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新的加工工艺——闭环制造

  • 2016-4-15 13:45:04
  • 来源:弗戈工业在线

从广义上看,“闭环加工”指的是将测量数据发回设计软件,设计软件自动调整异常,并将修订的代码发送到机床,确保最终结果与计划的目标几何结构一致。就齿轮设计而言,好处包括减少设置、最小化零件之间的变化及研磨产生的优质饰面。作为闭环齿轮加工的主要倡导者,Rave Gears of Seguin公司已经将此概念深入地渗透到其全面业务模式中。“闭环制造不仅是一个理念,也是一个加工工艺。”公司齿轮部门的副总裁Thomas Alaniva说,“它代表着致力于消除整个循环中出现的人为误差,从而使设计和成品能够快速无缝地对接。”

进行Beta测试

Alaniva非常熟悉所谓的“闭环数字表面形态工艺”。三十年前,在Honeywell的引擎部门工作期间,他曾参与了软件Klingelnberg版本的Beta测试(格里森也是此开发领域的先锋)。Alaniva与系统创造者Soeren Weiner博士的儿子并肩工作21年后,在贝尔直升机公司的驱动机系统中心工作了六年,开展了将闭路系统用于螺旋伞齿轮及准双曲面齿轮等设计和制造方面的实验。2012年首席执行官Nick Patel和总裁Bruce Roberge发布Rave齿轮时,Alaniva看到了在企业环境继续探索此工艺潜能的机会,被吸引到了一个由最新的设备、工艺和技术,创立的有关航空、汽车、石油和天然气、赛车及军事/国防市场服务的高精度齿轮制造公司。

日常工作

尽管很多公司提供不同类型齿轮和其他组件的闭环设计或制造软件,但是其基本概念涉及的都是开发可靠的设计、部分加工齿轮留下一些坯料、自动比较测量尺寸与原设计、校正,然后完成加工。与此相反,Rave齿轮的步骤涉及:设计齿轮;计划研磨次序;生产接近目标值的齿轮;在3D齿轮分析仪上测量结果并将之与原设计比较;计算设计与近目标齿轮之间的变化;重新安装齿轮到研磨机上,继续研磨,直到完成。

“从根本上讲,这是一种消除操作人员干扰引起错误的系统。”Alaniva说,“如果将设计到制造和检查、再到交货之间的整个回路闭合起来,就不存在主观因素。非黑即白,硬数据告诉你正在减少变化。在我设计齿轮组时,软件创建的程序实际是用于生产研磨机上零件的,它仿真了滚转试验,提供了变速错误、根部弯曲和表面压力等,开始加工需要的所有数据,让我对加工充满信心。”

将一个齿轮加载到Haas VF-2SSYT VMC上,执行额外加工操作

勇往直前

长期倡导闭环齿轮制造工艺是Roberge不变的追求,此工艺的主要改善都得益于过去三十年间通过技术进步及强化实践和应用得到的经验知识。

“齿轮测量技术比之前好了很多。”Roberge说,“我们对接触形态的控制如此之多,只要看到CMM加工的图片,就可以预测是否可以‘售出第一件’,闭环系统向我们提供了堪称绝对确定的结果。我们尚未遇到在合理且可轻松校正的范围内,实验室得到的数据与理论设计不一致的情况,因此研磨的第一个齿轮就是第一个发货的。”

关于过去三十年间闭环齿轮制造工艺的特殊改善方面,Alaniva说:“在新设备设计和改善加工工艺受到团队热烈欢迎的时候,采用过时传统设备和一成不变做事方式的公司很难在市场竞争中胜出。”

他将改善闭环加工的进步分为三类:比之前更准确的研磨机,其驱动器功率更强劲;测量系统如此精确,基本消除了主观和人为错误;与之前版本相比,闭环软件图形用户界面会话风格更加突出,更加方便用户把三十年前使用的基于DOS的软件甩在几光年之外。

Alaniva还指出,研磨技术也有很大改观。除了更加强劲、结实且稳定的研磨机,还开发出与深磨行动和需要的结果完美匹配的车轮连接和纹理结构。

学习到的经验教训

公司对深磨及闭环系统的承诺正在帮助其树立快速、准确并经济地生产复杂齿轮的声誉。深磨且闭环工艺固有效率强化消除的另一个问题是,热处理的不确定性。Alaniva说:“用户如果像我们一样扩大比例系统的实践范围,从一个领域走向另一个领域,变化就会减少90%以上,甚至能够预测热处理结果。深磨能在零件内部产生均匀的压力,让用户可以准确预测热处理期间将发生的事情。如果你想要在热处理后就得到很好的齿轮,那么就没有什么比闭环做的更好了。”

Rave齿轮不仅采用了闭环工艺或坯料研磨齿轮,据Roberge说:“我们是唯一一家采用此组合方法的公司。我们看待市场的方式与之前大不相同,出现了大转变和新范例。”

(管理员)



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