臥式滾齒機為帶有干涉輪廓的齒輪軸（包括電動汽車變速箱軸）提供了理想解決方案。
電動汽車驅動系統(tǒng)制造商正不遺余力地追求運行安靜、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)已普遍認識到，齒面若存在任何缺陷，都可能導致變速箱過早失效、效率不達預期以及產(chǎn)生令人無法接受的噪音。
上圖：格里森（Gleason）的100HCD設備設計用于加工多種齒輪輪廓，可處理工件直徑達120毫米、模數(shù)4、軸長450毫米的工件。
格里森一直在全面研發(fā)新的倒角技術，這些技術能夠更輕松、更經(jīng)濟地整合到齒輪制造流程中，無論是用于生產(chǎn)小型汽車齒輪、小齒輪和軸，還是大型卡車和拖拉機用齒輪。
在所有應用場景中，這些新技術都與成熟的臥式或立式滾齒機相結合，這樣一來，倒角操作對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齒輪滾齒機就是一個例證，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用，包括最終傳動齒圈和軸）和飛刀倒角（為小批量、多批次的加工業(yè)務提供極高的靈活性）。
這兩種工藝都能與滾齒操作并行進行。
一、全新100HCD設備亮相
如今，格里森推出了針對小型電動驅動變速箱齒輪、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，又能加工出精準且可重復的倒角。隨著100HCD臥式滾齒機的推出（可在滾齒的同時進行徑向倒角），該設備能完美應對當今高精度、超靜音電動驅動變速箱齒輪和軸所帶來的挑戰(zhàn)。
二、設備背景
100HCD是格里森近期研發(fā)的100H臥式滾齒機的衍生型號，而100H系列是知名的P90系列的下一代產(chǎn)品，在設計、功能和操作界面方面均有改進。這一新系列（包括100HCD等衍生型號）設計用于加工多種齒輪輪廓，可處理工件直徑達120毫米、模數(shù)4、軸長450毫米的工件。
得益于滾刀架和工件主軸的設計改進，以及格里森GEMS人機界面（HMI）的應用，100系列設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)過改進的新型滾齒平臺與集成式倒角/去毛刺工作站相結合。
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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——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（又稱旋轉去毛刺）是一種快速、多功能的成形工藝，它通過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/或設備配置，通過單刃刀片、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行，它通過切削工藝（使用一或兩個單點切削刀具）而非滾壓來加工倒角，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重要，用徑向倒角替代倒角滾壓無疑是明智之舉。格里森的倒角滾齒工藝最早應用于160HCD和280HCD設備，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，但要對當今最常見的電動驅動變速箱中那些帶有典型干涉結構的軸進行倒角，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)濟高效、可重磨的硬質(zhì)合金刀具，刀具帶有1至3個切削刃。
100HCD的運行方式與其前代產(chǎn)品P90CD類似。通過在滾齒的同時進行倒角/去毛刺操作，再加上高速龍門上下料自動化系統(tǒng)以及格里森具有快速夾緊/松開功能的工件夾具，該設備實現(xiàn)了極短的加工周期。齒輪首先進行滾齒加工，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，龍門機械手將齒輪卸下并裝入倒角/去毛刺工作站，在那里進行徑向倒角操作，同時另一齒輪進行滾齒加工。
根據(jù)應用需求，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)濟高效、可重磨的硬質(zhì)合金刀具，刀具帶有1至3個切削刃。
單刀具可設計用于齒輪齒面的倒角（可帶或不帶齒根倒角）。雙刀具選項則增加了更多靈活性，可通過專門設計用于鈍角和銳角邊緣的刀具來調(diào)整倒角角度（對于具有高螺旋角的齒輪而言尤為有利，因為這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計要求。
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行，因此對切屑到切屑的時間毫無影響。
五、完整配置
100HCD采用重新設計的直接驅動滾刀架，轉速高達12,000轉/分鐘，并提供三種不同的功率選項，再加上多種滾刀夾緊方式，確保無論是現(xiàn)在還是將來，各種應用都能受益于最佳的切削刀具解決方案。
例如，對于干式切削，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、高溫切屑不會干擾高效的切削過程。數(shù)控尾座可支撐長達450毫米的盤類和軸類零件的夾緊，采用快速、適應性強的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。
該軟件使設備的設置和換型更直觀，且易于學習和操作。這款人機界面與最新的西門子Sinumerik One控制系統(tǒng)相結合，提供了多種新的加工選項，并直觀地引導操作員完成設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)培訓服務，以確保系統(tǒng)始終以最高效率運行，并生產(chǎn)出最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。
總結
如今，制造商可選用多種集成式全自動化倒角/去毛刺方案，無論是用于最新電動汽車傳動系統(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用，能夠針對諸如汽車類齒輪和軸、卡車尺寸的齒輪或機加工車間等各種不同應用實施合適的倒角工藝。
