臥式滾齒機(jī)為帶有干涉輪廓的齒輪軸（包括電動(dòng)汽車變速箱軸）提供了理想解決方案。
電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)制造商正不遺余力地追求運(yùn)行安靜、性能可靠的變速箱齒輪和軸。曾經(jīng)，倒角和去毛刺操作幾乎是事后才考慮的環(huán)節(jié)，如今卻被視為主要的軟加工工藝——行業(yè)已普遍認(rèn)識(shí)到，齒面若存在任何缺陷，都可能導(dǎo)致變速箱過(guò)早失效、效率不達(dá)預(yù)期以及產(chǎn)生令人無(wú)法接受的噪音。
上圖：格里森（Gleason）的100HCD設(shè)備設(shè)計(jì)用于加工多種齒輪輪廓，可處理工件直徑達(dá)120毫米、模數(shù)4、軸長(zhǎng)450毫米的工件。
格里森一直在全面研發(fā)新的倒角技術(shù)，這些技術(shù)能夠更輕松、更經(jīng)濟(jì)地整合到齒輪制造流程中，無(wú)論是用于生產(chǎn)小型汽車齒輪、小齒輪和軸，還是大型卡車和拖拉機(jī)用齒輪。
在所有應(yīng)用場(chǎng)景中，這些新技術(shù)都與成熟的臥式或立式滾齒機(jī)相結(jié)合，這樣一來(lái)，倒角操作對(duì)加工周期和單件刀具成本的影響就能降至最低。
2024年推出的立式Genesis 280HCD齒輪滾齒機(jī)就是一個(gè)例證，它整合了兩種倒角工藝：倒角滾齒（適用于大批量汽車和輕型卡車應(yīng)用，包括最終傳動(dòng)齒圈和軸）和飛刀倒角（為小批量、多批次的加工業(yè)務(wù)提供極高的靈活性）。
這兩種工藝都能與滾齒操作并行進(jìn)行。
一、全新100HCD設(shè)備亮相
如今，格里森推出了針對(duì)小型電動(dòng)驅(qū)動(dòng)變速箱齒輪、小齒輪和軸的解決方案，該方案既能滿足大批量生產(chǎn)需求，又能加工出精準(zhǔn)且可重復(fù)的倒角。隨著100HCD臥式滾齒機(jī)的推出（可在滾齒的同時(shí)進(jìn)行徑向倒角），該設(shè)備能完美應(yīng)對(duì)當(dāng)今高精度、超靜音電動(dòng)驅(qū)動(dòng)變速箱齒輪和軸所帶來(lái)的挑戰(zhàn)。
二、設(shè)備背景
100HCD是格里森近期研發(fā)的100H臥式滾齒機(jī)的衍生型號(hào)，而100H系列是知名的P90系列的下一代產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)、功能和操作界面方面均有改進(jìn)。這一新系列（包括100HCD等衍生型號(hào)）設(shè)計(jì)用于加工多種齒輪輪廓，可處理工件直徑達(dá)120毫米、模數(shù)4、軸長(zhǎng)450毫米的工件。
得益于滾刀架和工件主軸的設(shè)計(jì)改進(jìn)，以及格里森GEMS人機(jī)界面（HMI）的應(yīng)用，100系列設(shè)備的切削和加工速度極快，非常適合齒輪和小齒輪的大批量生產(chǎn)。
上圖：與整合了倒角/去毛刺功能和臥式滾齒功能的P90系列一樣，100HCD也將這一經(jīng)過(guò)改進(jìn)的新型滾齒平臺(tái)與集成式倒角/去毛刺工作站相結(jié)合。
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三、重新定義徑向倒角
最重要的是，與P90相比，100HCD有了重大改進(jìn)——用徑向倒角取代了傳統(tǒng)的倒角滾壓工藝。二者的區(qū)別何在？倒角滾壓（又稱旋轉(zhuǎn)去毛刺）是一種快速、多功能的成形工藝，它通過(guò)與工件嚙合的齒輪狀工具在齒邊緣形成倒角。
多余材料主要流向齒輪的端面，隨后根據(jù)齒輪形狀和/或設(shè)備配置，通過(guò)單刃刀片、去毛刺圓盤或銼刀圓盤將其切除。然而，少量材料也可能流入齒輪齒面，從而形成二次毛刺，因此在后續(xù)的硬精加工之前，必須通過(guò)邊緣區(qū)拋光或雙切滾齒工藝去除這種二次毛刺。
而100HCD所采用的徑向倒角工藝與滾齒并行進(jìn)行，它通過(guò)切削工藝（使用一或兩個(gè)單點(diǎn)切削刀具）而非滾壓來(lái)加工倒角，從而省去了去除因倒角滾壓可能產(chǎn)生的二次毛刺這一后續(xù)操作。
鑒于加工周期和單件刀具成本至關(guān)重要，用徑向倒角替代倒角滾壓無(wú)疑是明智之舉。格里森的倒角滾齒工藝最早應(yīng)用于160HCD和280HCD設(shè)備，非常適合盤類零件；而徑向倒角則更適合在這類臥式滾齒機(jī)上加工的軸類零件。
這些軸類零件的倒角齒輪根圓直徑與軸徑往往非常接近，由于存在間隙要求，其倒角和去毛刺操作本身就難度更大。倒角滾齒工藝中使用的滾刀式切削工具雖然適用于盤類零件，但要對(duì)當(dāng)今最常見的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)變速箱中那些帶有典型干涉結(jié)構(gòu)的軸進(jìn)行倒角，卻頗具挑戰(zhàn)。
四、并行加工性能
上圖：格里森的徑向倒角工藝使用經(jīng)濟(jì)高效、可重磨的硬質(zhì)合金刀具，刀具帶有1至3個(gè)切削刃。
100HCD的運(yùn)行方式與其前代產(chǎn)品P90CD類似。通過(guò)在滾齒的同時(shí)進(jìn)行倒角/去毛刺操作，再加上高速龍門上下料自動(dòng)化系統(tǒng)以及格里森具有快速夾緊/松開功能的工件夾具，該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了極短的加工周期。齒輪首先進(jìn)行滾齒加工，滾齒產(chǎn)生的粗毛刺在滾齒工位的單次裝夾中即可去除。
隨后，龍門機(jī)械手將齒輪卸下并裝入倒角/去毛刺工作站，在那里進(jìn)行徑向倒角操作，同時(shí)另一齒輪進(jìn)行滾齒加工。
根據(jù)應(yīng)用需求，倒角工作站可配備單刀具主軸，或可選配雙刀具主軸，以實(shí)現(xiàn)單刀具或雙刀具徑向倒角。
兩種配置均使用由格里森提供的經(jīng)濟(jì)高效、可重磨的硬質(zhì)合金刀具，刀具帶有1至3個(gè)切削刃。
單刀具可設(shè)計(jì)用于齒輪齒面的倒角（可帶或不帶齒根倒角）。雙刀具選項(xiàng)則增加了更多靈活性，可通過(guò)專門設(shè)計(jì)用于鈍角和銳角邊緣的刀具來(lái)調(diào)整倒角角度（對(duì)于具有高螺旋角的齒輪而言尤為有利，因?yàn)檫@類齒輪的鈍角和銳角可能差異很大），從而在后續(xù)硬精加工之前滿足客戶的特定設(shè)計(jì)要求。
在這兩種情況下，徑向倒角都快速高效，且由于該操作與其他工件的滾齒加工并行進(jìn)行，因此對(duì)切屑到切屑的時(shí)間毫無(wú)影響。
五、完整配置
100HCD采用重新設(shè)計(jì)的直接驅(qū)動(dòng)滾刀架，轉(zhuǎn)速高達(dá)12,000轉(zhuǎn)/分鐘，并提供三種不同的功率選項(xiàng)，再加上多種滾刀夾緊方式，確保無(wú)論是現(xiàn)在還是將來(lái)，各種應(yīng)用都能受益于最佳的切削刀具解決方案。
例如，對(duì)于干式切削，最新的G60、G90或硬質(zhì)合金滾刀材料是理想選擇。多種排屑方案確保干式、高溫切屑不會(huì)干擾高效的切削過(guò)程。數(shù)控尾座可支撐長(zhǎng)達(dá)450毫米的盤類和軸類零件的夾緊，采用快速、適應(yīng)性強(qiáng)的Quik-Flex臥式滾齒工件夾持系統(tǒng)，使?jié)L齒工位和倒角工位的工件夾具更換時(shí)間均縮短至一分鐘以內(nèi)。
格里森的GEMS HMI滾齒軟件也縮短了加工周期，提高了操作效率并減少了失誤。
該軟件使設(shè)備的設(shè)置和換型更直觀，且易于學(xué)習(xí)和操作。這款人機(jī)界面與最新的西門子Sinumerik One控制系統(tǒng)相結(jié)合，提供了多種新的加工選項(xiàng)，并直觀地引導(dǎo)操作員完成設(shè)備的滾齒和徑向倒角工作流程。
與格里森最新一代的所有設(shè)備一樣，100HCD也得到格里森完整制造系統(tǒng)的支持，包括滾刀、徑向倒角刀具、模塊化工件夾具和智能抓手，以及工藝工程和持續(xù)培訓(xùn)服務(wù)，以確保系統(tǒng)始終以最高效率運(yùn)行，并生產(chǎn)出最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。
總結(jié)
如今，制造商可選用多種集成式全自動(dòng)化倒角/去毛刺方案，無(wú)論是用于最新電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)和大型車輛中需求量極大的齒輪還是軸。格里森（Gleason）的這些最新解決方案目前已可應(yīng)用，能夠針對(duì)諸如汽車類齒輪和軸、卡車尺寸的齒輪或機(jī)加工車間等各種不同應(yīng)用實(shí)施合適的倒角工藝。
