齒輪加工機床的綠色設計數控技術。
機床是制造業進行生產加工的主體。目前綠色機床加工系統的研究己經成為綠色制造領域的個新的熱點,主要體現為4個技術途徑①研制新型的加工生藝及裝備替代傳統的加工機床,如凈成型工藝生長型_止藝粉末冶金等;②設計和開發出具有綠色環保特性的新型機床設備,如高速干式切削機床低溫冷風切削機床等;③對現有大量的生產機床進行再制造技術提升,如通過數控化簡化機床結構,增加全密封護罩和油霧處理系統,減少對車間環境的污染;④通過對機床加工中的加工要素(刀具切削液等)加土參數進行優化,降低能耗,減少加工過程環境污染排放,提高機床加工過程的綠色性。齒輪加工機床是種技術含量高且結構復雜的裝備,己成為汽車摩托車工程機械風力發電和船舶等行業的關鍵設備口特別是,隨著汽車土業和風力發電行業的高速發展,對齒輪的需求量日益增加,對齒輪加工的效率質量及加工成木的要求愈來愈.蕩,使齒輪加土機床在汽車風力發電等行業中占有越來越重要的地位口傳統齒輪加工機床在加工過程中有以下特點①切削鋼齒輪時,應用切削液可提高刀具壽命,改善加工表而質量,有利于排出切削熱而不致引起機床的熱變形;但是,高速切削過程中切削液的匕濺和形成的油霧對生態環境和人類特別有害,變質切削液的排放也會嚴乖污染環境;②機床漏油混油現象嚴重;③由于機床的材料用景能耗油耗及附加費用偏高,導致齒輪加生成木高,據日木菱重_上_資料報道,濕式齒輪加生中消耗的切削液及切削液附加裝置的費用占加工成木的}00ro左右;④齒輪加工生產效率低下,加工質量差,難以滿足現代企業生產的要求。 在提高生產效率降低制造成木的同時,做到環境保護清潔加工,這是當前國外先進發達國家對機床研究的最前端技術要求。目前國際上知名的齒輪加工機床制造商,如美國的GLEASON公司,德國的LIEBHERR公司,日木的菱重工公司(MitsubishiHeavyIndustry,MHI)近年來將具有綠色特性的齒輪加工機床作為產品研發的重要方向,并形成了種新的竟爭優勢,其產品特點主要表現為全數控高速高效綠色凈化及防護等,特別是高速干式齒輪加工機床將逐步成為主流。在對齒輪加土機床設計與制造中的綠色特性及資源環境屬性進行分析的基拙上,基于全生命周期工程理論,提出齒輪加工機床綠色設計與制造的技術框架,并對齒輪加工機床的綠色設計與制造策略進行研究,指出齒輪高速干式切削技術及成套裝備的開發是未來綠色齒輪加__仁機床發展的主要趨勢。 齒輪加工機床的生命周期過程包括齒輪加工機床設計制造過程齒輪加土生產過程以及機床淘汰或報廢過程個主要階段。這個階段均不斷地消耗物料能量并產生環境排放,傳統齒輪加工機床的綠色特性總結如表t所不。相比于其他機床,如車床加工中心鍵床等,齒輪加工機床如滾齒機插齒機銑齒機等傳動鏈較長結構更加復雜加工過程中切削油消耗人汕霧和汕污污染嚴重漏油混油現象嚴重以及切屑多,這是導致齒輪加工機床綠色性相對差的重要原因。 冷卻液在使用過程中的成木般包括使用成木購置成木管理成木工件清潔成木鐵屑與污油的分離成木廢液排放處理成木口德國大眾公司(volkswagen)在份統計分析報告中抱怨,他們冷卻液的使用成木甚至超過了刀具及其維護成木口此外,冷卻液的使用還是造成切削加_廠生態和車間環境污染以及操健康傷害的主要源頭,隨著人們環保意識的不斷增強以及相關法規的日益嚴格,減少甚至消除冷卻液的使用已成為必然趨勢。目前干切削新技術已成為綠色加工技術中的熱點,并出現了微量潤滑切削冷風切削等準干切削新工藝口當前倡導的干切削并不是簡單地把原有工藝中的冷卻液去掉,降低切削效率,而是進行傳統切削工藝的重人變革,為新世紀提供種清潔安全高效的新工藝。在國外齒輪加工機床中,干式滾切技術得到了比較完善的發展,典型產品有日木MHI的GE150A系列滾齒機,德國里伯海爾(Liebherr)的LC18。系列滾齒機,美國格里森(Gleason)公司的Gleason210H系列滾齒機等口干式滾切加工機床的切削速度可達傳統加工的5倍,生產效率可提高4倍左右。 與濕式加工相比,干式滾切加工機床加工成木可降低45%,其中,刀具費降低40%,叨削油費降低100%,電力費降低33%;加_上的零件質量更高,而且干凈清潔;無油霧干切屑,工作環境得到改善,更加清潔安全。(1)高滾切速度口般地,在干式滾切加工中,對于涂層(TiA1N)的高速鋼滾刀線速度要求達到180m/min甚至更高;對硬質合金鋼滾刀線速度要求達到300m/min。為了實現這種高速滾切加工,對于刀具主軸般可以采用電主軸的方式實現;對工作臺,采用新型設計的具有自動消除間隙的齒輪傳動系統驅動,替代傳統的蝸桿蝸輪傳動系統,LIEHHERR.GLEASOIV等公司的中小規格高速滾齒機工作臺己采用力矩伺服電動機技術,工作臺轉速達800rlrnin以上。(2)切屑的快速分離。 由于溫度高,切屑若不能快速脫離刀具工件和機床,容易引起熱變形,影響加工精度,因此必須快速有效地排除鐵屑。在干式滾切加工中,般通過滾刀的高速滾切使鐵屑快速離開刀具及工件。很多公司針對排屑問題,還提出了些機床結構改進方案,如借助重力加快鐵屑的去除,并避免鐵屑_肖接落在工作臺上,再輔助高壓冷風,可以達到快速有效去除切屑的效果口有些公司還采用了不銹鋼隔熱罩,方而不銹鋼表而光滑,便鐵屑排除,另方而不銹鋼的熱傳導系數小,減少了鐵屑熱量向工作臺和床身的傳遞。(3)高速滾刀口干式滾切用的滾刀材料發展初期采用硬質合余鋼,但由于硬質合金鋼滾刀成木昂貴,近兒年發展的粉末冶金高速鋼滾刀以及TiA1N涂層高速鋼滾刀具有取代硬質合金鋼滾刀用于干滾切加匕的趨勢。 里伯海爾公司在份研究報告對硬質合金滾刀((Carbide)干滾切粉末冶金高速鋼滾刀歸SSPM)千滾切以及常規高速剛滾刀(Canv.HSS)滾切加工和加工成木cnc機加工公司進行了比較。對比分析緯果表明,于式滾切相對于常規加工而言,加工短,成木更低;采用粉末冶金高速鋼滾刀甚至比采用硬質合金鋼滾刀具有更好的干式滾切加工效果。機械制造中用精確成形方法制造零件的工藝,稱少無切屑加工。齒輪冷軋機是種無切屑的齒輪加工機床,屬綠色加工技術。 但由于受冷成形加工特性的限制,雖然節約了原材料消耗,但加工過程中存在加土能耗噪聲人以及加工能力有限等問題,仍有待大力推進其技術的發展。圖3即為為無屑加土的齒輪冷軋機。齒輪加工機床的模塊化設計是根據客戶要求,在功能分析的基礎上,設計出系列具有不同用途(或性能)結構,而功能相同的可互換的共有功能模塊(包括組件部件裝置或系統等)和些專用獨立部件,然后通過模塊的選擇和組合來組裝成不同性能和規格的齒輪加工機床的設計方法口采用模塊化設計,可以縮短交貨期,快速響應場,而且可提高產品質量,成木更低,性能更加穩定,有利于機床的再制造及維護,便廢棄后拆卸。機床集團在產品開發設計過程中,發現滾齒機插齒機和磨齒機的切削運動特點,從而發明了“先建立種機床的共同模塊,再建立任意兩種機床間的共有模塊,最后再建立各自的獨有模塊”的齒輪加工機床模塊化可重構設計與制造新方法。 另外,在齒輪加工機床的設計過程中,還可采用各種結構優化技術,以改善機床的綠色性能。如用鋼板焊接機床結構部分代替傳統的機床鑄件結構口由鑄造過程環境污染嚴重,能耗高,因此采用鑄件床身或立柱結構不利改善齒輪加工機床的綠色性能口采用鋼板焊接機床結構方而提高了機床強度和剛性,而且由于減少了鑄造工藝而人人減少了機床制造過程中的環境污染和能源消耗,具有良好的綠色制造特性。機床集團在開發的YS3t16CNC系列數控高速滾齒機中成功地采用了鋼板焊接立柱傳動箱等結構,取得了良好的效果。齒輪加工機床設計開發過程中,應從全生命周期角度出發,充分考慮機床資源的循環重用,采用可拆卸回收性設計以及模塊化設計等方法,便于機床報廢后進行再制造及技術提升。 齒輪加土機床具有較高的回收利用價值,可重用部件資源回收利用率較高,而且再制造成木較低,如再制造滾齒機成木僅為同種技術水平的新滾齒機的50%~60%口通過再制造,機床人量零部件得以重用,避免制造這些零部件的過程(鑄造焊接切削加工和熱處理等零件機加工)中的環境污染及資源,能源消耗,也避免了對這些零部件進行回收處理過程的資源消耗與環境污染。對齒輪加工機床進行綜合性能提升后,實現了高質量.高精度自動化加工,減少調整加土和檢驗,加工精度穩定,廢品率降低,生產成木減少,井實現加工過程的節能降噪。采用油霧處理裝置凈化油霧。 在高速叨削條件下,齒輪加g2會產生大星的油霧,對生產車間造成嚴重的環境污染采用油霧分離器可以對所排出的油霧進行凈化,人大減少油霧對車間環境的污染,可以達到良好的效果。采用有效的切屑回收系統,分離鐵屑與油污口人量的油污被粘附在工件和鐵屑中帶走,由鐵屑體積小,數量大,總的表而積很人,而且通常鐵屑形狀不規則,有利于油污的吸附,因此鐵屑帶走的油污量很人。但在般情況下,這個問題并沒有得到熏視,大量油污棍在鐵屑中帶走,最終造成環境污染,因此需要對鐵屑和油霧進行分離。 具體的實施過程可以考慮增加先進的切屑回收系統,用于分離鐵屑與油污,方面有利于鐵屑的回收,另方而義可以減少鐵屑中廢液的環境污染問題口如圖8是YKS3120系列軸數控滾齒機的排屑裝置,具有鐵屑和污油分離功能。濕式切削法需要配置油箱及油路系統,還須采取措施防止油變質,以及進行廢油處理,工件清洗,切削油排除處理等。而切削油中含有對人體有害的硫化物氯化物等。 在干式切削條件下,采用全密封護罩加油霧分離器的方式有效控制切削油產生的環境和健康危害并實現切削油的清潔循環使用是種有效措施。由于該種方式沒有對機床結構剛性及刀具等提出新的技術要求,因而實現成木較低,技術跨度相對較小,因此目筋這種環保型濕式切削滾齒機在發展中國家存在著人量需求。該方法的缺點在于并沒有真正擺脫切削油的使用,其環境.與健康的潛在危害仍然存在。而干式齒輪加工方式是種真正意義上消除切削油使用的先進加.兒方式,是米來齒輪加工機床綠色化高速高效發展的必然趨勢。 千式齒輪加幾分為低溫冷風干式和高速干式切削兩種方式。低溫冷風切削是在現有高效滾齒機和插齒機等的基礎上增加低溫冷風裝置井采用極少量的切削潤滑油,這種方式的干式切削在現有高效滾齒機的綠色化改造中具有較人價值。近年來,隨著刀具材料涂層技術等的發展,現在的滾刀線速度可達到600m/min,這就為高速干式切削滾齒機的應用提供了技術保障。干式切削與濕式切削相比,高速干式切齒機床由完全不需要切削汕及不需要增加低溫冷風裝置,不但極大地。 提高了機床的生產效率降低了工件的加_工成木,而且有利于保護環境節約自然資源。隨著環境保護意識的日益提高和人CNC加工零配件們越來越重視各種各樣的節能技術,搞速干式切齒機床將成為齒輪制造商新購加工設備的目標,近兒年國際上各大切齒機床制造商都在集中精力開發高速干式切齒機。所以而向綠色制造的高速干式切齒機床將是綠色齒輪加工機床發展的主要趨勢。 (1)而向綠色制造的齒輪加i_機床有利減少齒輪加工的油霧污染清潔生產環境和保護操的安全與健康,同時通過減少切削液的使用可以降低加工成本,目前受到國內外切齒機床生產廠家和用戶的青睞。(2)而向綠色制造的切齒機主要包括帶有全密封護罩和油霧分離器的濕式切齒機低溫冷風切削切齒機高速于式切齒機床等類別。其中高速干式切齒機床以其高速高效不使用切削液單件生產成木低環保等優勢,將成為綠色齒輪加工機床今后發展的主要方向。
其次應注意材料的密度在進行精密機械零部件加工前定要注意材料的密度,如果密度過大,相當于硬度也很大,但硬度超過車床車刀的硬度,就無法進行加工的,不僅會損壞的車床車刀,還會造成車刀斷飛等危險。所以,精密機械零部件加工對材料質量有著定的要求,并不是任何材料都適合的,如若材料太軟則沒有進行精密機械加工的必要,如若材料太硬那車床車刀則無法進行加工。
若是焊接外表在同平面內的,外表在處理后肉眼不能看到呈現凸起或者凹陷的現象。5鈑金加工中的機柜焊縫應規整均勻,不能呈現裂縫咬邊豁口燒穿夾渣氣孔焊瘤凹坑等缺點,在機柜的外外表不能呈現這些缺點,而內機柜不能太明顯。
在進行高精密零件機械加工的時候,有些企業為了節省CNC加工成本只看價格,因此經常找些低價的精密機械加工廠家做,加工出來的零配件精度不高,在進行測試的時候總是有接連不斷的問題,這時各企業會非常糾結,如果在機械加工階段未選擇合適的精密機械加工廠家,味追求cnc加工價格低的廠家進行批量生產,如果CNC加工精度有問題,不僅會導致產品報廢,而且會對客戶和精密機械加工廠家都會造成損失,所以在前期定要精心挑選精密機械加工廠家。如果您需要找精密機械加工廠家,精密機械有限公司,10多年的CNC加工經驗,雙重保密協議,擁有幾臺CNC加工設備,先進的4軸加工設備,37個工作日快速出樣,交貨周期準時,精度高,生產效率高,歡迎您的到來。
齒輪加工機床的綠色設計數控技術。
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