齒條的特點(diǎn):
齒條的齒廓是直線,齒廓上各點(diǎn)的法線是平行的,在傳動(dòng)過(guò)程中,齒條作平動(dòng),并且齒廓上各點(diǎn)速度矢量(即速度的大小和方向)都一致,所以齒條齒廓上各點(diǎn)的壓力角都相同,其大小等于齒廓的齒形角。
b.由于齒條上各齒同側(cè)的齒廓是平行的,不論在分度線上、齒頂線上或與其平行的其他直線上,其周節(jié)都相等,即P =m π。
齒條常見(jiàn)的加工方式有以下幾個(gè):
銑削
拉削
磨削
插齒
線切割
后面咱們分別來(lái)學(xué)習(xí)每種加工的主要過(guò)程及其特點(diǎn)。今天從銑削開(kāi)始:
齒條的銑削加工
銑削制齒
齒條的銑齒加工一般采用普通的銑床進(jìn)行加工,也有專用銑齒設(shè)備。齒條在夾具體的鉗口內(nèi)定位后液壓夾緊,成型滾刀(或者叫銑刀)安裝在設(shè)備主軸上旋轉(zhuǎn),伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),整體銑削齒條。在銑齒過(guò)程中,大量冷卻油沖洗銑削區(qū)域、冷卻工件和滾刀,同時(shí)沖走大量鐵屑。滾刀到行程終點(diǎn)上升再快速返回起點(diǎn),冷卻油關(guān),然后夾具松開(kāi),取出齒條,再裝上第二根齒條進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
整體銑削制齒加工集尺寸精度高、齒面光潔度好、尺寸穩(wěn)定性好等眾多優(yōu)點(diǎn)于一體,在多品種小批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。
下面是一個(gè)比較傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向器齒條加工工藝流程圖:
以下是參考有關(guān)資料的數(shù)據(jù),僅供大家參考:
銑削制齒設(shè)備投資額較大,如進(jìn)口德國(guó)KESEL公司(咨詢:13522079385)的一臺(tái)銑機(jī),配上各種配件和附件,費(fèi)用約400 萬(wàn)元(出廠價(jià)),如購(gòu)買國(guó)內(nèi)天津鼎鑫晨達(dá)精密機(jī)床制造有限公司(咨詢15910974236)的數(shù)控銑齒專機(jī),出廠價(jià)約75 萬(wàn),一把大直徑的滾刀和一副夾具需要5~8 萬(wàn)元。
加工不同的工件,需要更換相應(yīng)的滾刀和夾具,工作量較小時(shí)通常需要每人0.5h 完成。銑一根齒條需要70s左右,一臺(tái)銑齒機(jī)的年生產(chǎn)能力達(dá)到25 萬(wàn)件。
通常來(lái)講,如加工4~8 種產(chǎn)品,單種產(chǎn)品年產(chǎn)量在1萬(wàn)~8 萬(wàn)件間,產(chǎn)品合計(jì)年產(chǎn)量達(dá)到10 萬(wàn)件左右,使用銑齒工藝經(jīng)濟(jì)性好。
設(shè)備折舊10 a (通常德國(guó)銑齒機(jī)可以使用20 a),如采用德國(guó)KESEL 銑齒機(jī),按實(shí)際年產(chǎn)20 萬(wàn)根計(jì)算,則設(shè)備年折舊費(fèi)為40 萬(wàn),平均每根齒條的費(fèi)用為2 元。刀夾具費(fèi)用6 萬(wàn),每次修磨費(fèi)1 000 元,修磨30 次,每次修磨后銑齒1200 根,則每根齒條的銑刀費(fèi)為2.4 元,合計(jì)為4.4 元,和拉齒工序的設(shè)備折舊及刀具費(fèi)相當(dāng)。
銑齒工藝制齒具有投資少、交貨期短、設(shè)備調(diào)頭快、工件質(zhì)量高、生產(chǎn)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),適合產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、中小批量生產(chǎn),目前使用銑齒工藝制齒加工齒條的公司在國(guó)內(nèi)比較普遍,如上海北特科技股份有限公司、上海格爾汽車附件有限公司、耐世特汽車系統(tǒng)(蘇州)有限公司等。
由于銑刀昂貴,過(guò)程中需要修磨,可以參考拉刀的管理方法來(lái)管理。為降低銑齒刀具使用成本,部分公司采取先在齒條齒部用通用銑床和盤銑刀銑削出平面,留0.5~1 mm 的余量給銑齒機(jī)銑削。優(yōu)點(diǎn)是既可以加快銑齒機(jī)的進(jìn)給速度,提高產(chǎn)量,又可以大幅提高銑刀的壽命、降低銑刀的使用成本。該工藝的關(guān)鍵是必須把工件平面定位好后夾緊,使銑削面向上且保持水平,若夾具未夾緊工件易造成事故。