齿轮专用加工机床的发展和普遍应用

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随着计算机数控技术的发展和普遍应用，齿轮加工机床、加工工艺技术也有了很大的发展，特别是在高精度、大型齿轮加工方面出现了许多新技术。比如新型数控铣齿机，以铣刀代替滚刀，高速、高效地加工大型风电齿轮、核电齿轮；新型螺旋锥齿轮数控加工机床，可以加工多种齿制的螺旋锥齿轮，扩大了机床的适用性；采用新型刀具材料、高速机床实现干切削，既提高了加工效率和加工精度，也解决了绿色环保问题；采用在机检测和计算机补偿技术，提高机床加工精度；机床上配置机械手，实现自动装夹工件，提高工作效率，等等。

齿轮是各类机械产品中用于传递动力或运动的重要基础零件，常见的齿轮类型从结构上分有圆柱齿轮、圆锥齿轮、非圆齿轮等，从齿形上分有渐开线齿轮、摆线齿轮、圆弧齿轮等。齿轮制造的确是一个专门化的领域，专业化的生产需要专用设备配合使用专用刀具，这是由于对齿轮进行批量、高效生产的需求而形成的加工制造模式。从传动原理来说，能够实现运动或动力传动的齿轮齿形有很多，但是实际使用最多的还是上面提到的几种，其原因一方面是因为它们具有良好的传动性能，另一方面能够使用专用设备、专用刀具对它们进行高效率、高精度加工也是它们被广泛使用的重要原因。因此，长期以来人们一直不断研究各种齿轮加工专用机床、专用刀具、专门工艺来满足各工业领域对各种齿轮的需求。

传统的齿轮加工机床，大部分是根据齿轮啮合原理、采用滚切法加工齿轮，一部分采用成形法加工齿轮，其加工刀具与被加工齿轮之间的主要运动关系相当于一对相啮合的齿轮或齿条之间的运动关系。采用数控技术后，齿轮加工机床的加工效率和加工精度进一步提高，但基本加工原理并没有改变。

通用的5轴5联动数控机床主要是用于实现复杂曲面零件的加工。齿轮的齿面是一类特殊的复杂曲面，从理论上讲，只要建立数学模型、解决了数控编程问题，使用5轴5联动数控机床和球面铣刀可以加工出任意齿形的齿轮齿面。因此，5轴5联动数控机床在解决新型齿轮齿面加工上具有特殊的优势。

但是在加工常用齿形齿轮方面，使用5轴5联动数控机床和球面铣刀的加工效率同使用专用齿轮加工机床相比低很多，特别是在硬齿面加工上效率更低，加工精度也不具有优势(不能磨削)。所谓以铣代磨，5轴5联动机床在加工精度上能够满足齿轮的要求(可达到3级精度)的观点，我认为在不考虑效率的情况下有可能达到，但是并不具有普遍适用性。5轴5联动数控机床用于齿轮加工方面，主要作用还是在于解决新型齿轮齿面加工上，在一些特定情况下发挥作用；在常用齿形齿轮加工方面，特别是在批量生产齿轮方面，无论是加工效率、加工精度还是加工成本，专用机床仍然具有较大的优势。

总的来说，齿轮加工专用设备和专用刀具也在不断的创新和发展，不存在制约了齿轮生产制造的发展与创新的问题。至于在特殊情况下，现有设备不能满足要求，使用5轴5联动数控机床和通用刀具去解决特殊的齿轮加工问题，也是现代数控机床技术发展带给我们的一种方便，不能也不应该把它和齿轮专机的作用对立起来看，它只是提供了一种有益的补充。随着齿轮传动技术的发展，肯定会不断出现一些新型齿轮的应用需求，给我们提出研究和开发新型、高效、高精度的齿轮加工设备的课题和任务。

威海华东数控股份有限公司正与德国希斯庄明公司合作开发生产最大加工直径为16m的大型数控滚齿机，该机床滚切时最大加工模数为40，单分度时最大加工模数为60，适用于风电、核电等新能源用的大型齿轮的加工；还与沈阳格泰克机械设备有限公司合作生产螺旋伞齿轮副数控加工机；该机分为铣齿和磨齿两种，最大加工直径软齿面为2m，硬齿面为1.6m，最大加工模数可达到30；还自主研发了通用型最大加工直径为5m、6.3m、8m的程控和数控滚齿机；还针对鱼线轮行业自主开发了小模数少齿数全数控滚齿机，该机床可以实现齿轮轴向的弧形数控加工，精度可以达到6级。

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