你可能真的沒聽過這家機(jī)床制造商的名字——德國皮特勒公司，維基百科上都難以尋覓其蹤跡。
皮特勒（Pittler）位于黑森州南部法蘭克福附近的迪岑巴赫（Dietzenbach）小鎮(zhèn)，致力于開發(fā)和制造高精度車銑設(shè)備、用于針對直徑達(dá)5000mm的旋轉(zhuǎn)對稱零件的軟、硬車削，以及鉆孔和銑削等復(fù)合工藝。此外，基于Pittler創(chuàng)始人百年前發(fā)明的專利技術(shù)——刮齒技術(shù)，已經(jīng)發(fā)展成為一種高效的齒輪加工技術(shù)，它不僅是包含在全序加工中的一道工序，也是Pittler產(chǎn)品譜系中一種獨(dú)特的工藝技術(shù)。
1912年，當(dāng)整個(gè)歐洲，依然沉浸在蒸汽時(shí)代的余韻之中，Pittler創(chuàng)始人、德國工程師Wilhelm Von Pittler做出了一個(gè)，被同行視為“瘋狂”的決定——發(fā)明強(qiáng)力刮齒工藝。
這項(xiàng)技術(shù)的核心在于，讓刀具軸線相對工件軸線，斜置放置，并且通過軸交角的精確控制，從而實(shí)現(xiàn)前所未有的齒輪加工效率。
當(dāng)時(shí)的齒輪加工，主要憑借傳統(tǒng)的滾齒以及插齒工藝。加工一個(gè)精密齒輪，常常需要6~8小時(shí)。不過Pittler的強(qiáng)力刮齒技術(shù)，竟然能夠把這個(gè)時(shí)間壓縮至30分鐘以內(nèi)；而且這種工藝不但速度快，精度更是高得驚人——同心度誤差被控制在0.001毫米以內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出當(dāng)時(shí)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
100多年后，強(qiáng)力刮齒技術(shù)在Pittler機(jī)床中首次得到應(yīng)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了9軸5聯(lián)動(dòng)的精密控制。
什么是強(qiáng)力刮齒?
強(qiáng)力刮齒的特點(diǎn)是刀具軸線相對于工件軸線斜置，即保證所謂的軸交角。通過這種調(diào)整，刀具便可以確定軸向進(jìn)給量以及刀具轉(zhuǎn)速，配合工件旋轉(zhuǎn)合成相對運(yùn)動(dòng)。該相對運(yùn)動(dòng)能夠沿著主切削方向“剝落”工件材質(zhì)，從而完成齒形加工。
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強(qiáng)力刮齒的原理
強(qiáng)力刮齒加工采用了滾、插齒為一體的切削方式來加工內(nèi)、外齒圓柱齒輪，在切齒加工過程中，切齒刀具既相當(dāng)于滾刀又相當(dāng)于插齒刀，其切削方式為工件和刀具連續(xù)旋轉(zhuǎn)，將滾齒和插齒運(yùn)動(dòng)相結(jié)合來切齒。
在進(jìn)行強(qiáng)力刮齒時(shí)，刀具相對于工件有一軸交角，且與工件分別繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)以形成展成運(yùn)動(dòng)，同時(shí)刀具沿工件軸向走刀以切出工件的全長。刀具的形狀與插齒刀很相似。當(dāng)工件為直齒時(shí)，刀具應(yīng)為鈄齒；當(dāng)工件為鈄齒時(shí)，刀具一般做成直齒。當(dāng)加工漸開線齒形時(shí)，不論刀具是直齒或鈄齒，其端剖面內(nèi)的齒形皆為漸開線。
刀具的理論切削刃形狀應(yīng)按刀具與工件嚙合時(shí)在刀具齒面上的接觸線制造。因此，當(dāng)?shù)毒呤侵饼X時(shí)，切削刃就在刀具的端平面上為漸開線形；當(dāng)?shù)毒呤氢^齒時(shí)，其切削刃則為漸開線螺旋面與回轉(zhuǎn)雙曲面的交線。在加工齒輪時(shí)，刀具的切削刃就在嚙合過程中的接觸線位置上，當(dāng)?shù)毒哂免g后是按其前面刃磨的。
強(qiáng)力刮齒的優(yōu)勢
在效率方面，強(qiáng)力刮齒尤為出色。特別是在內(nèi)齒圈的加工上，其效率能達(dá)到傳統(tǒng)插齒工藝的3~7倍，同時(shí)保持4~5級的齒加工精度。此外，該工藝還能應(yīng)用于帶軸肩或退刀槽結(jié)構(gòu)的外齒加工，如雙聯(lián)齒小齒的高效加工，以及大小齒的一次裝夾加工，進(jìn)一步提升了加工效率和精度。
在柔性方面，刮齒機(jī)床通常為五軸設(shè)備，具備集成刀庫或刀塔實(shí)現(xiàn)復(fù)合加工的能力，如車削、銑削等。這使得刮齒機(jī)床相較于傳統(tǒng)的齒輪加工機(jī)床，更能適應(yīng)當(dāng)前訂單式生產(chǎn)模式的需要。
江蘇省太倉市，有530多家德國企業(yè)在此投資，這里被譽(yù)為“德企之鄉(xiāng)”，皮特勒正是這個(gè)“德企之鄉(xiāng)”的重要構(gòu)成部分。一個(gè)百年前的德國技術(shù)，至今仍然在這里綻放異彩。
而留給我們的應(yīng)該是更深層次的思考：怎么打破技術(shù)壁壘？
