EMAG KOEPFER 滚齿机：非圆齿轮制造标准化方案

加工过程使用完全同步和动态的数控轴，滚刀完全遵从非圆工件的轮廓运动

非圆形齿轮在许多应用领域取得进展：在机器、发动机和泵中，它们确保完美调谐不规则的动力传输。这允许更换昂贵的直接驱动器，用于以电子方式控制动力传输的变化。然而，要求生产非圆形部件确实提出了挑战。目前使用的方法，包括EDM或成型加工，通常相对昂贵。关键问题是，如何更灵活、更高效地生产组件？位于德国施文宁根的EMAG子公司KOEPFER的齿轮滚齿专家有一个创新的答案。他们的新工艺使得在标滚齿机床上进行数学上可定义的非圆轮廓齿轮加工，以显著降低生产成本。

圆形齿轮并不总是机器或发动机中传输功率的最佳解决方案，相反：在某些应用领域，产生的定期动力传输甚至会导致问题或不良副作用。例如，在深拔工件时，拔拉运动需要非常不规则：拔拉动作必须非常慢，但拔拉前后的动作应尽可能快。这样可以保证生产部件的质量，同时缩短生产周期。非圆形齿轮产生这种持续重复的不规则运动相对容易，最重要的是，是高精度的理想选择。

成品齿轮的质量与标准圆形齿轮相当，即使是特别复杂的形状也可以加工

1.对汽车行业也实用

非圆形齿轮的另一个实际应用，可以在汽车行业找到。它们用于发动机的正时组件，以防止或补偿不必要的振荡。他们通过在系统中产生一种反振荡来做到这一点。早在20世纪80年代，椭圆形自行车链环在踩踏时就改善了动力传动。举另一个例子，泵电机还受益于非圆形齿轮，它们有助于使泵送的流体流完全适应整个系统。

随着其受欢迎程度的提高，对非圆形齿轮制造有效方法的探索正在加速进行。目前，复杂的几何形状通常仍由EDM、烧结或成形制造。但是，这会产生相对较高的成本，尤其是在中小型单位数量方面，例如，由于需要新工具。这些方法也相对不灵活。用户正在寻找能够快速响应齿轮生产不断变化的要求的解决方案，从圆形齿轮到非圆形齿轮，然后返回圆形齿轮加工。

非圆形齿轮在机器、发动机和泵的许多应用领域取得进展，

可确保完美调谐的不规则动力传输

2.标准滚齿机在行动

从这个角度来看，通过滚齿加工是一个有吸引力的选择。此标准化流程非常精确和灵活。然而，非圆形加工确实会带来特殊挑战：“非圆形状的毛坯使得在切削过程中需要持续校正滚刀的位置。但是，这当然可以通过现代滚齿机的动态轴来完成。重要的是对这些轴进行完全同步的控制。”

EMAG子公司KOEPFER专家开发了一种新的解决方案，可根据需要使用所有标准HLC150 H机型，并配备当前的控制系统，只需修改其软件即可。然后，机器已完全准备好进行非圆形加工。这是关键点。过去，我们为非圆形加工创建了客户特定的一次性解决方案。现在我们有一个标准化的解决方案。机器的机械部件不需要对其进行修改。

3.完美同步的数控轴

用户只需将所需轮廓的数学数据输入到软件中即可。该过程的其余部分取决于工件。

在轮廓偏心比较大的情况下，工件毛坯本身已经呈椭圆形。它首先在机器的加工区域进行测量，然后机器的轴与零部件的位置同步。接下来，滚齿进程开始了。

或者，可以选择采用最初圆形的工件毛坯铣削它以创建椭圆形轮廓。但是，只有当所需的形状不太偏心时，才有可能这样做。

在这两种情况下，加工过程都是使用完全同步和动态的机床数控轴进行的。滚刀精确遵循工件轮廓。该过程可确保牙形以所需的形状精确切削。我们的方法具有主要优势，尤其是中小型批量生产。用户需要几分钟时间为非圆形工件设置标准加工，然后可以加工一些所需的初始样件。然后，用户可以返回到其他齿轮的大批量生产。椭圆工件的几何数据可以存储在控制系统中。其他方法无法提供这种巨大的灵活性。

KOEPFER 滚齿机HLC 150 H 动态数控轴，非常适合非圆形加工。

这是通过新的机器软件实现的

4."极端"形状的齿轮也可以制造

“真正极端形状的齿轮也可以生产在KOEPFER滚齿机上加工。但是，与不太极端的轮廓形状相比，这些形状通常不能以数学简单的方式定义，需要复杂的计算和公式。在这种情况下，需要针对每个应用调整软件。当然，我们为客户提供这方面的专业知识。最终，我们的机器使任何凸形轮廓的齿轮标准化批量生产成为可能，这是滚齿加工的一个全新的维度。

因此，EMAG KOEPFER的齿轮专家认为这种新技术具有很强的市场潜力，这并不奇怪。例如，机械行业或物流领域有许多应用，在一个系统中需要交替扭矩，或者动力传输不规则。我们的方法最终使得开发这些任务所需的机械解决方案变得更加容易，而这些解决方案又需要非圆形齿轮。

例如，与具有变速控制的电子直驱相比，它们更具成本效益。当然，这种实现仍要让许多行业的开发人员能够运用。随着这种情况的发生，我们的技术将处于非常良好的地位。

山高：高速滚插齿刀具，齿轮加工神器 

随着齿轮加工行业对制造精度、生产效率、加工质量的要求越来越高，对齿轮加工刀具的性能也提出了更高的要求。现在，得益于山高先进的高精度滚插齿刀具，您可在加工中心对模数 M3.5 - M11 的齿轮进行加工，您的齿轮加工将更为高效、灵活。

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1.在多任务机床上一次装夹完成零件精加工

同插齿类似，山高先进的滚插齿刀具将使您能够加工靠近轴肩的齿轮，为内齿轮、外齿轮、直齿圆柱齿轮及斜齿轮加工带来出色的解决方案。此外，您可以在一台机床上一次装夹完成零件精加工，从而显著缩短加工时间，提高产品质量并节约内部转运时间和成本。您可以在多任务机床上或加工中心使用滚插齿刀具，无需齿轮加工专用机床。

此外，该款滚插齿刀具采用了可转位硬质合金技术，有效延长了刀具寿命，相比高速钢滚插刀具更为耐用，让您的齿轮加工更安心。

滚插齿刀具将帮助您显著提高生产率，相比插齿加工齿轮或花键，滚插齿将使您节省三分之二的时间。同时，它也比拉削更灵活。

2.高精度，更省时

借助这款高速滚插齿刀具，您将能够节省时间、提高加工精度，并有效避免重复性误差。在理想的加工工况下，您可以加工出高精度齿轮。该款刀具非常适合磨前、剃齿前甚至是精加工。

由于滚插齿刀具应用于多任务机床，往往需要快速换刀，您可以利用可转位刀具在粗加工时的高生产率以及整体刀具在精加工时的高精度，从而缩短加工周期，并实现高精度、延长精加工刀具寿命。

3.定制化解决方案

该款多用途定制刀具推荐用于加工不同齿廓的内齿轮、外齿轮、直齿圆柱齿轮及斜齿轮加工，也可以复合加工齿顶修缘。适用于模数 M2.5 及以上的花键，以及模数 M3.5 - M11 的齿轮加工。我们会根据您的加工工况提供适合的硬质合金材质。

4.加工案例

花键轴

材料：C45

硬度：240 HB

模数：5.0

齿数：26

压力角：30°

刀具安装角度：25°

齿宽：71mm

加工效果：该花键共分6刀加工，每刀加工时间约45秒，总加工时间约为5分钟；加工时间约为高速钢滚齿刀的1/2， 为高速钢插齿刀的1/5。

山特维克可乐满：强力刮齿，更高效地加工内齿轮

山特维克可乐满隶属于全球工业集团山特维克，是世界领先的金属切削刀具制造商，同时也是刀具解决方案和专业加工知识的提供者，致力于改变、引领和推动加工制造业的未来发展。

1.工件加工的难点

■ 整个零件的生产周期长，零件需要多次装夹，工艺稳定性不好。

■ 必须重新修磨拉削刀具，物流耗时，刀具库存大。

■ 切削过程中必须使用切削液，对环境和操作者不友好，同时意味着产生额外成本。

2.采用的加工方法

在五轴机床上使用可转位式强力刮齿刀完成齿加工，仅通过一次装夹就可加工出整个零件，改善了零件精度并提高了生产率和灵活性。

3.什么是强力刮齿？

强力刮齿是一种连续切削工艺，通过一次装夹即可完成所有加工工序。它本质上结合了滚铣和插齿两种工艺。这种工艺生产一个齿轮所耗费的时间比其他技术都要短得多，通常比插齿工艺快四倍。插齿需要通过反复行程运动加工出轮齿，这种运动是一种执行完切削再进行一次非加工性空回程，而强力刮齿则省去了这一不必要的非切削时间。与拉削工艺不同，强力刮齿仅需要一次加工装夹，确保更高的灵活性和质量。相比之下，拉削工艺的刀具加工周期长，生产灵活性低，因而成为瓶颈。

4.加工实例及结论

零件名称：行星齿圈

零件材料：低合金钢

齿轮数据：模数4/20° (DP 6.35)

端面宽度25 mm (1.0英寸)/35个齿

刀具方案：CoroMill^®180双刃可转位刀片

切削速度：215m/min(705英尺/分钟)

进给： 0.5mm/r (0.2英寸/转)

5.工艺优点及效果

生产线柔性强，生产周期短。零件生产周期由10分钟缩短至1分钟，零件精度稳定在DIN 7级。改用强力刮齿的其他益处还有更少的刀具装夹和刀片转位时间、提高了工艺稳定性。

● 特殊的表面处理后

寿命对比

涂层表面更光滑

涂层应力状态得到调整