非圓齒輪生產(chǎn)

非圓齒輪可以取代費用高昂的直接傳動。通過采用非圓齒輪，力的交替?zhèn)鬟f可通過電子系統(tǒng)進行調控。但是，對非圓部件的生產(chǎn)則完全是一種挑戰(zhàn)。目前，仍然采用較昂貴的加工工藝，例如電火花或滾切插齒等。關鍵的問題是：如何對此類部件進行更加靈活和高效的生產(chǎn)?位于Schwenningen地區(qū)的EMAG集團子公司，即Koepfer公司的滾銑技術專家們對此提供了答案。

可以明確的是：在一臺設備或一臺發(fā)動機上，采用圓形齒輪并非總是力傳遞的最佳方案。相反，在某些應用領域里，力的完全均勻傳遞甚至會導致一些問題或帶來一些不良的副作用，這方面的例子有很多。在對一個工件進行深沖時，加工設備的升降運動就必須是非勻稱的：拉伸動作應該很緩慢，而模具的前后升降運動則要求盡量快速，這樣方可確保工件的質量并同時降低生產(chǎn)循環(huán)時間。而借助于非圓齒輪，即可使這種非勻稱往復運動變得非常簡單，同時可以達到很高的加工精度。

通過采用同步化和強動力的設備軸來實現(xiàn)對非圓齒輪的加工

對于汽車制造業(yè)來說：工藝技術非常重要

非圓齒輪的一個重要的應用場合便是汽車制造業(yè)。在發(fā)動機控制運行方面，非圓齒輪可以起到避免不希望出現(xiàn)的振動現(xiàn)象的影響或對振動影響進行抵消。對此，非圓齒輪在一定程度上可以在系統(tǒng)里生成一種反向的振動。自從20世紀80年代以來，就已經(jīng)出現(xiàn)了橢圓形的自行車鏈輪，這種橢圓形鏈輪可以在蹬踏踏板時實現(xiàn)力的更好地傳遞。再比如，泵的發(fā)動機也可以從非圓齒輪的應用中受益。通過采用非圓齒輪，液體的流動可以更好地與整個系統(tǒng)相匹配。

隨著應用的逐步深入，人們也把關注的焦點放在了非圓齒輪高效生產(chǎn)的技術方案上。目前，對復雜形狀的制造往往還是采用電火花、燒結或插齒等，但這些工藝對于中小批量的生產(chǎn)來說，則會產(chǎn)生相當大的制造成本，例如在新刀具的消耗和需求方面。此外，這些技術工藝在應用上很不靈活。因此，用戶一直在設法尋找一些在齒輪生產(chǎn)方面能夠快速適應于變化著的要求的解決方案，從圓形齒輪到非圓部件，然后再周而復始。

采用標準型滾銑設備

從這個意義上說，選擇滾銑刀切削加工工藝不啻是一種令人期待的替代方案，這種標準型加工工藝可以達到很高的加工精度和加工靈活性。但是，在加工非圓部件時，企業(yè)會面臨一個特別的挑戰(zhàn)：“由于毛坯件呈非圓形態(tài)，在銑削加工過程中有必要對滾銑刀的位置進行連續(xù)的糾正，這在一臺現(xiàn)代化的滾銑機床上通過采用強動力軸是可以做到的，但也要取決于設備的完美同步控制技術。”Koepfer公司的研發(fā)工程師Manuel Hofmeier一語道破這種挑戰(zhàn)的實質。

因此，EMAG集團子公司的專家們開發(fā)出了一種新的技術方案，它在需要時可以投入到帶有現(xiàn)時控制技術方案的160和300標準型加工設備上使用，只是它的軟件需要根據(jù)要求進行匹配。由此，加工設備即為非圓加工任務做好了準備。“這是關鍵的一點，我們在過去曾經(jīng)為每個用戶實現(xiàn)了單獨為其量身定制的非圓加工方案，現(xiàn)在我們有了一種標準化的技術方案，加工設備上的機械部分無需作更改。”Hofmeier在列舉這項新技術方案的好處時說道。

用戶只需簡單地把部件輪廓的數(shù)學數(shù)據(jù)輸入到軟件系統(tǒng)里即可，后續(xù)的作業(yè)流程要視具體的部件情況而定。

如果是嚴重偏心的輪廓，毛坯件就已經(jīng)處于一種橢圓形狀態(tài)。首先要在加工設備的作業(yè)室里對工件輪廓進行測量，然后使加工設備的軸與部件的位置實現(xiàn)同步化，接著即可開始銑削流程。

作為一個替代性選項，也可以對最初是圓形的毛坯件進行銑削加工，使之變成諸如橢圓形的輪廓，這里的前提條件便是所希望獲得的形狀不要太過于偏心。

凸起輪廓的標準批量生產(chǎn)

在這兩種情況下，加工流程與設備的強動力軸達到最佳同步狀態(tài)，滾銑刀具嚴格按照輪廓要求對工件進行銑削加工，該工藝可以確保實現(xiàn)所需的齒形。“在中小批量情況下，我們的設想有著很大的好處。”Koepfer公司Manuel Hofmeier解釋說，“用戶在數(shù)分鐘之內(nèi)即可完成對標準型設備的調整，以適應于對非圓部件的加工要求并生產(chǎn)出首批樣件，接著便可以繼續(xù)進行其他類型齒輪的批量生產(chǎn)。從那時起，橢圓形部件的幾何外形數(shù)據(jù)便被保存在設備的控制系統(tǒng)里。這種方式的高度靈活性是其他工藝技術所無法比擬的。”

此外，也可以把極端異形的齒輪放置到Koepfer滾銑設備上進行加工。不過，此類極端形狀大多不以一種簡單的方式進行數(shù)學定義，而是需要用到較為復雜的計算和各種公式。

“必須根據(jù)各種不同的應用場合來搭配軟件。對此，我們當然會向用戶提供我們的技術訣竅。”Hofmeier解釋說，“采用我們的設備，各種外凸形輪廓都可以實現(xiàn)批量化標準生產(chǎn)，這是滾銑作業(yè)上的一個新的高度。”

極端齒形也可以加工

毫無疑問，在此背景下EMAG Koepfer公司的插齒專家們會給予其新技術以較大的市場機會,例如在機械制造業(yè)和物流行業(yè)上，有很多應用場合要求在一個系統(tǒng)里的力矩處于不斷變化之中，或者也存在著一些傳動比并不均勻的現(xiàn)象。

“采用我們的工藝技術，會使那些針對只能選擇非圓齒輪且需要合適機械技術方案的應用場合的研發(fā)工作變得更為簡單，與諸如電子可調直接傳動技術相比，我們的技術方案在生產(chǎn)上要優(yōu)越許多。當然，這種認識也首先需要向許多行業(yè)領域里的研發(fā)人員進行灌輸。這樣的話，我們即可處于一個非常優(yōu)越的初始狀態(tài)。”研發(fā)工程師Manuel Hofmeier總結說。

在插齒加工工藝方面，位于Villingen-Schwenningen地區(qū)的Koepfer公司的專家們是EMAG集團內(nèi)部可信賴的對話伙伴，該子公司是針對高精輪齒加工的滾銑設備的制造廠家。這家多年來在此領域里開展工作的企業(yè)屬于加工高價值齒輪生產(chǎn)裝備的供應廠商之一，也是技術要求嚴苛的齒輪領域里的合格的合作伙伴。該公司在本業(yè)務范圍內(nèi)的全球客戶群主要是電動工具和減速齒輪電機的制造廠商以及汽車零部件供應商。