縮小齒輪加工中的效率差距
齒輪零件和錐齒輪制造商正在不斷尋求替代傳統(tǒng)加工工藝的生產(chǎn)方法。在選定機(jī)床時，靈活性最大化已成為主要的考慮因素，因為企業(yè)不愿局限于相對較小的齒輪細(xì)分市場。德國HellerMaschinenfabrikGmbH公司通過與Voith公司的精誠合作，已開發(fā)出能顯著提高生產(chǎn)效率的工藝，其預(yù)銑削和齒輪銑削工序往往可以在單一機(jī)床上完成。
值得注意的是，齒輪銑削近來已列入一些機(jī)床制造商的熱門話題。實際上，顯而易見，我們可以使用在五軸加工方面的現(xiàn)有能力挖掘加工中心傳統(tǒng)應(yīng)用范圍之外的新應(yīng)用領(lǐng)域。Heller也致力于此。Heller公司的總部位于德國尼爾廷根，繼在2009年秋季推出新的F系列后，Heller在五軸技術(shù)應(yīng)用方面又前進(jìn)了一步。齒輪銑削提供了挖掘五軸加工中心F系列和已經(jīng)通過驗證的MCH-C系列所有潛力的機(jī)會，并且得以有機(jī)會充分利用機(jī)床的能力和各種加工可能性。最后，Heller通過與Voith密切合作，共同研發(fā)了適合特定應(yīng)用領(lǐng)域的新工藝。兩家公司都對該工藝提交了專利申請，期望藉此在業(yè)內(nèi)引起轟動。
當(dāng)齒輪細(xì)分市場的傳統(tǒng)制造商繼續(xù)專注于齒輪加工的專用機(jī)床和刀具時，加工中心制造商則針對各種應(yīng)用和使用專用軟件實現(xiàn)齒輪建模的解決方案提供完整的加工。此類加工基于數(shù)學(xué)方法，允許通過CAD/CAM工藝生成完美的槽形。根據(jù)齒輪技術(shù)文獻(xiàn)可以知道，目前還沒有綜合數(shù)學(xué)模型，例如錐齒輪齒系統(tǒng)。因此，用于CAD/CAM工藝的每個CAD模型即為近似模型。傳統(tǒng)切齒機(jī)床基于特定的機(jī)床結(jié)構(gòu)，具有對應(yīng)的運(yùn)動學(xué)特性。此類機(jī)床根據(jù)輸入到機(jī)床中的設(shè)置參數(shù)生成相應(yīng)的齒形。盡管類似于滾齒工藝，但Heller采用的方法完全與之不同：將圖紙上指定的齒輪參數(shù)直接輸入到機(jī)床控制面板中。然后，控制面板使用該數(shù)據(jù)實時生成適合粗加工和精加工的五軸切削路徑。這樣一來，就無需數(shù)學(xué)上精確的3D幾何模型。相反，應(yīng)使用來自圖紙的預(yù)定義齒輪數(shù)據(jù)。測量機(jī)床將報告可直接輸入到機(jī)床控制面板中的補(bǔ)償數(shù)據(jù)以便進(jìn)行處理。這種方法的另一主要好處是當(dāng)前的刀具數(shù)據(jù)（如刀具磨損）可以實時并入正在進(jìn)行的工藝中。因此，精度相應(yīng)得到提高。除齒間加工外，HELLER也提供半成品的預(yù)銑削工藝。由此第一次裝夾就能夠?qū)崿F(xiàn)外輪廓與內(nèi)輪廓的完整預(yù)切削，而在第二次裝夾時進(jìn)行銑齒。為了改進(jìn)工藝控制，還開發(fā)了特別改編的NC程序。這樣一來，就能夠在單一機(jī)床上加工整個工件。
生產(chǎn)效率提高2倍
進(jìn)行相應(yīng)編程時，有其他五軸加工中心聲稱他們的加工中心也同樣通用且適合齒輪銑削。例如，使用立銑刀可提供高度靈活性。但是，根據(jù)Heller的業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理HannesZipse博士所言，這種方法不是特別高產(chǎn)高效。“我們的加工通常具有高切屑去除率，目的在于齒輪銑削時獲得同樣的結(jié)果。因此，我們與山特維克可樂滿密切合作，共同開發(fā)訂制的帶可轉(zhuǎn)位刀片的齒冠銑削刀具（crown-millingcutter），例如滾刀型刀具。這起到很重要的作用，與傳統(tǒng)加工方法相比，生產(chǎn)效率提高了2倍。這意味著齒間距越寬，可獲得的生產(chǎn)效率也就越高。”生產(chǎn)效率水平在本質(zhì)上取決于機(jī)床的靜態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性。在Heller的技術(shù)開發(fā)主管ReinholdSiegler看來，這是其中最重要的一點(diǎn)：“非常緊湊的夾緊是必要條件。這意味著在我們的解決方案中，托盤夾頭非常靠近托盤上緣，以便牢牢夾緊齒輪或錐齒輪。其他好處包括我們異常堅固的主軸、高剛性的機(jī)械元件以及使用很適合要求苛刻的粗加工工藝的短式刀具。這就是為什么我們在粗加工工序中能獲得較立式加工工藝更高生產(chǎn)效率的另一個原因。
專攻通用解決方案
新工藝毫無疑問能為不同尺寸的工件（起始模數(shù)為4）提供高效率的解決方案：較小的五軸加工中心機(jī)型FP2000適合最大720mm的直徑；較大的機(jī)型FP4000適合最大900mm的直徑；具有HSK100主軸錐度的機(jī)型MCH-C適合最高達(dá)1800mm的直徑；即將推出的新機(jī)床系列適合最高達(dá)3000mm的直徑。盡管換刀非常耗時，但對大批量的小齒輪生產(chǎn)而言，使用專用機(jī)床仍然非常高效。因此，Heller/Voith工藝不直接針對批量生產(chǎn)種類較少工件的傳統(tǒng)合同齒輪制造商。該解決方案面向于系統(tǒng)供應(yīng)商，例如車輛制造商、機(jī)床或也使用該機(jī)床執(zhí)行其他加工任務(wù)的機(jī)床零件制造商。齒輪箱制造商也對此有興趣，他們的產(chǎn)品也包括完整的組裝件。此解決方案尤其適用于大齒輪，因為Heller提供的機(jī)床和技術(shù)適合各種加工任務(wù)，并且為高效加工齒輪和錐齒輪帶來了附加好處。山特維克可樂滿的全球業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理KennethSundberg認(rèn)為這是非常激動人心的市場機(jī)會：近來顯示，市場上不斷推出針對齒輪零件和錐齒輪的加工解決方案。因此，山特維克可樂滿改進(jìn)了標(biāo)準(zhǔn)刀具，并將新開發(fā)的產(chǎn)品并入銑削刀具中。迄今為止，我們對獲得的加工結(jié)果非常滿意。接下來我們將側(cè)重于硬銑削工藝。盡管可以使用整體硬質(zhì)合金立銑刀，我們和Heller都相信使用特殊的齒冠銑削刀具和側(cè)銑刀具將提供更高的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效率。”潛在的目標(biāo)客戶更高興聽到，該工藝無需產(chǎn)生依賴性（例如依賴特定的軟件）就能為他們提供所需的靈性和生產(chǎn)效率。 
山特維克可樂滿是世界領(lǐng)先的金屬切削刀具供應(yīng)商和解決方案提供者，每年發(fā)布超過2,000種新產(chǎn)品，其研發(fā)投入是整個金屬切削刀具行業(yè)平均水平的2倍。
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