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数控磨齿机研究报告
2011年11月
目
1
磨齿机发展趋势
录
2
磨齿机厂家及典型磨齿机特点介绍
一、磨齿机发展趋势
齿轮制造技术可以追溯到19世纪末。1897年R.H.Pfanter发发明了第一台 具有近代滚齿机雏形的齿轮加工机床，1906年制造出了第一台带差动机构的滚 齿机产品，它既能加工圆柱正齿轮，也能加工圆柱斜齿轮。作为齿轮精加工技 术的磨齿工艺，最早是用于磨削插齿刀，首先出现的是大平面砂轮磨齿机。20 纪初随着汽车工业的发展，齿轮制造工艺也迅速发展，德国和美国先后研制出 锥形砂轮磨齿机和成形砂轮磨齿机。而对齿轮精加工技术最具有促进意义的是 1914年Maag发明了碟形双砂轮磨齿机，它首次使用了砂轮磨损自动补偿技术， 从而使制造精密齿轮成为可能，显著提高了齿轮磨削精度，但这种磨齿机效率 很低，直到20世纪30年代后期，瑞士研制出蜗杆砂轮磨齿机，磨齿工艺才成为 一种较高效率的齿轮精加工工艺。1974年出现了带有“电子齿轮箱”的NC滚齿 机，此后NC齿轮加工机床迅速发展。
840D系统控制，并配置桑浦坦斯利的人机对话软件和拓朴修形软件，可产生各 种齿形曲线，齿形数据的存储不需要外部PC。S．G系列CNC磨齿机是当今欧洲
1、全数控化
现代数控、高效磨齿机为提高磨齿效率，除了缩短加工时间，采用高速加 工（刀具主轴高转速、工作台高转速）方法外，还应设法缩短机床调整、工 件装夹（上下料）、砂轮修证、砂轮自动对刀、磨头更换等辅助加工时间。 磨齿机的数控坐标轴数越来越多: 1）瑞士Oerlikon-MAAG公司的OPAL系列磨齿机的CNC可控11根轴； 2）Reishauer公司RZ150的CNC可控制13根轴； 3）美国Gleason公司的245TWG高速数控蜗杆砂轮磨齿机数控坐标轴（含修整 器的6根）更是多达14个。
2、高精度化
随着CNC水平的提高及电子齿轮箱、滚动导轨、高速陶瓷轴承、高速电主轴、 力矩电机及直线电机伺服系统制造技术的飞速发展。磨齿机的加工精度有了很 大的提高。 如Reishauer公司RZ300E、RZ301S的加工精度可达DIN3962标准的1～2级， 稳定到3级。
3Biblioteka Baidu高速磨削
随着对磨齿效率要求的不断提高，高速磨削在齿轮磨削中应用越来越广， 成形砂轮磨削已经普遍在50m／s以上，蜗杆砂轮磨齿机也开始采用高速磨削。 1） Reishauer公司的RZ400磨齿机已达到63m／s，磨削一个模数4mm，齿数27， 齿宽50mm的直齿轮，磨削时间仅为0.82分钟，齿形精度达DIN3962标准2级。 2） Gleason公司的130TWG磨齿机达到了75m／s。 3） Gleason-Pfauter集团的P60滚-磨复合齿轮加工机床的刀具主轴转速高达 12000rpm；工作台转速达3000rpm。
Gleason-Pfauter集团的P60滚-磨复合齿轮加工机床，能完成先用铣刀加工 双头蜗杆，再用CBN砂轮磨削蜗杆，并具有去除蜗杆端面毛刺的功能。另外机 床还配备自动对刀和工件自动上下料机构。
5、成型、蜗杆砂轮磨齿机已成为市场竞争的主流产品
蜗杆砂轮磨齿机高自动化。自动对刀技术、余量自动分配技术、自动上下 料技术、工件位置自动检测技术、随机动平衡技术、磨削过程监测技术等技术 在蜗杆砂轮磨齿机上的应用，大大提高了机床的自动化程度，使机床趋于无人 化工作。这不仅可提高加工效率、减小人工工作，还可以保证磨削工件的质量 稳定性；
随着科学技术和经济的发展，齿轮加工业对于齿轮加工机床的性能要求不 断提高，反之，齿轮加工机床制造业对于齿轮加工又具有导向作用，形成有机 的联动发展。为此，一批能适应社会科技和经济发展节拍的新产品应运而生； 反之，则被淘汰。这在齿轮磨床制造业中尤为突出。
自七十年代末至今，国内外磨齿机发展趋势，一直以高效率、高精度为追 求目标。根据国内外资料介绍，提高磨齿机效率、精度、性能等方面，着重从 三个方面入手：一是采用CNC技术；二是采用新型磨削材料CBN砂轮；三是采用 新的磨削原理，目前重点集中在蜗杆砂轮和成型砂轮磨削两大类技术上。
磨齿机的床身是合理布筋的焊接床身，填充有聚合物混凝土，对高速磨齿 时产生的振动有良好的阻尼作用。磨头主轴最高转速18000r／min(选项25000r ／min)，采用了带有冷却装置的陶瓷球轴承支承。x轴(磨头径向进给)和z轴 (主轴轴向运动)都采用了直线电动机驱动；C轴(主轴旋转、分度)采用力矩电 动机直接驱动并带有电动机冷却装置，配备高精度的角度编码器。磨齿机具有 一体化的外齿和内齿测量装置，包括自动检测单元程序。CNC采用西门子公司
4、功能复合化
Reishauer公司的RZF磨-绗复合齿轮加工机床及 RZ400 数控蜗杆砂轮磨齿 机等许多新产品。已将工件自动上下料、在线测量、自动对刀、磨齿及修整砂 轮、砂轮磨损自动补偿等诸多功能集与一身，使得磨齿加工变得更为精确和快 捷；
德国KAPP公司 KX300 磨齿加工中心、意大利Samputersili公司的 S400GT 及德国Liebherr公司的 LCS280 蜗杆-成行磨齿机等可先采用CBN蜗杆大砂轮进 行粗磨齿轮，再用CBN小砂轮精磨齿轮；
成形砂轮磨齿机机--仪一体化。在机测量技术、余量自动分配技术可以大 大减小成形磨齿的调整时间，对于大型齿轮尤为显著。在采用机床运动坐标进 行在机测量时，机床的定位精度要高，阿贝误差效应要小。采用液体静压导轨 通常被认为是最佳方案。
二、磨齿机厂家及其典型磨齿机特点介绍
2.1 Sanputensili(桑浦坦斯利)公司
意大利桑浦坦斯利公司也是较早开发CNC成形磨齿机的厂家之一，该公司 过去的主导产品是大平面砂轮磨齿机和剃齿刀磨齿机。该公司在EM02003、 CIMT2007都展出过S—G系列CNC磨齿机S375G、S250G，均是卧式布局万能型磨 齿机，既可以用蜗杆砂轮展成磨削，也可以用片状成形砂轮磨削。可以配备各 种CBN砂轮(可修整CBN、不需修整的CBN及电镀CBN砂轮)和普通刚玉砂轮，适合 磨削直齿、斜齿、齿轮轴、蜗杆、压缩机转子以及内齿轮(直齿、斜齿)等。
2011年11月
目
1
磨齿机发展趋势
录
2
磨齿机厂家及典型磨齿机特点介绍
一、磨齿机发展趋势
齿轮制造技术可以追溯到19世纪末。1897年R.H.Pfanter发发明了第一台 具有近代滚齿机雏形的齿轮加工机床，1906年制造出了第一台带差动机构的滚 齿机产品，它既能加工圆柱正齿轮，也能加工圆柱斜齿轮。作为齿轮精加工技 术的磨齿工艺，最早是用于磨削插齿刀，首先出现的是大平面砂轮磨齿机。20 纪初随着汽车工业的发展，齿轮制造工艺也迅速发展，德国和美国先后研制出 锥形砂轮磨齿机和成形砂轮磨齿机。而对齿轮精加工技术最具有促进意义的是 1914年Maag发明了碟形双砂轮磨齿机，它首次使用了砂轮磨损自动补偿技术， 从而使制造精密齿轮成为可能，显著提高了齿轮磨削精度，但这种磨齿机效率 很低，直到20世纪30年代后期，瑞士研制出蜗杆砂轮磨齿机，磨齿工艺才成为 一种较高效率的齿轮精加工工艺。1974年出现了带有“电子齿轮箱”的NC滚齿 机，此后NC齿轮加工机床迅速发展。
840D系统控制，并配置桑浦坦斯利的人机对话软件和拓朴修形软件，可产生各 种齿形曲线，齿形数据的存储不需要外部PC。S．G系列CNC磨齿机是当今欧洲
1、全数控化
现代数控、高效磨齿机为提高磨齿效率，除了缩短加工时间，采用高速加 工（刀具主轴高转速、工作台高转速）方法外，还应设法缩短机床调整、工 件装夹（上下料）、砂轮修证、砂轮自动对刀、磨头更换等辅助加工时间。 磨齿机的数控坐标轴数越来越多: 1）瑞士Oerlikon-MAAG公司的OPAL系列磨齿机的CNC可控11根轴； 2）Reishauer公司RZ150的CNC可控制13根轴； 3）美国Gleason公司的245TWG高速数控蜗杆砂轮磨齿机数控坐标轴（含修整 器的6根）更是多达14个。
2、高精度化
随着CNC水平的提高及电子齿轮箱、滚动导轨、高速陶瓷轴承、高速电主轴、 力矩电机及直线电机伺服系统制造技术的飞速发展。磨齿机的加工精度有了很 大的提高。 如Reishauer公司RZ300E、RZ301S的加工精度可达DIN3962标准的1～2级， 稳定到3级。
3Biblioteka Baidu高速磨削
随着对磨齿效率要求的不断提高，高速磨削在齿轮磨削中应用越来越广， 成形砂轮磨削已经普遍在50m／s以上，蜗杆砂轮磨齿机也开始采用高速磨削。 1） Reishauer公司的RZ400磨齿机已达到63m／s，磨削一个模数4mm，齿数27， 齿宽50mm的直齿轮，磨削时间仅为0.82分钟，齿形精度达DIN3962标准2级。 2） Gleason公司的130TWG磨齿机达到了75m／s。 3） Gleason-Pfauter集团的P60滚-磨复合齿轮加工机床的刀具主轴转速高达 12000rpm；工作台转速达3000rpm。
Gleason-Pfauter集团的P60滚-磨复合齿轮加工机床，能完成先用铣刀加工 双头蜗杆，再用CBN砂轮磨削蜗杆，并具有去除蜗杆端面毛刺的功能。另外机 床还配备自动对刀和工件自动上下料机构。
5、成型、蜗杆砂轮磨齿机已成为市场竞争的主流产品
蜗杆砂轮磨齿机高自动化。自动对刀技术、余量自动分配技术、自动上下 料技术、工件位置自动检测技术、随机动平衡技术、磨削过程监测技术等技术 在蜗杆砂轮磨齿机上的应用，大大提高了机床的自动化程度，使机床趋于无人 化工作。这不仅可提高加工效率、减小人工工作，还可以保证磨削工件的质量 稳定性；
随着科学技术和经济的发展，齿轮加工业对于齿轮加工机床的性能要求不 断提高，反之，齿轮加工机床制造业对于齿轮加工又具有导向作用，形成有机 的联动发展。为此，一批能适应社会科技和经济发展节拍的新产品应运而生； 反之，则被淘汰。这在齿轮磨床制造业中尤为突出。
自七十年代末至今，国内外磨齿机发展趋势，一直以高效率、高精度为追 求目标。根据国内外资料介绍，提高磨齿机效率、精度、性能等方面，着重从 三个方面入手：一是采用CNC技术；二是采用新型磨削材料CBN砂轮；三是采用 新的磨削原理，目前重点集中在蜗杆砂轮和成型砂轮磨削两大类技术上。
磨齿机的床身是合理布筋的焊接床身，填充有聚合物混凝土，对高速磨齿 时产生的振动有良好的阻尼作用。磨头主轴最高转速18000r／min(选项25000r ／min)，采用了带有冷却装置的陶瓷球轴承支承。x轴(磨头径向进给)和z轴 (主轴轴向运动)都采用了直线电动机驱动；C轴(主轴旋转、分度)采用力矩电 动机直接驱动并带有电动机冷却装置，配备高精度的角度编码器。磨齿机具有 一体化的外齿和内齿测量装置，包括自动检测单元程序。CNC采用西门子公司
4、功能复合化
Reishauer公司的RZF磨-绗复合齿轮加工机床及 RZ400 数控蜗杆砂轮磨齿 机等许多新产品。已将工件自动上下料、在线测量、自动对刀、磨齿及修整砂 轮、砂轮磨损自动补偿等诸多功能集与一身，使得磨齿加工变得更为精确和快 捷；
德国KAPP公司 KX300 磨齿加工中心、意大利Samputersili公司的 S400GT 及德国Liebherr公司的 LCS280 蜗杆-成行磨齿机等可先采用CBN蜗杆大砂轮进 行粗磨齿轮，再用CBN小砂轮精磨齿轮；
成形砂轮磨齿机机--仪一体化。在机测量技术、余量自动分配技术可以大 大减小成形磨齿的调整时间，对于大型齿轮尤为显著。在采用机床运动坐标进 行在机测量时，机床的定位精度要高，阿贝误差效应要小。采用液体静压导轨 通常被认为是最佳方案。
二、磨齿机厂家及其典型磨齿机特点介绍
2.1 Sanputensili(桑浦坦斯利)公司
意大利桑浦坦斯利公司也是较早开发CNC成形磨齿机的厂家之一，该公司 过去的主导产品是大平面砂轮磨齿机和剃齿刀磨齿机。该公司在EM02003、 CIMT2007都展出过S—G系列CNC磨齿机S375G、S250G，均是卧式布局万能型磨 齿机，既可以用蜗杆砂轮展成磨削，也可以用片状成形砂轮磨削。可以配备各 种CBN砂轮(可修整CBN、不需修整的CBN及电镀CBN砂轮)和普通刚玉砂轮，适合 磨削直齿、斜齿、齿轮轴、蜗杆、压缩机转子以及内齿轮(直齿、斜齿)等。