齒輪是各類機(jī)械產(chǎn)品中用于傳遞動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)的重要基礎(chǔ)零件，常見的齒輪類型從結(jié)構(gòu)上分有圓柱齒輪、圓錐齒輪、非圓齒輪等，從齒形上分有漸開線齒輪、擺線齒輪、圓弧齒輪等。齒輪制造的確是一個(gè)專門化的領(lǐng)域，專業(yè)化的生產(chǎn)需要專用設(shè)備配合使用專用刀具，這是由于對(duì)齒輪進(jìn)行批量、高效生產(chǎn)的需求而形成的加工制造模式。從傳動(dòng)原理來說，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力傳動(dòng)的齒輪齒形有很多，但是實(shí)際使用最多的還是上面提到的幾種，其原因一方面是因?yàn)樗鼈兙哂辛己玫膫鲃?dòng)性能，另一方面能夠使用專用設(shè)備、專用刀具對(duì)它們進(jìn)行高效率、高精度加工也是它們被廣泛使用的重要原因。因此，長(zhǎng)期以來人們一直不斷研究各種齒輪加工專用機(jī)床、專用刀具、專門工藝來滿足各工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ω鞣N齒輪的需求。
傳統(tǒng)的齒輪加工機(jī)床，大部分是根據(jù)齒輪嚙合原理、采用滾切法加工齒輪，一部分采用成形法加工齒輪，其加工刀具與被加工齒輪之間的主要運(yùn)動(dòng)關(guān)系相當(dāng)于一對(duì)相嚙合的齒輪或齒條之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。采用數(shù)控技術(shù)后，齒輪加工機(jī)床的加工效率和加工精度進(jìn)一步提高，但基本加工原理并沒有改變。
通用的5軸5聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床主要是用于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面零件的加工。齒輪的齒面是一類特殊的復(fù)雜曲面，從理論上講，只要建立數(shù)學(xué)模型、解決了數(shù)控編程問題，使用5軸5聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床和球面銑刀可以加工出任意齒形的齒輪齒面。因此，5軸5聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床在解決新型齒輪齒面加工上具有特殊的優(yōu)勢(shì)。
但是在加工常用齒形齒輪方面，使用5軸5聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床和球面銑刀的加工效率同使用專用齒輪加工機(jī)床相比低很多，特別是在硬齒面加工上效率更低，加工精度也不具有優(yōu)勢(shì)（不能磨削）。所謂以銑代磨，5軸5聯(lián)動(dòng)機(jī)床在加工精度上能夠滿足齒輪的要求（可達(dá)到3級(jí)精度）的觀點(diǎn)，我認(rèn)為在不考慮效率的情況下有可能達(dá)到，但是并不具有普遍適用性。5軸5聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床用于齒輪加工方面，主要作用還是在于解決新型齒輪齒面加工上，在一些特定情況下發(fā)揮作用；在常用齒形齒輪加工方面，特別是在批量生產(chǎn)齒輪方面，無論是加工效率、加工精度還是加工成本，專用機(jī)床仍然具有較大的優(yōu)勢(shì)。
總的來說，齒輪加工專用設(shè)備和專用刀具也在不斷的創(chuàng)新和發(fā)展，不存在制約了齒輪生產(chǎn)制造的發(fā)展與創(chuàng)新的問題。至于在特殊情況下，現(xiàn)有設(shè)備不能滿足要求，使用5軸5聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床和通用刀具去解決特殊的齒輪加工問題，也是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展帶給我們的一種方便，不能也不應(yīng)該把它和齒輪專機(jī)的作用對(duì)立起來看，它只是提供了一種有益的補(bǔ)充。隨著齒輪傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，肯定會(huì)不斷出現(xiàn)一些新型齒輪的應(yīng)用需求，給我們提出研究和開發(fā)新型、高效、高精度的齒輪加工設(shè)備的課題和任務(wù)。
威海華東數(shù)控股份有限公司正與德國(guó)希斯莊明公司合作開發(fā)生產(chǎn)最大加工直徑為16m的大型數(shù)控滾齒機(jī)，該機(jī)床滾切時(shí)最大加工模數(shù)為40，單分度時(shí)最大加工模數(shù)為60，適用于風(fēng)電、核電等新能源用的大型齒輪的加工；還與沈陽格泰克機(jī)械設(shè)備有限公司合作生產(chǎn)螺旋傘齒輪副數(shù)控加工機(jī)；該機(jī)分為銑齒和磨齒兩種，最大加工直徑軟齒面為2m，硬齒面為1.6m，最大加工模數(shù)可達(dá)到30；還自主研發(fā)了通用型最大加工直徑為5m、6.3m、8m的程控和數(shù)控滾齒機(jī)；還針對(duì)魚線輪行業(yè)自主開發(fā)了小模數(shù)少齒數(shù)全數(shù)控滾齒機(jī)，該機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)齒輪軸向的弧形數(shù)控加工，精度可以達(dá)到6級(jí)。
