齿轮加工机床的绿色设计与数控技术

0 前言

　　机床是制造业进行生产加工的主体。目前绿色机床加工系统的研究己经成为绿色制造领域的一个新的热点，主要体现为4个技术途径:①研制新型的加工生艺及装备替代传统的加工机床，如净成型工艺、生长型_止艺、粉末冶金等;②设计和开发出具有绿色环保特性的新型机床设备，如高速干式切削机床、低温冷风切削机床等;③对现有大量的生产机床进行再制造技术提升，如通过数控化简化机床结构，增加全密封护罩和油雾处理系统，减少对车间环境的污染;④通过对机床加工中的加工要素(刀具、切削液等)、加土参数进行优化，降低能耗，减少加工过程环境污染排放，提高机床加工过程的绿色性。

　　齿轮加工机床是一种技术含量高且结构复杂的装备，己成为汽车、摩托车、工程机械、风力发电和船舶等行业的关键设备口特别是，随着汽车土业和风力发电行业的高速发展，对齿轮的需求量日益增加，对齿轮加工的效率、质量及加工成木的要求愈来愈.荡，使齿轮加土机床在汽车、风力发电等行业中占有越来越重要的地位口传统齿轮加工机床在加工过程中有以下特点:①切削钢齿轮时，应用切削液可提高刀具寿命，改善加工表而质量，有利于排出一切削热而不致引起机床的热变形;但是，高速切削过程中切削液的匕溅和形成的油雾对生态环境和人类特别有害，变质切削液的排放也会严乖污染环境;②机床漏油、混油现象严重;③由于机床的材料用景能耗、油耗及附加费用偏高，导致齿轮加生成木高，据日木三菱重_上_资料报道，湿式齿轮加生中消耗的切削液及切削液附加装置的费用占加工成木的}00ro左右;④齿轮加工生产效率低下，加工质量差，难以满足现代企业生产的要求。

　　在提高生产效率、降低制造成木的同时，做到环境保护、清洁加工，这是当前国外先进发达国家对机床研究的最前端技术要求。目前国际上知名的齿轮加工机床制造商，如美国的GLEASON公司，德国的LIEBHERR公司，日木的三菱重工公司(Mitsubishi Heavy Industry, MHI)-近年来将具有绿色特性的齿轮加工机床作为产品研发的重要方向，并形成了一种新的竟争优势，其产品特点主要表现为全数控、高速高效、绿色净化及防护等，特别是高速干式齿轮加工机床将逐步成为主流。

　　在对齿轮加土机床设计与制造中的绿色特性及资源环境属性进行分析的基拙上，基于全生命周期工程理论，提出齿轮加工机床绿色设计与制造的技术框架，并对齿轮加工机床的绿色设计与制造策略进行研究，指出齿轮高速干式切削技术及成套装备的开发是未来绿色齿轮加__仁机床发展的主要趋势。

1 齿轮加工机床的绿色特性分析

　　齿轮加工机床的生命周期过程包括齿轮加工机床设计制造过程、齿轮加土生产过程以及机床淘汰或报废过程三个主要阶段。这三个阶段均不断地消耗物料、能量并产生环境排放，如图1。

　　传统齿轮加工机床的绿色特性总结如表t所不。相比于其他机床，如车床、加工中心、键床等，齿轮加工机床如滚齿机、插齿机、铣齿机等传动链较长、结构更加复杂、加工过程中切削油消耗人、汕雾和汕污污染严重、漏油混油现象严重以及切屑多，这是导致齿轮加工机床绿色性相对差的重要原因。