圖1 KOEPFER K300 型滾齒機(jī)：這款自動化通用機(jī)床上幾乎可以加工任何齒輪。高級抗振礦物料澆鑄而成的車身與封閉式框架結(jié)構(gòu)以及熱穩(wěn)定設(shè)計相結(jié)合，確保高效的加工過程。
據(jù)德國汽車工業(yè)協(xié)會（VDA）的消息顯示，德國汽車制造商每年在研發(fā)方面的投資總和達(dá)到235億歐元，其中大約一半的資金用于研發(fā)包括清潔柴油發(fā)動機(jī)和電動發(fā)動機(jī)的新型驅(qū)動系統(tǒng)。這種動態(tài)研究會對次級供應(yīng)商或合同制造商層面的生產(chǎn)產(chǎn)生怎樣的影響呢？在齒輪制造方面， KOEPFER K300 滾齒機(jī) （這種滾齒機(jī)使用不同的技術(shù)來加工不同材料生產(chǎn)的齒輪） 向我們提供了一種高度靈活的生產(chǎn)方式—切削工藝，這是加工最高模數(shù)為4的齒輪生產(chǎn)的通用解決方案。
齒輪是汽車生產(chǎn)過程中必不可少的組件，如果沒有齒輪，汽車將寸步難行。當(dāng)然齒輪也不只應(yīng)用于動力傳動系統(tǒng)中，還可應(yīng)用于助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、控制元件、輔助驅(qū)動裝置（例如座位調(diào)節(jié)）和差動齒輪中 － 我們無法想象這些裝置中沒有齒輪的情形。隨著混合驅(qū)動裝置的重要性日益增加，其所需齒輪的數(shù)量也在相應(yīng)增加。而適用于汽車生產(chǎn)的齒輪材料范圍很廣，包括從高強(qiáng)度的鋼到相對較軟的輕質(zhì)塑料等。齒輪的多材質(zhì)選擇為汽車生產(chǎn)加工等帶來了一定便利，但這對分包行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)劃員來說是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，因?yàn)樗麄冃枰紤]到市場中的哪種制造解決方案能夠滿足未來的發(fā)展需求？畢竟，許多元件的批量大小、幾何形狀甚至材料含量都是經(jīng)常變化的。
圖2 圖中清楚地顯示了滾銑頭呈45度角傾斜，這一設(shè)計使得落屑在干加工和濕加工時都能達(dá)到最佳效果。
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“這個問題是我們研發(fā)滾齒機(jī) K300 的初衷，”埃馬克子公司 KOEPFER 的J?rg Lohmann 解釋說，“經(jīng)過最終分析和證實(shí)，我們設(shè)計的這款機(jī)床是一個完全成熟的通用解決方案。它的容量和性能水平可以使與齒輪生產(chǎn)有關(guān)的多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)受益?！笔紫瓤此墓ぜ秶e例來說，K 300 在加工模數(shù)為1的小齒輪軸時與加工模數(shù)為4的大型斜齒輪一樣毫不費(fèi)力。它還能處理多種材料，從合金鋼和鋁到銅、青銅甚至塑料。K300 的一大優(yōu)勢是只需極短的設(shè)置時間就可以進(jìn)行生產(chǎn)。由于具有適用于主軸、尾架和滾銑頭的快速更換夾緊系統(tǒng)，新工件可以在短短的20分鐘內(nèi)設(shè)置好，包括自動控制。這是通過巧妙地使用 NC 技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，其 NC 技術(shù)的示教功能可使用戶通過自動控制組件為下一個組件生產(chǎn)開始做好準(zhǔn)備，甚至連尾座的夾緊力數(shù)值都可保存在設(shè)置中，這使得機(jī)床生產(chǎn)簡單易行。K300 符合人體工程學(xué)的機(jī)械設(shè)計可以保持操作人員最小化的操作距離，因此滾齒機(jī) K 300 可以很快為下一個加工任務(wù)做準(zhǔn)備。這一新設(shè)計操作也適用于濕式和干式加工，從而保證所有設(shè)置工作都容易操作。滾刀的傾斜45度角設(shè)計在干加工和濕加工時更能實(shí)現(xiàn)最佳的切屑流。
圖3 塑料齒輪滾削
更高的組件質(zhì)量，更低的加工成本
在加工過程中，K300 應(yīng)用了許多高科技解決方案。例如，工程師依靠結(jié)合“閉箱式”設(shè)計的抗振聚合物花崗巖機(jī)床底座，即一個封閉式框架結(jié)構(gòu)，其主軸和尾架通過一個軛狀物連接，它可以確保尾架和主軸即使在滾齒加工過程中產(chǎn)生最大夾緊力或加工力時仍能保持最大剛性。高剛度可以提高加工工件的齒輪裝置質(zhì)量，上述情況也適用于機(jī)床的熱對稱結(jié)構(gòu)中。主軸和尾架上的負(fù)載比率是相似的，熱源， 如電氣柜被放置在最佳位置，之后固定在機(jī)床的背部。這種設(shè)計確保了極佳的熱穩(wěn)定性和均勻穩(wěn)定的加工過程。
通常機(jī)床生產(chǎn)過程中允許使用多種不同的齒輪切削技術(shù)，例如高性能滾銑，刮削和圓柱齒輪硬銑削。還可以使用切入式和切向滾削工藝來加工蝸輪。直齒錐齒輪可以利用連續(xù)分度法或 Conikron法加工，水冷伺服電機(jī)為各加工軸提供動力。這就意味著加工過程中沒有機(jī)械傳動組件，使得動力傳動系統(tǒng)不會有強(qiáng)烈的震動，從而實(shí)現(xiàn)高價值滾銑頭功能。后者的使用壽命顯著延長，加工成本降低，獲得的齒輪質(zhì)量也極高。滾齒機(jī) K300 的另一個特點(diǎn)是具有 NC 軸，用于裝配、去毛刺和傳感器等輔助工具（可精確定位滾齒工藝通過標(biāo)記孔、直槽和其它幾何特征）的輔助工具。
圖4 一個完全整合的輔助 NC 軸包括去毛刺裝置，具驅(qū)動功能的輔助工具（例如刷子），減振器和傳感器。
滾齒機(jī) K300 可配有多達(dá)15個活動的 NC 軸，其中包括7個工具軸，1個輔助NC 軸和其它所有可利用的自動軸，數(shù)量眾多的軸可確保高輸出水平。帶V型卡鉗的 KOEPFER 快速上下料裝置是工件自動輸送系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分，適用于重量小于10公斤的工件。針對工件的多樣性，提供的毛坯和成品的工件庫如鏈?zhǔn)焦ぜ?，重力軌道式工件庫，再循環(huán)存儲式傳送帶和工件卸載系統(tǒng)（例如帶夾槽式傳送帶）也型號繁多，應(yīng)有盡有。
可完成您能想象到的所有滾齒加工任務(wù)
滾齒機(jī) K300 的靈活性到底如何，這一點(diǎn)可以通過它目前的應(yīng)用范圍來說明。這款機(jī)床在世界范圍內(nèi)應(yīng)用廣泛且不只應(yīng)用于汽車加工領(lǐng)域，這種高科技解決方案也已經(jīng)被航空航天供應(yīng)鏈中的分包齒輪制造商、減速器和生產(chǎn)設(shè)備制造商所采用。工件范圍包括生產(chǎn)應(yīng)用于航空航天和賽艇行業(yè)中的核心變速箱組件到個性化的一次性產(chǎn)品組件（通常被稱為快速原型制造技術(shù)應(yīng)用）。有些用戶甚至用滾齒機(jī) K300 加工塑料齒輪（例如客車上伺服轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中使用的塑料齒輪），以顯示機(jī)床加工工藝技術(shù)的精湛。通常KOEPFER 的齒輪傳動專家會為每種單獨(dú)的應(yīng)用定制他們獨(dú)有的技術(shù)?？晒┻x擇的設(shè)備包括諸如適用于干滾齒操作的粉塵吸收裝置、多種去毛刺系統(tǒng)、減振器以及用于刮削工件的自動定位傳感器等多種設(shè)備。
圖5 全自動滾削工藝，使用帶有 V 型卡鉗的上下料裝置
受益于成本降低
滾齒機(jī) K300 的發(fā)展見證了重要技術(shù)的應(yīng)用及其工程師經(jīng)驗(yàn)的累積，作為市場上最靈活且通用的滾齒機(jī)之一，其用戶也因此受益?！霸摍C(jī)床可以實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)應(yīng)用。這同時也是一個決定性的優(yōu)勢，” Herr Lohmann 解釋說。此外，齒輪切削工藝專家們正在幫助他們的客戶改進(jìn)傳統(tǒng)加工策略。成品滾齒加工通常意味著不需要對工件實(shí)行精磨工序，這將顯著縮短過程鏈并降低生產(chǎn)成本和單位成本?！拔覀兊脑S多客戶在使用滾齒機(jī) K300 之后明顯變得更具競爭力了，” Herr Lohmann 概括說道?！?/p>
