數控（kòng）機床

在齒輪銑削中通過編程控製走刀（dāo）來代替成型刀具來加（jiā）工齒輪

      銑削齒輪的方法既要先進，還要簡單，它需要提供高度的靈活性，並同時要實現高生（shēng）產效率。在齒輪製造（zào）中（zhōng）既需要高效率，又需要（yào）生產（chǎn）的通用性時，Invomilling是改（gǎi）變局麵的最新技術（shù）。

      這就要看一家齒輪製（zhì）造公司如何定位（wèi）自（zì）己： “我們加工的很多齒輪都是根據客（kè）戶的具體（tǐ）要求而生（shēng）產的，客戶可要（yào）求隻加工一個有特定要求的齒輪，或一批齒輪，也可（kě）要求提供一套傳動解決方案。 我們最（zuì）經常處理的（de）是小批量（liàng）生產，即加工1-100個零件，但是也有全年生（shēng）產幾千個齒輪的訂單。 按照行（háng）業規範，一些（xiē）產品（特別（bié）是牽涉到用於汽車齒輪箱的零件）都（dōu）需要準時交貨。 我們（men）是專業生產斜齒輪和（hé）直齒輪的製（zhì）造商，為各種不同行（háng）業提（tí）供齒輪產品（pǐn）。”

      到目前為止，我們的主要目標是為各種行業的應用場（chǎng）合（hé）提供訂製（zhì）的、獨特的齒輪製造刀具。 利（lì）用反向工程能力，可以（yǐ）精確地（dì）確定磨損（sǔn）了的未知（zhī）齒輪是怎樣設計的，然後快速地製造出來。靈活（huó）性是我們（men）的商業理念的一部分。

      但（dàn）是（shì），生產中的（de）通用性（xìng）一直很難與高生產（chǎn）效率結合起來（lái）。 必要的靈活性則意味著每次根據需要加工不同齒輪都需要使用新（xīn）刀具，並且每次都需（xū）要根據（jù）新齒輪對齒輪加工機床進行編程。

      獲得齒輪加（jiā）工（gōng）的靈活性的一個新的途徑是基於多軸車-銑（xǐ）機床的創新銑削方（fāng）法： 即InvoMilling 加工方（fāng）法。這是一（yī）種由（yóu）山特維克可樂滿開發（fā）的工序係列，在與Mori Seiki等眾多公司的合作中正在投入應用。Mori Seiki公司需要一種（zhǒng）替換（huàn）當前市場上主要應用的（de），專門化的、相對慢的柔性的齒輪製造工藝的方法。這種創新的多軸（zhóu）解決方案基於（yú）先進的、但操作簡單的切削策略。該策略（luè）是在標準的多功能機床上，利（lì）用現成的加工（gōng）直齒輪和斜齒輪的切削刀具直接加工，而不是（shì）采用滾齒的方（fāng）法。

      新的InvoMilling多軸加（jiā）工方法是通過使用標準的盤形銑刀和標準的專用麵銑刀，製造直（zhí）齒輪和斜（xié）齒（chǐ）輪的柔性生產的方法。 通過X軸與B軸或（huò）者Y軸與B軸聯動，切削刀具就（jiù）能沿著漸開線路徑進行（háng）加工。

圖（tú）1： InvoMilling是齒輪加工領（lǐng）域的一項創新。 這種多軸解決（jué）方案在於複雜而又簡潔的切削策略，通常在標準的多功能機床上采用現成的切削刀具進行加工。 其目標是高度靈（líng）活的直齒輪和斜（xié）齒輪的中小批量生（shēng）產。

圖2： InvoMilling方法將槽銑和車銑工序組合到一起（qǐ）。 采用相同的刀具能夠加工任意螺旋角（jiǎo）的齒（chǐ）輪，包括漸開線和非漸開（kāi）線（xiàn）輪廓。 具體的切削次數取決於齒輪尺寸和所使用刀具的尺寸。

圖3： 加工外直齒輪的齒槽（cáo）時，首先應沿工件的軸方向銑削槽。  為了進行隨後的切（qiē）削，齒輪需（xū）稍（shāo）微旋轉，與刀具的同步徑向插銑相互協調。 其結果是通過車銑獲得漸開線曲線形狀。

圖4A/4B： InvoMilling方法可以使用專用的銑刀CoroMill 161和CoroMill 162（涵蓋（gài）模數範（fàn）圍2-12）銑削直齒輪和斜齒輪。 通過X軸與B軸或者Y軸與B軸聯動，切削刀具就能沿著漸（jiàn）開線路徑進行加工。 因此，齒型變化應與刀具路徑（而不是刀具（jù）形狀）相一致。

因此，齒型變化應與刀具路（lù）徑（而不是刀具形狀）相一致（zhì）。 因（yīn）此，就這個用途而言，車－銑型機床是理想的機床。

      在DMG Mori Seiki NT型機床上就可以采用（yòng）新方（fāng）法。 這（zhè）種多軸銑車中心能夠同時進行銑削和車削。 柔（róu）性（xìng）的B軸的旋轉範圍為±120°，由（yóu）於采用直接驅動電（diàn）機，所以獲得了高速度和高（gāo）精度，分度能力為0.0001°，它已經證明能顯著（zhe）地（dì）縮（suō）短（duǎn）加工時間，特別是在（zài）同時（shí）使用5軸加工加工複雜零件時。 滾齒是在（zài）機（jī）床上執行的一種工序，以及與傳動箱有關的一些其它類型的零件有關的工序。 但是，當生產許多（duō）不同類型和（hé）小批量齒輪時，滾（gǔn）齒並不是（shì）最佳解決方案。

      當今，如果一個加工車間正在或打（dǎ）算投（tóu）資購買數控機床，那（nà）麽InvoMilling軟件（jiàn）是一種很方便的選（xuǎn）擇方案。 車－銑（xǐ）機床可以（yǐ）用於直接加（jiā）工（gōng）齒輪。 我們為各種模數範圍提供了（le）齒輪加工（gōng）套件，每個套件內都有（yǒu）用於幾個模數的三（sān）把刀具。有了這些套件，就可以很容易生產很大範圍（wéi）的齒輪，因而獲得了極大的靈活性，能滿足特別嚴（yán）格的質量標準要求。

      InvoMilling方法將槽銑和車（chē）銑（xǐ）工序組合到一起。 采用相同的刀具能夠（gòu）加工任意螺旋角的齒輪，包（bāo）括（kuò）漸開線和非漸開線輪廓。 具體（tǐ）的切削次數取（qǔ）決於齒輪尺寸和所使用刀具的尺寸。 InvoMilling法可以發揮現代機床控製和數控機床的（de）高精度的作用，以及切削刀具的精度的作用，從而可以加工精磨削（xuē）所需的精密齒輪以（yǐ）及半成品齒輪。 應用最新（xīn）開發（fā）的刀片（piàn）材質（zhì）還可應用更高的（de）切削參數，從而獲（huò）得最佳效率。

      采用這種方法，還可對輪齒外徑倒角，以及在齒根加工不同（tóng）的凸（tū）角、齒廓和半徑。 每次切削（xuē）作用的切屑橫截麵小，沒有所說的側壓力，因而，可將振動傾向降低到最低程度（dù）。

      例如，加工外直齒輪的齒（chǐ）槽時，首先應沿工件的軸方向銑削槽。 為了進（jìn）行（háng）隨（suí）後的切削，齒（chǐ）輪需稍微旋轉，與刀具的同步徑（jìng）向插銑相互協調。 其結果是通過車銑獲得漸開線曲線形狀。 對於較大（dà）的模（mó）數，可能需要更多次的切削。 對於較寬（kuān）的齒輪，刀具是在軸向方向偏置的，重複切削步驟。

      由於每（měi）個InvoMilling刀具覆蓋了幾個模數尺（chǐ）寸，所以，在（zài）小到中批量生產中，InvoMilling法降低了加工成本，例如模數（shù）2–4可以使用相同的刀具進行加工，模（mó）數（shù）2–12則可使用三種刀具。 迄（qì）今，采（cǎi）用InvoMilling法銑出的最大齒輪模數是18，直徑為800 mm， 這對齒輪加工縮短交貨期（qī）、降低（dī）成（chéng）本具有明顯優勢。

      現代可轉位刀片技術使（shǐ）新方法獲得（dé）了成功（gōng）。 采用（yòng）InvoMilling法，齒輪齒的質量可到達DIN 3962 6級或以上。 此外，在有足夠（gòu）剛性的機床上（shàng），正確應用刀具，可以達到比（bǐ）Rz 3 微（wēi）米更（gèng）好的表麵粗糙度。 采用精確的刀具路徑和精密刀具的InvoMilling法可以生（shēng）產出很有競爭（zhēng）力的高質量齒輪。 依靠這種方法（fǎ），可以（yǐ）生成各種（zhǒng）齒（chǐ）輪磨削餘量。 這種方法的低切削力可以使切削時運用更高（gāo）的切削參數，並（bìng）同時保證小公差所需的精確齒（chǐ）廓。 這些優點（diǎn）與這種齒輪加（jiā）工方法的靈活性相結合，這就是所涉及的製造方法獲得成功的（de）因素。

      所討論的銑削刀具使用的標準的硬質合金（jīn）刀片在機床外（wài）很容易轉動一個位置，也（yě）很容易保存在刀盒內。  加工模數（shù）為4-10的，齒數小於30的齒輪的InvoMilling周（zhōu）期時間（jiān）可以與使用高速鋼（gāng）的單滾齒相比。 由（yóu）於許多工序可以納入到多任務中，齒輪可以在一次機床裝夾內完（wán）成加工，其結果是縮短了交貨時間和（hé）更換產品時間，從而具有可在生產過程中臨時插入（rù）產品優勢，有利於單件、小和中等批量齒輪的柔性生產（chǎn）。

      因此，即使製（zhì）造（zào）齒輪本身的周期時間長於使用滾齒的時間，但（dàn）縮短了（le）總體製造時間。 最後，由於無（wú）需等待製造專用刀具的時間，僅作一（yī）次新的裝夾（jiá）就可以開始生產（chǎn）了。 通過推出InvoMilling，山特維克可樂滿進行了技術升級，采用標（biāo）準用（yòng）途（tú）機（jī）床製造出高質量齒輪（lún），顯著地（dì）降低了加工成本，提高了靈活性並大大縮短了交貨時間（jiān）。