齒輪螺紋花鍵機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)

齒輪(圓柱、圓錐、蝸輪副)、螺紋、絲杠、蝸桿、螺桿、花鍵是機(jī)械制造業(yè)中的關(guān)鍵傳動(dòng)零部件和機(jī)械要素，其制造工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量直接影響各類機(jī)械的總成質(zhì)量。我國(guó)目前有成批生產(chǎn)齒輪、螺紋、花鍵產(chǎn)品能力的機(jī)械工廠約1000余家，其中大中型企業(yè)(職工人數(shù)500人以上)占半數(shù)以上。這些企業(yè)分屬航空、航天、兵器、船舶、電子、紡機(jī)、石化、交通、鐵道、輕工、汽車、摩托車、工程機(jī)械、冶金礦山、機(jī)床、工具、儀器、儀表、建筑機(jī)械、通用機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械、農(nóng)機(jī)、印刷機(jī)械等幾十個(gè)行業(yè)。這些企業(yè)行政隸屬關(guān)系復(fù)雜，但是齒輪、螺紋、花鍵的制造技術(shù)和裝備又具有極大的共性。

　　齒輪螺紋花鍵制造技術(shù)復(fù)雜，制造裝備精度高，價(jià)格昂貴，是機(jī)床中最復(fù)雜、最貴重的設(shè)備。在機(jī)床總臺(tái)數(shù)中雖只占到4%，但其投資額則要占到10%以上，因此對(duì)其今后的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，是十分有意義的。

　　一、齒輪螺紋花鍵的應(yīng)用總趨勢(shì)是減少

　　機(jī)床的發(fā)展是以制造技術(shù)的發(fā)展為前提的。齒輪螺紋花鍵在機(jī)械產(chǎn)品上的應(yīng)用范圍總的趨勢(shì)是在減少，其原因有：

　　1.數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用和內(nèi)裝式電機(jī)的技術(shù)成熟，使機(jī)床行業(yè)采用的齒輪件越來越少。

　　2.直線電機(jī)的研制成功與推廣，將使?jié)L珠絲杠在機(jī)床和測(cè)量?jī)x器中使用范圍逐漸減少。

　　3.電子控制技術(shù)的發(fā)展使電機(jī)直接變速取代部分齒輪變速。

　　4.轎車液壓變扭器大大減少了齒輪變速箱內(nèi)的齒輪數(shù)量。

　　5.電子和石英鐘表的發(fā)展幾乎將昂貴的機(jī)械鐘表完全取代。

　　6.諧波和擺線針輪等減速裝置取代了許多行業(yè)的齒輪減速器。

　　齒輪螺紋花鍵制造業(yè)作為常規(guī)的機(jī)械行業(yè)正在被高新技術(shù)所逐漸取代，它的應(yīng)用領(lǐng)域日益縮少。1785年Leonard Euler發(fā)明了漸開線，1887年Grant發(fā)明了滾齒機(jī)，使齒輪進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用。1905年Niles公司開發(fā)了間隙分度(Endexing)的磨齒機(jī)。1924年Reishauer公司開發(fā)了絲錐磨床并發(fā)展成螺紋磨床。1934年Niles公司制造了第一臺(tái)全展成(Generating)磨齒機(jī)。1945年Reishauer公司研制出第一臺(tái)蝸桿砂輪磨齒機(jī)。上個(gè)世紀(jì)60年代，英、德發(fā)展了成形磨齒技術(shù)。1979年Fassler公司開發(fā)了內(nèi)嚙合珩齒技術(shù)。半個(gè)世紀(jì)以來，精度質(zhì)量越來越高的齒輪獲得了極為廣泛的應(yīng)用。今后半個(gè)世紀(jì)、齒輪螺紋花鍵的應(yīng)用從世界范圍看將逐漸減少，但不會(huì)消亡，對(duì)于中國(guó)這樣的發(fā)展中國(guó)家齒輪工業(yè)還將有適度增長(zhǎng)。

　　二、齒輪螺紋花鍵制造技術(shù)最新發(fā)展

　　1.花鍵冷滾軋工藝

　　Ernst Grob公司采用C6和C9系列冷軋機(jī)軋制同M<=3.5的齒輪和花鍵軸，并可軋制斜齒輪。更換程序時(shí)間0.5min，更換軋頭時(shí)間3min，更換夾具時(shí)間2min~10min。由于調(diào)整時(shí)間短，即使是20~30件的小批量生產(chǎn)也是十分經(jīng)濟(jì)的。C6和C9的改進(jìn)型12/14NC和KRM12/14NC具有更高的生產(chǎn)效率、精度及可調(diào)性。可用于軋制從棒料到有內(nèi)外齒的自動(dòng)變速箱離合器罩殼的全過程。軋制Φ320的這個(gè)零件只需1.5min/件。用ZSM10軋機(jī)可在25秒內(nèi)將薄壁管軋制成轉(zhuǎn)向器的高精度齒條。

　　2.金鋼石或CBN內(nèi)珩工藝

　　KAPP公司采用的Corning工藝，用金鋼石或CBN內(nèi)嚙合珩輪珩削淬硬后的齒面。在內(nèi)嚙合珩齒機(jī)上具有極高的生產(chǎn)率和精度，對(duì)Rc65以上的硬齒面齒輪特別適用。

　　3.干切工藝

　　Liebherr公司在LC82滾齒機(jī)上、Gleason公司在Phoenix系列滾齒機(jī)和錐齒輪銑齒機(jī)上采用硬質(zhì)合金滾刀或銑刀盤干滾圓柱齒輪或干銑圓錐齒輪，具有極高的生產(chǎn)率(提高30%)和精度，刀具成本下降28%。并且由于避免了油液和冷卻液污染空氣和環(huán)境，符合環(huán)保要求，屬于無污染的新工藝。

　　4.實(shí)體磨削

　　Edgetek公司的CNC磨床采用電鍍或陶瓷結(jié)合劑CBN成形砂輪，從棒料上直接磨制出花鍵軸、汽輪機(jī)葉片根部或其他型面。Klingelnberg公司的HNC35S蝸桿磨床可從棒料上直接用砂輪強(qiáng)力磨出螺紋或蝸桿。

　　5.磨-珩聯(lián)合工藝

　　Reishauer公司的RZF環(huán)面蝸桿砂輪成形磨削一外珩工藝聯(lián)線，可在1.5min/件左右時(shí)間里磨出五級(jí)精度的低噪聲齒輪，每臺(tái)RZF的年生產(chǎn)率可達(dá)15萬(wàn)件齒輪，特別適用于轎車變速箱齒輪。

　　6.車銑中心

　　Traub-Heckert公司的TNC42DGY八軸車銑中心和WFL公司的Mill-turn M100多軸車-銑-檢測(cè)中心都能在一次安裝中全部完成殼體、盤，軸類零件的全部機(jī)械加工。其機(jī)械加工的時(shí)間縮減到原來分散工序的三分之一到十五分之一。

　　全部新的制造技術(shù)都會(huì)使用機(jī)床設(shè)備從外觀到功能有極大的改進(jìn)和發(fā)展。