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隆德大学和Sandvik:确保齿轮齿面最佳表面光洁度

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Alicona部门|Alicona Tech News

隆德大学和Sandvik:确保齿轮齿面最佳表面光洁度
Alicona应用工程师

Sandvik Coromant公司和隆德大学在联合研究中
使用Alicona型面粗糙度量测系统,验证新的齿轮制造方法

Bruker Alicona

“有了Alicona,我们才能够大幅减少齿轮精炼所需的时间与支出。
Sandvik Coromant公司推荐的InfiniteFocus系统功能使我们讶异。
以往没有一套量测系统是仅用一个系统,就可以完成量测关键形状,
位置公差和齿面的粗糙度。”

Matthias Svahn
隆德大学|Lund University

以理想的表面质量,提高齿轮制造的效率

由于全球竞争,成本压力持续上升。齿轮制造要有更好的效率。齿轮制造主要的成本之一是后处理,以精磨过程来说,重复的打磨和研磨才能确保齿面正确粗糙度。若能生产出表面质量”理论上”近乎完美,不需要大量后处理的齿轮,后制的过程即可减少。
为了实现这一点,并确保生产出所需粗糙度的齿轮,正确计算加工工具(例如用于成型铣刀)的机器参数至关重要。粗糙度主要由进料和切削速度决定,这些参数也会影响齿轮的使用寿命,疲劳度和动能的均一传输性。

运用数学模型找出加工参数

由于这个原因,隆德大学(瑞典)发起了一个研究项目,以模拟计算的方式研究这个问题。研究团队创建了一个数学模型,希望计算出最佳齿轮型面质量的机器参数。这个研究项目与一家著名的瑞典工具制造商合作完成,该制造商计划推出一种新型的铣刀。

Alicona能够进行齿轮/齿侧面的型面测量。通过量测结果与CAD数据和位置公差进行比较,使用户受益。

光学量测用于验证加工能力

本次以Alicona系统验证模型中计算出粗糙度,是否能于实际生产中实现。在此之前,隆德大学使用区域粗糙度量测工具,用以验证模型。
首席研究员Mattias Svahn解释说:“我们在Sandvik Coromant公司进行了区域粗糙度测量工具,同时也接触到Alicona,如此高精度的量测质量和卓越的速度,不仅说服我们更促成InfiniteFocus系统的采购。”

齿面的表面质量:粗糙度和几何形状


齿面的质量取决于其粗糙度和几何形状,齿面的粗糙度在许多方面起着重要作用。例如:噪音的产生,当表面越粗糙,齿轮噪音越大。另一方面,动能的均匀传递,取决于齿面的形状和位置公差。因此量测粗糙度和形状,对于确保齿轮的质量至关重要,在量测粗糙度时,必须要同时考虑齿轮的主要表面结构,并选择合适的量测技术。

模型粗糙度与实际测得的粗糙度比较:研究小组开发了一个数学模型,以研究机器参数和可能的误差,并找出切削对表面粗糙度的影响。

区域型面材质参数Sa,Sq,Sz的重要性

Mattias Svahn使用了Alicona系统,表示基于传统轮廓量测仪粗糙度量测不会有结果。Mattias Svahn深入解释:“基于轮廓仪的量测,只能做出局部绘制表面,而轮廓的方向粗糙度值会强烈散射,所得的数值对验证模型没有帮助”。相比之下Alicona的量测系统可以快速,可重复且高分辨率地绘制完整表面。甚至齿面的粗糙度。表面纹理参数Sa,Sq和Sz可以精确评估表面质量。

形貌偏差的测量

形貌偏差量测可将形状的偏差可视化。这是一项将量测的结果,与CAD数据形状和位置公差进行比较,所获得的分析结果。除了形状和粗糙度测量之外,隆德大学还利用3D数据集的可视化功能,将较大的横向和纵向扫描区域,贴合在整个齿轮切削的形貌上。

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