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大型齿轮磨削的新突破

2012年08月29日 09:22中国机床商务网点击:5533

  jc35导读:卡帕(KAPP)集团为客户提供最新的磨削技术以及成套的工作母机用于齿轮和型材的精加工,设备涉及汽车、航空航天、压缩空气和制冷设备等行业。在过去10年中,隶属于卡帕(KAPP)集团的纳尔斯公司已经售出了20余台直径范围在4~5m的磨齿机。近来,市场对大型磨齿机的需求开始显现。之前,这种直径的齿轮多采用非淬硬齿面,精度要求也不高,都是在滚齿机或插齿机上加工,而且,这种大直径齿轮通常都要分成几段制造,然后再进行组装,磨削后的精度很难在组装后完全恢复。
  
  那么是什么力量在推动对如此大型磨齿机的需求?原因在于以下几点:对大直径齿轮的精度要求在不断提高;大直径齿轮也开始考虑淬硬齿面;要求在最少的机床上完成全部加工。在这种观点下出现了新的加工中心,在镗孔、车削、铣削之外还能进行齿形的粗加工,而随后的齿轮精加工就需要在磨齿机上进行;滚齿加工大模数齿轮时,做为齿轮最终质量保证的滚刀,不但极其昂贵而且生产周期漫长。反之,如果采用粗加工再磨齿的方法,刀具/磨具成本低廉,适用范围广,并且容易购买;工件返修更方便;在磨齿机上可以进行在线测量。基于磨齿机本身长期的精度保持性,内置在磨齿机上的测量装置对于所需要的测量精度来说足够使用,而且如此巨大的齿轮检测设备通常来说很难找到;除了磨齿之外,在磨齿机上还可以进行其他精加工,比如:在外圆上磨削一个测量基准面。
  
  如此众多的优势深深吸引了常州天山重工机械有限公司,他们向纳尔斯公司订购了一台磨削工件直径达8m的ZP80型磨齿机。这台机床的结构设计(图1)基于成熟的ZP系列机型,机床上的整体立柱在ZP40/50机型中已普遍采用。这台巨大机床的核心部分是回转工作台,其采用静压轴承,力矩电机直接驱动,在回转时没有任何机械接触,从而保证了机床长久的高精度。
  
  图1这台机床的结构设计基于成熟的ZP系列机型
  
  纳尔斯公司提供两种规格的回转工作台可供客户选择。在权衡了工厂工件的加工范围以及经济性之后,天山重工决定选择70t承重的工作台,纳尔斯在回转工作台上,安装一个直径为4700mm的夹紧盘,各种工装夹具均可以通过夹紧盘上的T形槽固定在工作台上。
  
  机床防护罩的制作是一大难题。按照现在的安全标准,只允许使用全封闭防护罩,不但要防止冷却油外泄,而且要承担砂轮炸裂、油爆以及起火时的防护。而纳尔斯公司采用型材框架搭建的方式则解决了这一问题,经过检验安全可靠,同时也兼顾了外观上的美感。
  
  机床制造完成后,在短时间内即通过了各种性能检测。两家欧洲潜在用户立即表示了对该机型的兴趣,并提供了大齿轮到纳尔斯公司试磨。
  
  纳尔斯公司接到的第一个任务是返修一个直径将近7m,模数28mm,重量达36t的轧机齿轮。这样一件分体齿轮的上料、校准以及夹紧都不是一件容易的事。纳尔斯公司使用“高速测量”软件确定了全部齿槽的实际余量分布,用户的要求是尽可能少地去除余量,这样就要求操作人员对于每个齿槽的磨削余量分配都要非常清楚。确定了余量分配之后,可以省掉不必要的磨削行程,并且可以减少约20%的磨削时间。这件工件磨削后的精度大大超出了用户的期望。
  
  第二个任务是磨削一个易变形的薄壁齿轮,齿数730,模数10m,需要把它磨削到尽可能好的精度。如图2所示,这个工件的材料强度不高,首要的任务是找到合适的装卡方式以及校准方式,以实现轴向跳动和径向跳动在0.010mm以内。这对于直径7500mm的齿轮,是一个极大的挑战。纳尔斯公司又一次使用了“高速测量及全接触式磨削”软件,实践证明非常有效,齿轮磨削后的精度达到了2级,是目前这种尺寸的齿轮加工能够达到的最高精度。
  
  目前,随着这台机床的推出,纳尔斯公司再次向世界展示了其在制造大型齿轮磨削机床领域的领军者实力。新的机型也为用户提供了新的机会。在未来,纳尔斯公司还在向着新的目标前进:满足更大规格工件的磨齿要求,或者在磨齿机上集成其他的精加工工序。纳尔斯公司相信,先进的设备与工艺及无与伦比的专家团队能产生强大的影响力,可以更好的为客户提供应对复杂加工任务的高科技解决方案。
(来源:弗戈工业在线)

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