无需切削即可加工出新齿

这种齿轮轴由实心材料或管材制成，广泛应用于汽车制造。然而，通过使用递归轴向建模，可以在非常薄的壁厚上精确地加工齿轮。如果你一提到轻量化结构就只想到车身，那你就错了。因为车上需要安装很多实心和空心的零件，所以这些零件必须是流线型的，比如空心齿轮轴。它们由轴向成型设备制造。作为该行业的龙头企业，Felss公司开发了递归(也称调频)轴向成型法。扭矩传递部件广泛应用于汽车制造和其他行业。这些部件大多有外齿，也有一部分有内齿，如汽车传统系统和变速器中的齿轮轴，或转向器中的齿轮轴。为了节省重量，这些地方用的齿轮轴一般都是空心轴，五六种不同的齿分布在整个轴上。原材料被锻造成特定形状的管子。然后，在这些坯料上，通过轴向成形再次加工齿。因此，Felss公司基于Aximus开发了一系列轴向成形机，可配备容量高达六个刀具的换刀系统。图1在递归轴向成形中，模具以高频率往复运动。轴向成型是指成型工具是凹模，工具轴向移动到工件(图1)。阴模的内侧具有待加工工件的底模的形状。底部四周有衬板，母模芯压入衬板。衬板为加载的阴模芯提供预应力(图2)。图2模具由硬金属制成，被衬垫包围，衬垫用于将模具安装在模具支架上。这里需要区分两种轴向成形方法，传统轴向成形和递归轴向成形。当使用传统的轴向成形时，由于凹模和工件夹具之间的高摩擦力和变形力，切削深度进给以恒定速度运行。因此，轴向压力载荷会很大，而在递归轴向成形过程中，这些力可以大大减小。接下来的递归轴向成形也称为调频轴向成形。采用递归轴向成形时，步进进给运动有一个小的增量，即递归运动。通过从进给运动到递归运动的步进序列，施加的轴向力大大降低，Felss公司的专家预计可以降低40%(图3)。图3 a)轴向示意图(1。夹具2。模具3。工件)；b)调频递归轴向成形与传统轴向成形中的递归(调频)轴向成形相比的另一个优点是，用这种方法也可以成形壁厚很薄的零件；相反，在传统轴向成形中，由于轴向力过大，壁厚过薄的零件容易出现问题。因此，当频率为10~18Hz时，切削速度可达20 ~ 30 mm/s。准确的数据取决于相应的直径和特殊的切削参数，如模数、齿顶圆和齿根圆。一般情况下用Felss设备可以是0.7~1.5，特殊情况下切割长度10~15mm时可以是2.5。提供更长的使用寿命由硬金属蚀刻制成的模具具有足够长的使用寿命，但它随工件的材料和几何形状而变化。由于几何形状的原因，无法修复模具，但模具的长寿命弥补了这一缺点。轴向成形时，材料受到凹模齿的挤压，进入齿隙的材料量不断增加。这样在齿隙中形成一个很高的径向力，使模具承受巨大的载荷。为了应对这种载荷，在模具的凹模周围增加了衬板，这是专门为Felss模具开发的。在极少数情况下，衬里将由硬化钢圈制成。大部分情况下，带衬会代替钢圈衬，只有因为质量的需要，对强度要求较高时才会使用。特别是当客户想要凹模芯的可调性时，其目的是为了应对淬火后材料引起的尺寸波动。

图4自动模具更换装置可容纳六个模具，这些模具可用于不同零件上的六个不同任务，或者用于一个零件上的几个不同操作。专家通过对牙齿的损坏分析发现了模具的磨损，从而使模具成为废品。这可以通过使用相应的力传感器来检查。检查时，将传感器调整到一定的力度。当轮齿断裂时，会引起力的变化。此时传感器会立即做出反应，显示故障并停机。Felss轴向成形机的技术极限由于换模装置(图4)而大大扩展，该换模装置设计成容纳六个模具。这些模具可以设计用于不同的切割齿，或者一系列模具协调用于零件上的几个成形操作。同时，可以在机器内部的模具支架上自动更换模具。模具由自动快速夹紧装置夹紧，通过液压操纵的楔形系统起作用，模具和工件的操作由相应的输送系统完成。图5 Felss中的轴向成型机采用模块化系统设计，可以满足不同客户的需求。卧式轴向成型机的前部不影响纤维方向。Aximus系列所有机器均采用模块化系统设计，基本能适应各种切齿任务(图5)。Felss的区别仅在于水平结构(用于纵向长工件)和垂直结构(用于短工件)。递归轴向成形提供了多种可能性，劳动消耗低，成形过程控制精确，薄壁空心件也可用于加工高质量的齿轮齿。同时纤维方向也很理想，对零件的强度，进而对减重有重要意义。与实心零件相比，强度更均匀，重量可以减轻。