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Copyright (c) 2012 機(jī)電產(chǎn)品交易網(wǎng) . 版權(quán)所有 皖I(lǐng)CP備12004440號-2
隨著對齒輪傳動效率和嚙合噪音的要求越來越高，把磨齒工序推向極限。采用行星齒輪傳動的自動變速器的檔位越來越多(目前達(dá)到10速)，齒輪變的越來越小，而生產(chǎn)量越來越多。同樣在工業(yè)齒輪應(yīng)用方面，例如電機(jī)齒輪，現(xiàn)在廣泛地應(yīng)用在很多啟動系統(tǒng)中，甚至在家庭中。大部分這類應(yīng)用的齒輪，其直徑都小于160毫米，模數(shù)小于3。
不幸的是，小齒輪的磨削時(shí)間變短，但非生產(chǎn)時(shí)間并不能夠顯著縮短，這樣生產(chǎn)和非生產(chǎn)的時(shí)間的比例變的更差。特別是對于行星小齒輪，現(xiàn)在的磨削時(shí)間可以降低到6-7秒，但非生產(chǎn)時(shí)間，即上下工件時(shí)間還要5秒鐘，導(dǎo)致機(jī)床的利用率不足50%。
過去十年間，硬齒面精加工的生產(chǎn)率，特別是蝸桿砂輪磨，沒有什么提高。磨削技術(shù)，工裝和應(yīng)用數(shù)據(jù)已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，短時(shí)間內(nèi)很難再有顯著的改善余地。
不同的齒輪磨廠家新近也推出了一些新機(jī)床。但是，這些機(jī)床仍然沿襲著傳統(tǒng)的概念。目前大多數(shù)齒輪磨都配置兩個(gè)工件主軸，用來減少非生產(chǎn)時(shí)間，即一個(gè)主軸在磨削位置，通過180°轉(zhuǎn)位，另一個(gè)主軸更換工件。盡管這樣，非生產(chǎn)時(shí)間不可能降到5秒鐘以下。這是因?yàn)闉榱吮ＷC旋轉(zhuǎn)的精度，必須采用液壓鎖緊的方式。所以工作臺的旋轉(zhuǎn)必須，松開夾緊–旋轉(zhuǎn)–確定新位置–鎖緊。這個(gè)運(yùn)動過程不可能設(shè)計(jì)出更快速的方式。
桑普坦斯利的G160磨齒機(jī)展現(xiàn)了奇妙的全新設(shè)計(jì)解決這個(gè)難題。而且，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的磨齒機(jī)相比，更好地優(yōu)化了靜態(tài)和動態(tài)剛性。
與現(xiàn)在采用旋轉(zhuǎn)工作臺來承載工件主軸不同的是，新G160把現(xiàn)在的徑向進(jìn)給X軸分成兩個(gè)滑板(X1和X2)，每個(gè)滑板上安裝一個(gè)工件主軸，所以避免了旋轉(zhuǎn)工作臺和所有以它相關(guān)的限制。兩個(gè)工件主軸在它的滑臺上可以沒有干涉地同步進(jìn)退。磨齒機(jī)第一次真正實(shí)現(xiàn)了工件和砂輪在運(yùn)動中同步，砂輪可以得到充分了利用。更好的是，砂輪重新定位到第二個(gè)工件同樣可以同時(shí)進(jìn)行。沒有任何運(yùn)動軸需要等待另外的數(shù)控軸移動，所有運(yùn)動都是同步進(jìn)行。X軸的滑臺采用高動態(tài)特性的直線電機(jī)驅(qū)動，工件的交換時(shí)間達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的1.6秒，這還包括了嚙合，同步重新定位磨輪的時(shí)間。達(dá)到這種水平，并沒有增加很多機(jī)床的部件，而是通過這種奇妙的設(shè)計(jì)概念達(dá)到的。
全新的桑普坦斯利G160磨齒機(jī)完全突破了這個(gè)限制。與其加強(qiáng)這個(gè)Y軸，不如完全去掉它。這樣一來，不僅解決了Y軸剛性不足的問題，而且還簡化了機(jī)構(gòu)，在磨頭主軸前面，僅用3個(gè)數(shù)控軸(Y,Z,A)疊加，而不是傳統(tǒng)的4個(gè)數(shù)控軸，徑向(X)，軸向(Z)，旋轉(zhuǎn)(A)和切向(Y)。這種由3軸疊加取代4軸疊加的設(shè)計(jì)是一個(gè)巨大的突破。與傳統(tǒng)磨齒機(jī)相比，可以極大地增加機(jī)床的整體剛性，由此帶來了生產(chǎn)率和質(zhì)量的提高。由于沒有了沿砂輪軸線的切向運(yùn)動，取代它的是一個(gè)由機(jī)床的Z軸和Y軸聯(lián)動而產(chǎn)生的虛擬切向位移。由于這兩個(gè)數(shù)控軸完全沒有空間的限制，所以可以做的很大和非常強(qiáng)壯和高的剛性。
這個(gè)非凡地受專利保護(hù)的機(jī)床概念成就了目前市場上最好的生產(chǎn)率。而真實(shí)的機(jī)床傳遞出更多的優(yōu)勢。
機(jī)床不需要附加的數(shù)控軸來修整砂輪。砂輪修整器安裝在X1滑臺的工件主軸旁邊。所以，高精度和高動態(tài)剛性的直線電機(jī)可以用來生成非常好的砂輪齒形，而磨出非常好的齒輪。機(jī)床可以對齒面做出拓?fù)湫扌危@得難以置信的高質(zhì)量效果。將砂輪修整器固定在工件主軸的同一個(gè)滑臺上的設(shè)計(jì)方式，完全消除了機(jī)床熱變形和一些其它偏差的困擾。
走進(jìn)機(jī)床
當(dāng)研發(fā)G160磨齒機(jī)時(shí)，對人機(jī)工程給與了極大的關(guān)注。極大地滿足了對機(jī)床的操作，調(diào)整和服務(wù)等各個(gè)方面的需要。
更換砂輪變的非常方便，機(jī)床的Y軸把砂輪移動到非常接近防護(hù)門處。這樣，砂輪的法蘭盤就在操作者的面前，使接近砂輪的距離非常短。同樣金剛石修整輪也就在操作者防護(hù)門旁邊。
當(dāng)工件主軸處于下料位置時(shí)，提供第二個(gè)卸料門，可以方便地接近兩個(gè)工件主軸。在這個(gè)位置，可以非常方便地更換夾具，尾座頂尖和調(diào)整嚙合傳感器。上下料接口設(shè)計(jì)成適用不同的外部上下料系統(tǒng)，從簡單的交換滑臺，到靈活的機(jī)械手系統(tǒng)。為了不犧牲加工時(shí)間，當(dāng)磨削節(jié)拍在20秒時(shí)，采用雙卡爪系統(tǒng)。當(dāng)磨削時(shí)間短至8秒的時(shí)候，通過一個(gè)機(jī)床內(nèi)部的scara工件交換系統(tǒng)，仍然可以保證這個(gè)節(jié)拍。
為了方便保養(yǎng)和維修，人們可以非常容易接近所有的機(jī)械，液壓和電氣部件。這些部件要不就在機(jī)床的外部，或是在防護(hù)門內(nèi)機(jī)床與電氣柜之間的維修通道內(nèi)。所有的內(nèi)部集成電機(jī)和編碼器都有單獨(dú)的防護(hù)罩，很容易打開維修。所有這些特點(diǎn)使機(jī)床仍使機(jī)床處于難以置信小的占地面積。
最后，同樣的設(shè)計(jì)理念也適用于SG160這個(gè)全新研發(fā)的，受專利保護(hù)的干式磨齒機(jī)。在這臺機(jī)床上，加工分成兩個(gè)步驟，粗加工和精加工。粗加工采用刮削滾刀加工，精加工使用蝸桿砂輪。在SG160干式磨齒機(jī)上，大部分的磨削余量被滾削加工去除掉，好處是加工熱量不會傳導(dǎo)到工件上。而隨后的蝸桿砂輪磨掉少量的剩余余量，同樣不會產(chǎn)生燒傷工件的危險(xiǎn)。所以成就了全干式的磨齒加工。
干式磨削的附加優(yōu)勢更加明顯:
由于不使用冷卻油，機(jī)床去掉了所有與油相關(guān)的外圍設(shè)備，像油泵，油箱，過濾器，油霧分離器和許多其它的部件，大大地降低了機(jī)床投資和消耗費(fèi)用。
由于沒有冷卻油箱，機(jī)床的占地面積大大減小。
大大地改善了工人的健康條件和車間的環(huán)境。
總之，意大利桑普坦斯利機(jī)床公司通過推出G160磨齒機(jī)和它的姐妹機(jī)型SG160SKYGRIND干式磨齒機(jī)展示出在齒輪磨領(lǐng)域里的技術(shù)領(lǐng)先地位。研發(fā)這些新型的磨齒機(jī)，要解決上面說到的各種問題，是極具挑戰(zhàn)的。但是通過與主要汽車公司和工業(yè)公司建立起來的伙伴關(guān)系，通過他們的測試反饋回來的極為正面的結(jié)果展示了這些理念已經(jīng)成功的，以被市場接受。
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