InvoMilling方法將槽銑和車銑工序組合到一起。采用相同的刀具能夠加工任意螺旋角的齒輪,包括漸開線和非漸開線輪廓。具體的切削次數(shù)取決于齒輪尺寸和所使用刀具的尺寸
在齒輪銑削方法中,刀具走刀路徑?jīng)Q定加工齒輪的精度高低,而不是刀具的形狀。 銑削齒輪的方法既要先進(jìn),還要簡單,在提供高度靈活性的同時(shí),還要實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)效率,這種方法就是InvoMilling。 當(dāng)齒輪制造中既需要高效率,又需要生產(chǎn)的通用性時(shí),InvoMilling就成為可以滿足這些需求的最新技術(shù)。
很多齒輪
“我們加工的很多齒輪都是按照客戶的具體要求生產(chǎn)的,客戶可以只加工一個(gè)有特定要求的齒輪,或一批齒輪,也可要求提供一套傳動(dòng)解決方案。我們最經(jīng)常處理的是小批量生產(chǎn),即加工1-100個(gè)零件,但是也有全年生產(chǎn)幾千個(gè)齒輪的訂單。按照行業(yè)規(guī)范,一些產(chǎn)品(特別是涉及到用于汽車齒輪箱的零件)需要準(zhǔn)時(shí)交貨。我們是專業(yè)生產(chǎn)斜齒輪和直齒輪的制造商,為各種不同行業(yè)提供齒輪加工產(chǎn)品。”
這是一家齒輪制造公司對自己的定位。他們使用為各種行業(yè)的應(yīng)用場合專門訂制的、獨(dú)特的齒輪加工刀具。利用工藝制造反推法,可以精確地確定磨損了的未知齒輪是怎樣設(shè)計(jì)的,然后快速地制造出來。 靈活性是商業(yè)理念的一部分。 但是,生產(chǎn)中的通用性一直很難與高生產(chǎn)效率結(jié)合起來。 必要的靈活性意味著每次根據(jù)需要加工不同齒輪都需要使用新刀具,并且每次都需要根據(jù)新齒輪對齒輪加工機(jī)床進(jìn)行編程。
新方法
齒輪加工的靈活性基于多軸車銑機(jī)床的創(chuàng)新銑削方法:InvoMilling 加工方法。這是一種由山特維克可樂滿開發(fā)的獨(dú)特的加工工藝(待批準(zhǔn)專利和注冊商標(biāo)),并且與Mori Seiki公司一起合作投入應(yīng)用。Mori Seiki公司需要一種替換當(dāng)前市場上主要應(yīng)用的、專門化的、相對慢的柔性齒輪制造工藝方法。這種創(chuàng)新的多軸解決方案基于先進(jìn)但操作簡單的切削策略。該策略是在標(biāo)準(zhǔn)的多功能機(jī)床上,利用現(xiàn)成的加工直齒輪和斜齒輪的切削刀具直接加工,而不是采用滾齒的方法。
新的InvoMilling多軸加工方法是通過使用標(biāo)準(zhǔn)的盤形銑刀和標(biāo)準(zhǔn)的專用面銑刀,制造直齒輪和斜齒輪的柔性生產(chǎn)方法。通過X軸與B軸或者Y軸與B軸聯(lián)動(dòng),切削刀具就能沿著漸開線路徑進(jìn)行加工。因此,齒型變化會與刀具路徑(而不是刀具形狀)相一致。就這個(gè)用途而言,車-銑型機(jī)床是理想的機(jī)床。
在DMG Mori Seiki NT型機(jī)床上就可以采用這一新方法。這種多軸銑車中心能夠同時(shí)進(jìn)行銑削和車削。柔性的B軸的旋轉(zhuǎn)范圍為±120°,直驅(qū)電機(jī)的采用可以獲得高速度和高精度,分度能力為0.0001°,這一方法已經(jīng)證明能顯著地縮短加工時(shí)間,尤其是使用5軸加工復(fù)雜零件時(shí)效果更佳。滾齒是機(jī)床上執(zhí)行的一種加工工序,也可加工與傳動(dòng)件有關(guān)的零件。但是,當(dāng)生產(chǎn)許多不同類型和小批量齒輪時(shí),滾齒并不是最佳解決方案。
目前,如果一個(gè)加工車間正在或打算投資購買數(shù)控機(jī)床,那么InvoMilling軟件是一種很方便的選擇方案。車-銑機(jī)床可以直接用于加工齒輪。
我們?yōu)楦鞣N模數(shù)范圍提供了齒輪加工包,每個(gè)包內(nèi)都有用于幾個(gè)不同模數(shù)的三把刀具。有了這些刀具包,就可以很容易在一個(gè)大模數(shù)范圍內(nèi)生產(chǎn)齒輪,靈活性極高,同時(shí)能滿足特別嚴(yán)格的精度標(biāo)準(zhǔn)要求。
加工外直齒輪的齒槽時(shí),首先應(yīng)沿工件的軸方向銑削槽。為了進(jìn)行隨后的切削,齒輪需稍微旋轉(zhuǎn),與刀具的同步徑向插銑相互協(xié)調(diào)。其結(jié)果是通過車銑獲得漸開線曲線形狀
InvoMilling 方法
采用InvoMilling方法可同時(shí)將槽銑和車銑工序組合到一起。 采用相同的刀具能夠加工任意螺旋角的齒輪,包括漸開線和非漸開線輪廓。切削次數(shù)取決于齒輪尺寸和所使用刀具的尺寸。InvoMilling可以發(fā)揮現(xiàn)代機(jī)床控制和數(shù)控機(jī)床的高精度作用,以及切削刀具的精度作用,從而可以加工精密齒輪以及精磨削所需要的半成品齒輪。采用最新開發(fā)的刀片材質(zhì)還可獲得更高的切削參數(shù),從而獲得最優(yōu)化效率。
采用這種方法,還可對輪齒外徑倒角,以及在齒根加工不同的凸角、齒廓和半徑。每一次切削產(chǎn)生的切屑橫截面小,沒有所說的側(cè)壓力,因而,可將振動(dòng)傾向降低到最低程度。
例如,加工外直齒輪的齒槽時(shí),首先應(yīng)沿工件的軸方向銑削槽。為了進(jìn)行隨后的切削,齒輪需稍微旋轉(zhuǎn),與刀具的同步徑向插銑相互協(xié)調(diào)。其結(jié)果是通過車銑獲得漸開線曲線形狀。
對于較大的模數(shù),可能需要更多次的切削。對于較寬的齒輪,刀具是在軸向方向偏置的,切削步驟被不斷重復(fù)。
由于每個(gè)InvoMilling刀具覆蓋了幾個(gè)模數(shù)尺寸,所以,在小到中批量生產(chǎn)中,InvoMilling降低了加工成本。例如,加工模數(shù)2到4的齒輪使用相同的刀具,三把刀具就可覆蓋模數(shù)為2-12的所有齒輪。迄今,采用InvoMilling法銑出的最大齒輪模數(shù)是18,直徑為800 mm,它擁有縮短齒輪加工交貨期、降低成本的明顯優(yōu)勢。
InvoMilling方法可以使用專用的銑刀CoroMill 161和CoroMill 162(涵蓋模數(shù)范圍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(lián)動(dòng),切削刀具就能沿著漸開線路徑進(jìn)行加工。因此,齒型變化應(yīng)與刀具路徑(而不是刀具形狀)相一致
現(xiàn)代可轉(zhuǎn)位刀片技術(shù)
現(xiàn)代可轉(zhuǎn)位刀片技術(shù)使新方法獲得了成功。采用InvoMilling方法,齒輪齒的質(zhì)量可達(dá)到DIN 3962 6級或以上。此外,在有足夠剛性的機(jī)床上,正確使用刀具,可以達(dá)到比Rz 3 微米更好的表面精度。采用精確的刀具路徑和精密刀具的InvoMilling方法可以生產(chǎn)出很有競爭力的高質(zhì)量齒輪。依靠這種方法,可以生成各種齒輪磨削余量。這種方法的低切削力可以在切削時(shí)運(yùn)用更高的切削參數(shù),同時(shí)保證小公差所需的精確齒廓。這些優(yōu)點(diǎn)與這種齒輪加工方法的靈活性相結(jié)合,成為齒輪加工的成功因素。
所談到的銑削刀具使用的標(biāo)準(zhǔn)的硬質(zhì)合金刀片在機(jī)床外很容易轉(zhuǎn)動(dòng)位置,也很容易保存在刀盒內(nèi)。加工模數(shù)為4-10的,齒數(shù)小于30的齒輪的InvoMilling用時(shí)可以與使用單頭高速鋼滾齒相比。由于許多工序可以納入到多任務(wù)中,齒輪可以在一次機(jī)床裝夾內(nèi)完成加工,其結(jié)果是縮短了交貨時(shí)間和更換產(chǎn)品時(shí)間,具有可在生產(chǎn)過程中臨時(shí)插入產(chǎn)品的優(yōu)勢,有利于單件、小和中等批量齒輪的柔性生產(chǎn)。
因此,即使制造齒輪本身的周期時(shí)間長于使用滾齒的時(shí)間,但縮短了總體制造時(shí)間。最后,由于無需等待制造專用刀具,一次新的裝夾后就可以開始生產(chǎn)了。通過推出InvoMilling,山特維克可樂滿進(jìn)行了技術(shù)升級,采用標(biāo)準(zhǔn)用途機(jī)床制造出高質(zhì)量齒輪,顯著地降低了加工成本,提高了靈活性并大大縮短了交貨時(shí)間。 ■