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齒輪刀具的選用是滾齒工序的一個關鍵環節。合理的選用齒輪刀具,不僅可以兼顧齒輪加工的質量和效率,而且可以提高齒輪刀具的使用壽命,節約成本。
滾齒工序可以選擇的加工方法從加工原理上可以分為“成形銑齒”和“展成滾齒”兩種方法。風電齒輪用到的成形銑齒刀具主要是硬質合金鑲片成形銑刀,展成滾齒的刀具主要有硬質合金鑲片滾刀、高速鋼雙切滾刀、高速鋼單刃整體滾刀。因為風電齒輪箱的輸入級、中間級和輸出級齒輪零件差異很大,因此根據被加工齒輪(齒軸)的模數、齒數以及設計結構,或者應用成形銑齒方法,或者應用展成滾齒方法,或者集成應用兩種加工方法(滾、銑復合加工)。
下面根據風電齒輪箱輸入級、中間級、輸出級不同特點,選取中間級大輪做加工方法和非標刀具選用分析。
中間級大輪的模數一般為10~12mm,齒數約100,齒寬在350mm上下。根據上述數據,從模數和齒數上分析,由于齒數多,且模數適中,排除采用成形銑齒方法(切削效率低);從齒數和齒寬上分析,該類齒輪切削長度(齒寬和齒數的乘積)超過了一般單刃滾刀的刃口切削壽命(單刃滾刀可以增加外徑,提高切削刃口數,但造成刀體材料的浪費。至于如何優化設計滾刀,不在本文討論范圍之內),因此排除普通單刃滾刀;從刀具成本上分析,由于中間級大輪每臺齒輪箱只有一個,數量需求還不夠大,故沒必要選擇高成本的硬質合金鑲片滾刀;而雙切滾刀正好滿足了效率、壽命、成本等各方面要求。
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