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       前不久結(jié)束的“兩會”確定了未來五年中國計劃（十三五規(guī)劃）實施的 100 個重大工程及項目，其中涉及裝備制造，如航空發(fā)動機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)，大型飛機(jī)研制，研發(fā)新一代高速、重載軌道交通裝備系統(tǒng)，研制高檔數(shù)控機(jī)床，大力發(fā)展工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人和軍用機(jī)器人，開發(fā)適應(yīng)各種耕作條件的先進(jìn)農(nóng)機(jī)產(chǎn)品，研制核醫(yī)學(xué)影像設(shè)
備、超導(dǎo)磁共振成像系統(tǒng)、無創(chuàng)呼吸機(jī)等高性能醫(yī)療，研制先進(jìn)化工成套裝備等達(dá) 10 余項之多。這與中國制造 2025 確定的 10 大重點發(fā)展領(lǐng)域高度一致，足見國家大政方針對裝備制造的高度重視。裝備制造業(yè)離不開齒輪傳動，高精度、高效齒輪傳動是提高我國裝備制造業(yè)水平的基礎(chǔ)保障。

       3　、齒輪加工技術(shù)對比分析
 
       根據(jù)齒輪的不同，齒輪加工主要分為圓柱和錐齒輪加工兩大類。圓柱齒輪加工主要加工各種圓柱齒輪、齒條、蝸輪。常用的方法有滾齒、插齒、銑齒、剃齒、擠齒、拉齒等；錐齒輪加工又分為直線齒錐齒輪加工和曲線齒錐齒輪加工，主要用于加工直齒、斜齒、弧齒和延長外擺線齒等錐齒輪。常用的有錐齒輪刨齒、錐齒輪拉齒、錐齒輪銑齒等。
齒輪加工方法有很多，但各有特點，不可或缺。將各種加工工藝所能達(dá)到的質(zhì)量以及應(yīng)用范圍進(jìn)行對比，如表 1 所示。
 
 
                         表 1　金屬切削加工齒輪的工藝方法

       
   
  
       4　、齒輪加工技術(shù)新動態(tài)
 
      （1）高速、高精、高效
 
      高速切削加工不僅可以提高生產(chǎn)效率，而且可以改善加工質(zhì)量。Gleason-Pfauter集團(tuán)的 P60 滾—磨齒復(fù)合機(jī)床的刀具主軸轉(zhuǎn)速高達(dá) 12000 r/min，工作臺轉(zhuǎn)速達(dá)到了3000 r/min；100S 型插齒機(jī)每分鐘最大沖數(shù)可達(dá) 3000；隨著 CNC 水平的快速提高及電子齒輪箱、滾動導(dǎo)軌、高速陶瓷軸承、高速電主軸、力矩電機(jī)伺服系統(tǒng)的飛速發(fā)展，磨齒機(jī)工作精度已可達(dá) DIN3962 標(biāo)準(zhǔn)的 2 級到 3 級。 最具代表性的供應(yīng)商與設(shè)備如圖 3 所示。
  
  
       
  
        圖 3　高速高精高效的典型機(jī)床
   
       （2）功能復(fù)合化
 
        帶柔性化的自動上下料機(jī)構(gòu)，工件一次裝夾，完成多種工序復(fù)合加工，大大提高生產(chǎn)效率和加工精度。“一臺機(jī)床就是一個加工廠” “一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復(fù)合加工機(jī)床正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢。
 
        國外最具代表性的有：Reishauer 公司的RZF 磨—珩復(fù)合磨齒機(jī)、Kapp 公司的 KX300磨齒中心及 Samputensili 公司的 S400GT。Liebherr 公司的 LCS280 蝸桿—成形磨齒機(jī)可先用 CBN 蝸桿大砂輪進(jìn)行粗磨，再用 CBN小成形砂輪精磨齒輪。 Gleason-Pfauter 集團(tuán)的 P60 滾—磨齒復(fù)合機(jī)床（見圖 4），先用銑刀加工雙頭蝸桿，再用 CBN 砂輪磨削蝸桿，并具有去除蝸桿端面毛刺的功能。另外機(jī)床 還配備由自動對刀機(jī)構(gòu)和工件自動上下料、料倉。
  
  
       
  
        圖 4　Gleason-Pfauter 集團(tuán)滾—磨復(fù)合
 
        國內(nèi)最具代表性的是宜昌長機(jī)科技有限公司生產(chǎn)的滾—銑齒復(fù)合機(jī)床（見圖 5），配置雙刀架，銑齒刀和滾刀。針對大模數(shù)、大直徑內(nèi)外齒輪加工，先用銑刀進(jìn)行高效粗加工，再用滾刀進(jìn)行精加工，提高精度。
  

       
  
        圖 5　滾—銑齒復(fù)合機(jī)床
   
       （3）開放化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化開放化就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機(jī)床廠家和最終用戶，具有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性和擴(kuò)展性，可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種；網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。
 
       數(shù)字化控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集成，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)制造，智能化程度更高。 如圖 6 所示。
  
  
      
   
       圖 6　大數(shù)據(jù)智能化制造系統(tǒng)
 
      （4）綠色環(huán)保化
 
      隨著人們環(huán)境保護(hù)意識的加強(qiáng)，對環(huán)保的要求越來越高。不僅要求在機(jī)床制造過程中不產(chǎn)生對環(huán)境的污染，也要求在機(jī)床的使用過程中不產(chǎn)生二次污染。在這種形勢下，裝備制造領(lǐng)域?qū)C(jī)床提出了：
 
       ①無冷卻液、無潤滑液、無氣味機(jī)床的排屑、除塵等，圖 7 為日本卡希富基高速干切硬滾齒機(jī)床，圖 8 為重慶機(jī)床（集團(tuán)）有限公司生產(chǎn)的數(shù)控高速干切滾齒機(jī)；②綠色設(shè)計（綠色材料設(shè)計、可拆卸性設(shè)計、節(jié)能性設(shè)計、可回收性設(shè)計）；③模塊化設(shè)計，系統(tǒng)考慮產(chǎn)品開發(fā)、制造及其活動對環(huán)境的影響。
  
      
    
       圖 7　卡希富基高速干切硬滾齒機(jī)床

      
       圖 8　YS3126CNC7 數(shù)控高速干切滾齒機(jī)
   
       5　、結(jié)論
 
      本文介紹了齒輪漸開線齒形的形成歷史，對比了圓柱、圓錐齒輪的各種加工技術(shù)特點，總結(jié)了齒輪加工的四個發(fā)展趨勢。齒輪加工是金屬切削加工中最復(fù)雜的，高速高精高效是永恒的主題，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，相信未來的齒輪加工技術(shù)將為用戶提供越來越完備的解決方案。