由于业界对高功率珩磨的兴趣日益增加,同时对机床和刀具的要求也越来越高。故此,对于来自埃施维格的高功率珩磨先驱PRÄWEMA驱动技术有限责任公司而言,也面临着全新挑战。经济型加工会干扰工件的轮廓,这是上世纪末PRÄWEMA驱动技术有限责任公司开始致力于珩磨工艺优化的根本原因。其试图寻求一种全新的解决方案,以便将昂贵的加工工艺简单化和高效化。第一批加工成果令人十分满意。大家认识到,对于具有或不具有干扰轮廓的零部件而言,全新的珩磨工艺除了可以显著提升加工效率之外,还可以对齿轮箱的噪声级产生积极影响。高功率珩磨能够拥有最佳的表面结构以及更高的表面张力,这正是降噪的原因所在。另一个附加效应便是全新研发的技术延长了齿轮箱的使用寿命。汽车行业对多个领域的发展都有着积极支持,随着这一行业迅速燃起的热情,“高功率珩磨”开始横扫市场。
图1 PRÄWEMA公司的高功率珩磨机床SynchroFine®
从现在开始,高功率珩磨将可以比肩绝对经济的滚磨工艺。故此,对于加工不具有干扰轮廓的齿轮而言,尤其是自动变速箱以及分动箱中大量使用的太阳齿轮和行星齿轮,最初每个工件的生产成本超过0.20欧元。成本相对较高,这主要由刀具耐用时间,也就是修整循环的长度,以及加工时间所导致的。
通过采用全新研发的陶瓷材料,结合最为坚固的机床结构,耐用时间显著提升。仅通过使用新型珩磨环材料,行星齿轮的修整循环便可增加五倍。如果机床要大规模加工,珩磨环则必须修整全部大约80个工件。如果相同设备采用新型陶瓷,一次循环可加工最多600个工件。每个工件的刀具成本将借此降低至0.04欧元。
由于待加工齿轮以及齿轮轴的数量持续增加,加工节奏时间同样越来越重要。通过使用双主轴珩磨机,可以大幅降低非生产时间。如果单主轴机床需要大约耗时28 s生产一个行星轮,则双主轴机床可以在大约16 s内完成。此外,至关重要的是,工件的轮齿宽度对于加工节奏时间的影响微乎其微,因为在高功率珩磨时,针对整个工件宽度不会完成轴向进刀,只能通过径向进刀进行磨削。最新刀具技术结合PRÄWEMA高功率珩磨的最新标准,设备几乎可以每13 s便加工一个工件,每个工件再耗时大约4 s便可。
图2 无齿轮的珩磨环和新的齿轮珩磨环
以在加工完成后100%检测所有主要特征,例如径跳和球体尺寸。在加工过程之前检测毛坯件,这种做法在很久之前便已成为了标准,因为这样同样可以显著节约加工节奏时间。除了降低刀具成本、缩短加工节奏时间之外,针对客户对于珩磨环构型灵活度方面的要求,PRÄWEMA的研发人员同样做出了调整。基于先进的车辆工艺技术,运转齿部的噪声排放愈加成为关键因素,应当尽可能地予以降低,因而对于轮齿微型结构的要求变得愈加严苛。与此同时,校正修整刀具相应较为复杂,这最终将在生产成本中加以体现,从而导致每个工件的制造成本增加。
PRÄWEMA的工程师们很快便认识到这一点,并积极寻找备选方案。成果便是 Vario-Speed-Dresser变速修整装置,简称VSD®。该技术具备两个优势。其一,利用该刀具不仅可以修整珩磨环,还可以在机床内完成构型。在有效长度结束之后,可以添加新的更多齿数,珩磨环从而可以加工至少双倍数量的工件,因此每个工件所需的刀具成本降低一半。其二,关键性的进展则在于,使用VSD®,便可通过机床软件有针对性地完成每一次所需的轮齿校正。无需购置依据拓扑原理预制的高成本修整刀具,且刀具成本降低。由于通过易于操作的输入界面便能够完成校正,因而可以根据具体情况进行修改,无需额外购置高成本刀具。除了轮廓和侧边校正之外,还可以根据具体情况经济地生成目标偏移度、凸度和/或锥度。除了具有灵活性以外,VSD®修整装置明显拥有更久的耐用时间。
凭借VSD®修整装置,生产成本显著降低、加工节奏时间明显缩短,并且灵活性达到了一个新的高度,一切皆证实了高功率珩磨领域的先驱工作已结出累累硕果。
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