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精密加工錐齒輪組件的五軸加工中心

圖1C5Udynamic型五軸加工中心對800mm直徑的直齒錐齒輪進行加工
現(xiàn)代化銑削技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣,幾乎沒有任何限制。如下便是一個使用實例。采用五軸加工技術(shù)可以實現(xiàn)3D復(fù)雜輪廓的同步高精密加工。通過電動軸驅(qū)動,微型銑刀或鏜刀可以達到*的力矩和的精細(xì)加工,也可實現(xiàn)的粗加工。由于現(xiàn)如今的加工中心在靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性上表現(xiàn)突出,因此也可以實現(xiàn)對硬金屬的切削加工。通過軸的動態(tài)驅(qū)動,結(jié)合采用相應(yīng)的控制、軟件、NC程序、切削刀具、冷卻劑和切削參數(shù)等,可以確保很高的定位和行走精度,從而實現(xiàn)很高的加工精度和表面質(zhì)量。
傳統(tǒng)的滾齒加工可被替代
位于Gosheim的Hermle公司和位于荷蘭Tilburg的HPG公司的結(jié)合,共同在齒形件和錐形齒輪組的制造中所展現(xiàn)的便是所有元件和參數(shù)達到*協(xié)調(diào)狀態(tài)的現(xiàn)代銑削技術(shù)現(xiàn)狀。從中可以清晰看出,五軸加工中心與3D特殊軟件的結(jié)合使用,可以取代傳統(tǒng)的滾齒加工,并為齒輪、齒形件和減速箱制造廠商帶來良好的經(jīng)濟效益(圖1、2)。需要指出的是,這種生產(chǎn)方式主要適用于直徑大約在500mm以上齒形件的小批量生產(chǎn);如果采用C40或C50較大型五軸加工中心的話,則可覆蓋1200mm以下的工件直徑范圍。針對較小工件直徑和較大批量生產(chǎn)場合,傳統(tǒng)的滾齒加工機床仍占有優(yōu)勢,但其靈活性較弱,并需要較高的換裝費用。

圖2只可在加工中心上加工成型的帶有余弦齒(S型齒)的直齒錐齒輪
而在Hermle公司C40和C50型五軸加工中心上結(jié)合采用HPGHighPrecisionGears公司特殊軟件進行銑齒時,情況則*不同。因為這里只需要一臺五軸加工中心,既可對工件進行銑齒,也可用于工件測量。此外,有時也需要用到與“ComplexRotors”3D-NC軟件研發(fā)人員和許可證持有人的在線聯(lián)絡(luò)。
在線計算齒形
齒輪外形數(shù)據(jù),如模型、直徑、齒寬、齒高和圓度等,可通過在線連接被傳遞給許可證持有者HPG公司。在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,通過軟件對齒形進行的數(shù)學(xué)計算。此外,在X、Y、Z坐標(biāo)上得出作為點云的齒形,并轉(zhuǎn)化為NC程序。在這里,銑刀從x1、y1和z1向x2、y2和z2移動并對齒形進行銑削加工。同時進行所需的承重比率排列和確定質(zhì)量等級(1~12)。對軟件的數(shù)學(xué)計算可以實現(xiàn)2級或3級的質(zhì)量等級,而通過傳統(tǒng)銑齒工藝和采用CAD程序進行模型化時,質(zhì)量等級zui多只達到5~7。
據(jù)介紹,HPG公司是世界上*一家采用這種數(shù)學(xué)方式進行齒形模型化計算,并達到比以往CAD數(shù)據(jù)模型化更高分辨率的廠家。由此可以生成粗加工和磨光的NC程序。對經(jīng)過銑削之后的齒形件的制造流程僅包含粗加工、硬化、磨光、測量和精加工這幾個步驟,而所有加工步驟(包括硬化)均可在加工中心上完成。針對粗加工和磨光加工,使用價格較為便宜的切削刀具即可,也無需輔助的NC程序。
齒形件制造基本上只包含兩道工序,即粗銑和精磨(之間還有硬化處理),或精加工、測量和精磨。這是因為在硬化處理之后,工件重新放置到機床上接受精加工并在機床上接受測量。此類數(shù)據(jù)被再次在線傳送給HPG供作評價,數(shù)分鐘之后作為精磨程序再返回到機床上。
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