汽車齒輪加工的新技術(shù)和發(fā)展動(dòng)向

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1、汽車齒輪加工的新技術(shù)和發(fā)展動(dòng)向莊中北京齒輪總廠當(dāng)前國(guó)內(nèi)外汽車齒輪的制造工藝還是以切削加工為主，以變速器圓柱齒輪為例，主要仍是采用傳統(tǒng)的滾、插、剃齒工藝；在過(guò)去國(guó)內(nèi)曾介紹的，如美國(guó)Gleason公司開(kāi)發(fā)的G-TRAC軌道式切齒機(jī)、美國(guó)Sipco公司開(kāi)發(fā)的雙刀盤高效切齒法（Tangear）、圓柱齒輪外齒拉削法（PotBroaching）、美國(guó)MichiganTool公司開(kāi)發(fā)的多刀頭插齒法（Shear-SpeedShaping）以及德國(guó)Carl-Hurth公司和日本三菱重工先后開(kāi)發(fā)的熱后硬齒面精加工（HardGearFin

2、ishing）等加工工藝至今并沒(méi)有得到推廣應(yīng)用。而近來(lái)隨著汽車工業(yè)中高速和重型汽車的發(fā)展，特別是對(duì)汽車齒輪降低噪聲要求的不斷提高，磨齒和珩齒作為齒輪熱后精加工工藝的應(yīng)用正日益增多，為此當(dāng)今變速器圓柱齒輪采用的加工工藝可歸納如下：下面想就國(guó)外汽車齒輪加工技術(shù)的新發(fā)展做一介紹，從中也可看出和國(guó)內(nèi)的差距。一、齒輪加工的干切技術(shù)在齒輪切削加工中長(zhǎng)期以來(lái)一直使用著切削油，它不僅造成工廠作業(yè)環(huán)境的污染，同時(shí)也會(huì)危及操作者的健康；另外切削油的使用而發(fā)生的相關(guān)費(fèi)用，如：廢油處理費(fèi)、切削油費(fèi)、油霧分離器和切削油循環(huán)系統(tǒng)的耗電費(fèi)等等也會(huì)

3、增加制造成本，在一些國(guó)家有關(guān)切削油處理的費(fèi)用甚至達(dá)到了加工總費(fèi)用的15%~30%。為此，對(duì)環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)的歐、美、日等國(guó)的一些齒輪機(jī)床生產(chǎn)廠大力主張推進(jìn)無(wú)切削油的干切技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)真正的干切削，首先要研制開(kāi)發(fā)出用于干切技術(shù)的刀具和機(jī)床。用于干切技術(shù)的刀具要能夠保持穩(wěn)定的壽命，相應(yīng)的機(jī)床要能夠?qū)⒏邷氐那行佳杆倥懦?。在齒輪加工領(lǐng)域隨著機(jī)床設(shè)計(jì)技術(shù)的提高以及刀具材料和鍍層技術(shù)的飛速發(fā)展，當(dāng)今國(guó)外齒輪干切技術(shù)已經(jīng)得到了快速的發(fā)展并收到了較好的社會(huì)效益。1.滾齒干切技術(shù)日本于20世紀(jì)70年代初開(kāi)發(fā)出了用硬質(zhì)合金滾刀生產(chǎn)圓柱齒

4、輪的干切技術(shù)并投放市場(chǎng)，如三菱重工和Kashifuji公司分別生產(chǎn)的硬質(zhì)合金滾齒機(jī)。我國(guó)在20世紀(jì)80年代初由成都工具研究所、北京齒輪總廠、重慶機(jī)床廠和上海材料研究所等單位共同承擔(dān)了開(kāi)發(fā)硬質(zhì)合金滾刀高速滾齒這一課題，成功應(yīng)用硬質(zhì)合金滾刀的干切技術(shù)來(lái)加工北齒生產(chǎn)的212變速器中m=3.175的一倒檔齒輪，為此獲得了當(dāng)時(shí)一機(jī)部的科技成果獎(jiǎng)，但因多種原因未能堅(jiān)持，目前該項(xiàng)技術(shù)還只是應(yīng)用在變速箱同步器齒轂這種小模數(shù)、短齒的產(chǎn)品生產(chǎn)加工中，在國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有普遍推廣應(yīng)用。即使在最先推出該項(xiàng)技術(shù)的日本也沒(méi)有能得到普及，硬質(zhì)合金滾刀易產(chǎn)

5、生崩刃從而影響刀具的使用壽命是其在實(shí)際生產(chǎn)中沒(méi)有能夠普及應(yīng)用的主要原因。為了解決硬質(zhì)合金滾刀崩刃的問(wèn)題，近年來(lái)歐、美、日的一些著名齒輪機(jī)床生產(chǎn)廠家如日本三菱重工和Kashifuji公司，美國(guó)Gleason-Pfauter公司，德國(guó)Liebherr公司,意大利SU公司等均相繼開(kāi)發(fā)出了用高速鋼滾刀進(jìn)行干切滾齒的技術(shù)，生產(chǎn)出適用于干切技術(shù)的機(jī)床和刀具投放市場(chǎng)并取得了較好的效果。⑴干切削滾齒用的滾刀和切削比較日本三菱重工開(kāi)發(fā)的干切滾刀是在提高耐磨性的特殊高速鋼材料（牌號(hào)為MACH7）上進(jìn)行耐熱、耐磨的特殊鍍層（TiAlN）處

6、理，被稱為“超級(jí)干切滾刀”（Super-dryHob）,在進(jìn)行切削工件為：m=2.05，z=49,β=21.5°,b=40,材料SCM415,170HB；滾刀為De=75，3頭，槽數(shù)16,切削速度v=200米/分，走刀量S=2.4毫米/轉(zhuǎn)，同旋向順銑之干切和濕切（TiN涂層，V=100米/分）的比較結(jié)果顯示：干切比濕切可提高加工效率2倍，刀具壽命可提高5倍，同時(shí)由于沒(méi)有使用切削油，干切的生產(chǎn)成本可降低40%之多。⑵干切滾齒加工機(jī)床日本三菱重工開(kāi)發(fā)出的專用于干切技術(shù)的GE系列滾齒機(jī)，在機(jī)床切屑落下的位置配置有切屑輸送器

7、，同時(shí)利用壓縮空氣來(lái)將高溫的切屑幾乎和床身沒(méi)有接觸就被迅速排出了，這樣就可以抑制由于熱切屑而引起滾齒機(jī)的熱變形。為此，有的滾齒機(jī)就設(shè)計(jì)成臥式布局，這樣更方便于切屑的下落和排出，如三菱重工的GN系列滾齒機(jī)。有的公司更是推出了干、濕兩種切削方式均可應(yīng)用的滾齒機(jī)，如日本Kashifuji公司生產(chǎn)的KN、KE、KS等系列滾齒機(jī)。1.插齒干切技術(shù)除滾齒外，國(guó)外也開(kāi)發(fā)了插齒干切技術(shù)，如日本三菱重工、唐澤鐵工均開(kāi)發(fā)出干切技術(shù)專用于插齒機(jī)。日本三菱重工生產(chǎn)的SE25A插齒機(jī)，使用高速鋼干切插齒刀，粗插切削速度可比濕插提高1.5~2倍

8、，加工效率提高1.3~1.5倍，刀具壽命可提高3~5倍，該插齒機(jī)在設(shè)計(jì)上除考慮機(jī)床的剛性和排屑外，還采用平衡軸來(lái)降低高速插齒時(shí)的振動(dòng)和噪聲。2.螺旋錐齒輪的干切技術(shù)在世界上生產(chǎn)螺旋錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪機(jī)床占主導(dǎo)地位的美國(guó)Gleason公司近年來(lái)開(kāi)發(fā)出采用硬質(zhì)合金刀具強(qiáng)力干切錐齒輪的加工技術(shù)（GleasonPower-dry-cutting）受到