圖1 Vertex 5軸加工中心在配置耳軸式旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)以后，可以車削齒輪的端面、加工內(nèi)孔的最后形面以及通過(guò)一次性調(diào)試裝卡完成整個(gè)齒輪的加工

　　現(xiàn)在出現(xiàn)了一種新的加工方法：即使用5軸加工中心來(lái)加工中、低批量的高精度環(huán)形齒輪。Mitsui Seiki(三井精機(jī))公司的CNC數(shù)控立式和臥式加工中心即有這樣的作用。

　　一般來(lái)說(shuō)，采用手動(dòng)齒輪滾刀或?qū)Ｓ肅NC數(shù)控齒輪切削加工機(jī)床是生產(chǎn)高精度環(huán)形齒輪最快和最有效的加工手段，特別適用于大批量生產(chǎn)使用。對(duì)于中、低批量的齒輪加工生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在出現(xiàn)了另一種新的加工方法，這就是采用5軸加工中心。Mitsui Seiki USA(三井精機(jī)美國(guó)公司)聲稱，它的一些客戶正在使用其CNC數(shù)控立式和臥式加工中心切削10～14級(jí)應(yīng)用于航天和發(fā)電行業(yè)的環(huán)形齒輪。顯然，對(duì)于這些應(yīng)用領(lǐng)域而言，零件的生產(chǎn)批量還不夠高，沒有理由采用專用齒輪加工機(jī)床，但它要求所采用5軸加工中心的生產(chǎn)能力，能夠滿足高精度和復(fù)雜幾何形狀的加工需求。

　　例如，該公司的Vertex VMC立式加工中心就可以用于加工直徑達(dá)16 in(1in=25.4mm)的大型螺旋傘齒輪。這個(gè)機(jī)型中的一種專用版機(jī)床安裝了一套軸搖擺式旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，可用于精密車削加工操作。在采用這一配置以后，可在機(jī)床上完成多達(dá)3種的車削加工操作，還包括齒輪輪圈和輪齒的銑削加工。這些加工可在齒輪進(jìn)行熱處理之前的一次性調(diào)試裝卡后完成。

　　專門為這一應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)的軟件是一項(xiàng)重要的技術(shù)，使齒輪在這一等級(jí)機(jī)床上的切削加工獲得了成功。三井精機(jī)公司與CNC Software公司(Mastercam CNC編程軟件的合作生產(chǎn)商)，共同創(chuàng)建了生成螺旋傘齒輪復(fù)雜幾何形狀刀具路徑的編程程序。

　　螺旋傘齒輪的加工也可以采用一臺(tái)5軸HMC臥式加工中心。該公司報(bào)告說(shuō)，5軸加工中心之中的一種最大機(jī)型——HU80A-5X型臥式加工中心，正用于生產(chǎn)直徑高達(dá)35in的齒輪。三井精機(jī)公司的銷售工程師Mark Speier先生說(shuō)：“在這種機(jī)床上生產(chǎn)齒輪的好處之一是：可以在同一臺(tái)機(jī)床上加工變速齒輪箱和齒輪箱體，甚至生產(chǎn)減速齒輪箱。齒輪箱體是一種精度要求極為嚴(yán)格的工件。這兩種零件的精度，對(duì)電動(dòng)機(jī)終身的傳動(dòng)性能有著直接的關(guān)系。”按照Sperier先生的說(shuō)法，齒輪被安裝在一個(gè)平面上，然后旋轉(zhuǎn)90(或其他適當(dāng)?shù)慕嵌?，以便使端面銑刀在進(jìn)行粗加工的同時(shí)，能夠在最佳的角度上切削加工齒輪的輪廓。該公司還在為這一機(jī)床的車削操作配置新的裝備，這樣用戶就能夠在一次性調(diào)試裝卡后達(dá)到高效加工生產(chǎn)的目的。

　　從加工設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性、減少零件的搬運(yùn)處理過(guò)程、一次性調(diào)試裝卡所具有的精度以及提高工藝控制水平等因素考慮，在5軸機(jī)床上生產(chǎn)低批量齒輪的整體成本費(fèi)用可以與傳統(tǒng)的齒輪切削機(jī)床相媲美。