隨著我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步蹲瘩，國(guó)內(nèi)企業(yè)在風(fēng)電齒輪箱方面的配套也取得了快速發(fā)展奏宽。風(fēng)電齒輪箱是幾類(lèi)風(fēng)電機(jī)組的重要部件穗免，其主要功能是將風(fēng)葉在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速障渡。數(shù)據(jù)顯示，目前全球85%以上的風(fēng)電整機(jī)都是帶有齒輪箱的機(jī)型趋臼。并且篙袄，由于稀土價(jià)格上漲給永磁直驅(qū)機(jī)組帶來(lái)成本上的壓力，預(yù)計(jì)今后帶齒輪箱機(jī)型的機(jī)組的比例還會(huì)增加簿翔。這就給國(guó)內(nèi)風(fēng)電主齒輪箱制造廠家?guī)?lái)了機(jī)遇接骄，但也同時(shí)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。風(fēng)電齒輪箱屬于高可靠性的工業(yè)齒輪箱牺会，具有齒輪模數(shù)大锈犯，零件精度高，單個(gè)零件重量大道葬、價(jià)值高献爷，生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)陷揪，齒輪箱維修成本昂貴等屬性惋鸥。國(guó)內(nèi)風(fēng)電齒輪箱制造廠家一般都是從單件、小批量的工業(yè)齒輪箱廠家發(fā)展起來(lái)的悍缠，面對(duì)風(fēng)電市場(chǎng)需求帶來(lái)的風(fēng)電主齒輪箱批量化生產(chǎn)的要求卦绣，很多廠家仍然沿用傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式耐量，結(jié)果在市場(chǎng)面前失去機(jī)遇，或者由于產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題丟失客戶(hù)滤港，或者由于生產(chǎn)成本高主動(dòng)止步廊蜒。

　　本文從風(fēng)電齒輪箱齒輪批量化生產(chǎn)入手，以快速的市場(chǎng)響應(yīng)蜗搔、滿(mǎn)足客戶(hù)需求的產(chǎn)品質(zhì)量和較低的生產(chǎn)成本作為討論的根本原則劲藐，選取齒輪加工中一個(gè)典型工序——滾齒作為討論點(diǎn)，闡述了滾齒加工所涉及到的機(jī)床選擇樟凄、刀具選用聘芜、夾具設(shè)計(jì)、精度系統(tǒng)等多個(gè)方面的內(nèi)容缝龄。

　　滾齒機(jī)床的選擇

　　滾齒機(jī)床的選擇和待加工零件的特點(diǎn)是密切相關(guān)的磁揽。風(fēng)電齒輪箱一般是三級(jí)傳動(dòng)，分為輸入級(jí)林没、中間級(jí)和輸出級(jí)伺亭。每一級(jí)零件由于設(shè)計(jì)功效不一樣，差別很大婶苦。因此呀埠，在選擇加工機(jī)床的時(shí)候，需要根據(jù)不同零件的特點(diǎn)吴位，合理選用滾齒機(jī)床颠请。

　　輸入級(jí)一般是行星傳動(dòng)，由于受到較大的載荷嚣刺，因此齒輪的模數(shù)很大誉倦。例如3MW級(jí)別的風(fēng)電齒輪箱，輸入級(jí)齒輪模數(shù)一般在20mm左右揪孕。所以該類(lèi)滾齒機(jī)的剛性要求比較高肿夜，主驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率要大，工作臺(tái)排屑性能要好梧杯，機(jī)床的Y 軸串刀長(zhǎng)度要長(zhǎng)色查，機(jī)床需要具備滾、銑復(fù)合功能等撞芍。

　　中間級(jí)根據(jù)設(shè)計(jì)需要秧了，可能設(shè)計(jì)成行星傳動(dòng)或者平行級(jí)傳動(dòng)。如果是行星傳動(dòng)勤庐，則齒輪、齒軸等零件對(duì)機(jī)床沒(méi)有什么特殊要求好港。如果是平行級(jí)傳動(dòng)愉镰，由于齒輪件一般直徑較大，為提高齒輪滾齒效率，滾刀的轉(zhuǎn)速和Z軸的走刀速度會(huì)有較高的要求丈探， Z軸的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率也有要求录择。

　　輸出級(jí)一般為平行級(jí)，承載小碗降，但轉(zhuǎn)速高隘竭，齒輪件模數(shù)較小，一般為7mm左右讼渊。由于模數(shù)小劲吐，齒軸的齒數(shù)少，在高速滾齒時(shí)针榜，工作臺(tái)的轉(zhuǎn)速會(huì)比較高拣九。因此加工該類(lèi)齒軸件時(shí)，要注意滾齒機(jī)工作臺(tái)的轉(zhuǎn)速是否能夠滿(mǎn)足加工要求途殖。

　　齒輪刀具的選用

　　齒輪刀具的選用是滾齒工序的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)含薄。合理的選用齒輪刀具，不僅可以兼顧齒輪加工的質(zhì)量和效率枕褂，而且可以提高齒輪刀具的使用壽命谓牢，節(jié)約成本。

　　滾齒工序可以選擇的加工方法從加工原理上可以分為“成形銑齒”和“展成滾齒”兩種方法桌蟋。風(fēng)電齒輪用到的成形銑齒刀具主要是硬質(zhì)合金鑲片成形銑刀巩烤，展成滾齒的刀具主要有硬質(zhì)合金鑲片滾刀、高速鋼雙切滾刀橡彬、高速鋼單刃整體滾刀媳阴。因?yàn)轱L(fēng)電齒輪箱的輸入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)齒輪零件差異很大橄霉，因此根據(jù)被加工齒輪（齒軸）的模數(shù)窃爷、齒數(shù)以及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，或者應(yīng)用成形銑齒方法姓蜂，或者應(yīng)用展成滾齒方法按厘，或者集成應(yīng)用兩種加工方法（滾、銑復(fù)合加工）钱慢。

　　下面根據(jù)風(fēng)電齒輪箱輸入級(jí)逮京、中間級(jí)、輸出級(jí)不同特點(diǎn)束莫，選取中間級(jí)大輪做加工方法和刀具選用分析懒棉。

　　中間級(jí)大輪的模數(shù)一般為10～12mm，齒數(shù)約100览绿，齒寬在350mm上下策严。根據(jù)上述數(shù)據(jù)穗慕，從模數(shù)和齒數(shù)上分析，由于齒數(shù)多妻导，且模數(shù)適中逛绵，排除采用成形銑齒方法（切削效率低）；從齒數(shù)和齒寬上分析央垢，該類(lèi)齒輪切削長(zhǎng)度（齒寬和齒數(shù)的乘積）超過(guò)了一般單刃滾刀的刃口切削壽命（單刃滾刀可以增加外徑简揍，提高切削刃口數(shù)，但造成刀體材料的浪費(fèi)泞征。至于如何優(yōu)化設(shè)計(jì)滾刀碑裤，不在本文討論范圍之內(nèi)），因此排除普通單刃滾刀薄称；從刀具成本上分析攀叼，由于中間級(jí)大輪每臺(tái)齒輪箱只有一個(gè)，數(shù)量需求還不夠大丐忠，故沒(méi)必要選擇高成本的硬質(zhì)合金鑲片滾刀要嘿；而雙切滾刀正好滿(mǎn)足了效率、壽命坦推、成本等各方面要求或腔。

　　夾具設(shè)計(jì)

　　夾具設(shè)計(jì)是滾齒工序的另外一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。好的滾齒夾具至少應(yīng)具備如下特點(diǎn)：夾持穩(wěn)定擅揖、上下料迅速蔚便、校調(diào)基準(zhǔn)方便、夾具易于拆卸豌蟋，另外通用性要強(qiáng)廊散、與滾齒機(jī)能夠無(wú)縫對(duì)接。如前所述梧疲，風(fēng)電齒輪箱輸入級(jí)允睹、中間級(jí)、輸出級(jí)齒輪模數(shù)變化大幌氮，結(jié)構(gòu)各異缭受，因此要批量化穩(wěn)定生產(chǎn)，需要針對(duì)各零件的具體特征该互，結(jié)合具體滾齒機(jī)米者、刀具、零件的材料硬度宇智，以及切削參數(shù)等工藝要求蔓搞，制定方案。

　　太陽(yáng)輪外花鍵是風(fēng)電齒輪箱輸入級(jí)中一個(gè)特殊的齒輪件随橘，其滾齒時(shí)喂分，材料已經(jīng)滲碳丰搞、淬火熱處理工藝。盡管有硬度保護(hù)措施讼狗，但其硬度已超過(guò)中硬齒面齒輪的滾齒要求，且加工精度要求很高革辖。針對(duì)該類(lèi)零件硝闸，可以采用卡盤(pán)和頂尖相結(jié)合的過(guò)定位夾具設(shè)計(jì)方案。在使用該夾具時(shí)查袄，不僅能夠保證夾持的精度硼挡，而且剛性好，很好地化解了材料硬度仓泣、刀具壽命版绢、花鍵精度以及機(jī)床剛性四者之間的矛盾，穩(wěn)定了切削工藝苏涧。

　　滾齒的精度系統(tǒng)

　　滾齒的精度系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)風(fēng)電齒輪批量化加工的系統(tǒng)保障玄冬。風(fēng)電齒輪個(gè)體零件一般都比較重，價(jià)值昂貴训木。例如3MW風(fēng)電齒輪箱輸入級(jí)行星輪個(gè)體重量約有1t颜懊，光材料就價(jià)值不菲。在生產(chǎn)過(guò)程中风皿，應(yīng)杜絕零件質(zhì)量不合格河爹，更不能發(fā)生批量零件質(zhì)量不合格的情況，這就要求滾齒的精度系統(tǒng)可靠性高桐款。通過(guò)分析滾齒工序操作的過(guò)程咸这，拆分出刀具精度系統(tǒng)、機(jī)床精度系統(tǒng)魔眨、夾具精度系統(tǒng)媳维，以及其他精度保障系統(tǒng)。在各子系統(tǒng)精度都滿(mǎn)足加工要求的前提下冰沙，得出整個(gè)系統(tǒng)的精度保障侨艾，從而穩(wěn)定、有序地生產(chǎn)出合格的滾（銑）齒零件拓挥。

　　結(jié)語(yǔ)

　　滾齒工序是風(fēng)電主齒輪箱齒輪加工工藝過(guò)程中最基礎(chǔ)唠梨、簡(jiǎn)單的一道工序。正確地選擇機(jī)床工具侥啤，保證精度系統(tǒng)当叭，是風(fēng)電齒輪批量化生產(chǎn)的基礎(chǔ)。正是有了這些工藝保障弦蜀，才能實(shí)現(xiàn)快速的市場(chǎng)反應(yīng)室午、滿(mǎn)足客戶(hù)的質(zhì)量要求班域，以及具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的成本優(yōu)勢(shì)。

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