齿轮干式磨削关键技术

为什么磨齿需要冷却油?

砂轮经过修整后，齿面上形成了很多细小的切削刃，实际上，齿轮磨削过程中就只有这部分接触面是用来切除铁屑的，其余没有切削刃的部分无法切除铁屑，它们在受力后会发生塑性变形，并产生摩擦和大量的热量(参见图1)，若这部分热量不及时散出则很容易导致工件烧伤，并加快砂轮磨损。这也是为什么磨齿必须要冷却油的原因，那么不用冷却油能否实现磨削加工呢？

图1:进给量、进给速度、温度间的关系

可以不用冷却液吗?

上图为40多年前已被证明的磨削基础理论曲线，我们可以发现：在相同的去除率(与生产率相比)情况下，小进给量、大进给速度比大进给量、小进给速度磨削产生的热量要小得多。此外，将油冷与干磨进行比较，发现油对表面温度的影响在小进给量时几乎消失。微观研究表明，在不使用油冷情况下，大进给量零件表面会变得粗糙，而在进给量很小的情况下，表面会比较光滑。

那么，减少磨削时的摩擦和由摩擦产生的热量是替代油冷却需要解决的两项技术关键，其次就是排屑以及设备的热稳定性问题。排屑和热稳定性可以通过结构设计来解决，那么最重要的就是想办法解决摩擦和散热问题了。

如何实现干式磨削？

图2:一种滚磨复合精加工机床

图2为国外某企业推出的滚磨复合精加工机床，主要针对硬齿面齿轮的高效精加工，首先通过干式滚齿去除大量，留下尽量小的余量，然后通过磨齿直接进行干式磨削。

图3:典型的齿轮表面结构:滚齿（左）、磨齿（右）

图4:传动齿轮粗加工和精加工的双重技术

图5:滚、磨模型图

结论，干式磨削取消了齿轮生产中的冷却液，极大降低了成本，是一项可持续发展的加工技术，在投资、易耗品、工具、能源以及占地空间、清洁环保等方面都具有极大的优势。

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