用于輸入和輸出檢查參數(shù)的操作員界面完全集成到Reishauer HMI中晤泌。可以執(zhí)行以下測量:
◆齒形 ◆齒向 ◆分度變化量 ◆跳動 ◆齒寬(尺寸)
應用
為了幫助風力渦輪發(fā)電機的生產商們在價格敏感的市場中進行全球性競爭耕姊,齒輪制造商必須認真考慮材料成本桶唐、廢料切除比,并選擇目前可用的最具成本效益的生產工藝茉兰。通常尤泽,齒輪箱的低速階段采用由正齒輪或者斜齒輪構成的行星齒輪傳動布置方案。太陽齒輪驅動平行中間軸规脸,后者帶動高速階段坯约。中間和高速階段使用斜齒輪。雖然齒輪箱故障中僅有相對較少的一部分是由于制造不當?shù)凝X輪而導致的,但是所有制造商都有責任減少成本闹丐,增加產量横殴,提高精度。
齒輪參數(shù)如下:
◆模數(shù)8mm ◆齒數(shù)62 ◆齒面寬140mm
磨輪參數(shù):
◆外徑300mm ◆寬度145mm ◆起動次數(shù) 3
工藝數(shù)據:
◆磨削時間16分鐘 ◆停機時間21分鐘
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