批量磨削齿轮--降低加工成本并不意味仅是缩短磨削时间

　　经过加硬处理后硬精加工的磨齿加工在过去的几年里，特别是在汽车技术行业占有越来越多的比重。其主要原因是对强度和噪音的要求有了进一步发展，而且对这类磨齿的要求也有提高。这一发展的前提还包括所使用的加工机床和采用的加工工艺有明显的进步，以往的硬加工的成本大大高于软加工，新型机床和加工工艺的*补偿了成本高的弱点。在加工工艺方面，使用蜗轮型刀具的连续滚动磨（见图1），几乎*取代了传统磨削方式。加工使用的刀具由离合轴带动啮齿工件进行滚动磨削，采用这种方法实现了工件的连续不断地磨削。
　　　　
　　为能降低机器设备的成本又能实现益生产过程，目前，在该加工领域里主要使用两种基本型号的机床：
　　
　　?带固定工件轴和内部自带装载传输系统的机床（见图2）。
　　
　　?在圆形工作台上装有两个工件轴和一个位于机器外部装载传输系统的机器床（见图3）。
　　　　　　
　　磨齿加工选择机器型号的标准
　　
　　如何选择这两种基本型号的哪一种机器，要根据其应用的具体内容来定，而应用的因素也有多种情况。从工件的角度来看，就有不同的标准，比如：工件的尺寸、加工数量的大小、年加工量（又称材料流动量）；从加工机床自身的角度来看，主要取决于实际主加工时间与非加工时间的区别、换工装的时间、及机器所需要的自动化装备的成本。
　　
　　如果只从机器的非加工时间的角度比较上述两种基本型号，就会发现在由NC控制的旋转工作台上配有两个工件轴的机器具有很大的优点。其原因是几乎可以同时使用所有同非加工时间相关的功能和机器实际加工的功能（见图4）。在这种情况下，只有NC旋转工作台的旋转时间才视为非加工时间。这类机器的设计方案主要适用于优化大批量或工件加工数量大的加工生产的时间。
　　　　
　　配有两个工件轴的机器设计方案的缺点是换工装时的复杂性。如果只带一个工件轴的机器配置是机械式换装夹系统的话，那么配有两个工件轴的机器复杂因素自然要增加一倍的时间。目前，在中、小产量的加工、需要灵活加工、且换工装频率较高的生产领域里相对来讲大多选用这种配有一个工件轴型号的机器设计。
　　
　　这种机器的设计还包括可以配置机器内部装载系统。在机械制造设计上，机器内部的圆环式装载系统可以满足换工件时间，同配置在机器外部的装载系统从成本上比较更占优势。对机器操作人员来讲还可以通过使用机器内部的控制系统对机器的功能和机器自动化进行调试和操作。节省了需要进行培训的额外费用和对自动化控制系统备件的预存。
　　
　　新型机器设计方案潜在能力的改善
　　
　　为继续提高、改善中小型批量生产，同时也为提高大批量生产的潜在能力，要将上述两种结构的长处组合为一新型的方案，是对机械制造厂家的一个挑战。
　　
　　它意味着要开发一个新机器方案，同时实现下述的要求：
　　
　　?缩短非加工时间
　　
　　?缩短换工装时间
　　
　　?提高机器自动化程度
　　
　　以上几方面的组合要求摆脱至今为止使用的磨齿-硬精加工设计原理，使用配置为双工件轴的自带Pick-Up-方案的磨齿机，即KAPPKX100DYNAMIC型号的机床。这种获得权的机器设计方案配有两个Pick-Up工件轴，这两个工件轴分别安装在两个可单独旋转的立柱上（见图5）。
　　　　
　　当两个立柱中的一个立柱或又称工件轴位于加工位置时，开始磨削齿轮，而另外一个工件轴可以在这段时间里完成所有同非生产时间相关的功能操作。除在准备运输带的实际装载过程外，还牵涉到齿轮同磨削刀具的校准、加工后磨削油的甩脱、SPC和不合格件的排除（见图6）。这样一来，就没有必要再安装机器外的带部件排除或甩脱加工油等的附加装置的装载系统了。
　　　　
　　机床上配置这些功能，还可以缩短换工装的时间，zui大限度地降低生产成本。通过使用装夹工装，直接从传输带上装夹工件，取代了要根据工件的要求设计的机械手系统，可移动的NC轴校准装置节省了手控调整过程，机器自带的排除废品件功能也取代了要安装在机器外部的需要换工装时的排除装置。从磨削刀具角度来讲，机器的半自动化换工装的标准配置还可以无刀具进行换磨削蜗轮过程，并将磨削蜗轮提供到符合人际原理、方便操作人员操作的位置。
　　
　　磨齿硬加工领域新型技术还包括全自动化换夹紧装置过程。通过HSK-接口将夹紧系统同Pick-Up-功能相组合，可以将使用过的夹紧装置自动放到夹紧工装的支架上，并再装上一个新的夹紧装置。整个过程不再需要任何手控操作。
　　
　　上述提及的所有配置的功能是*个能贯通整台机床的机器设计方案，既保证了zui短的加工时间（包括主加工时间和非加工时间），也考虑到了降低机器成本的各种因素（包括降低了机器外围的装置、换工装、占用地面位置、培训费用等）。
　　
　　经过加硬处理后的整个齿轮加工过程
　　
　　如果从对齿轮要进行加硬处理后的整个硬精加工的加工环节来考虑，KAPPKX100DYNAMIC机床的设计方案还有另外一大优点：通过采用Pick-Up-设计方案，可以在仅增加一点费用的前提下，为机器安装一个立式Pick-Up-膛/磨机器并同一个中心供料传输带相结合，使整台机床变成一台满足全加工过程要求的加工中心。这一加工中心又称KAPP白色多功能加工中心，每个加工加硬处理后的齿轮zui大可达直径为125毫米，从而使整个硬精加工在经济效益及成本上是一个新标准的提高。