五軸加工機(jī)床的應(yīng)用與發(fā)展

聯(lián)軸器廣泛應(yīng)用在各種通用機(jī)械上，用來聯(lián)接兩根軸使其一同旋轉(zhuǎn)，以傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng)。傳統(tǒng)的聯(lián)軸器都必須通過主動(dòng)軸與從動(dòng)軸的相互聯(lián)結(jié)來傳遞扭矩，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，超載時(shí)容易導(dǎo)致部件的破壞。特別是主動(dòng)軸與從動(dòng)軸工作在需要相互隔離的兩種不同介質(zhì)中時(shí)，必須使用密封元件進(jìn)行動(dòng)密封，這樣就存在要么加大旋轉(zhuǎn)阻力來保證密封可靠，要么密封不嚴(yán)產(chǎn)生泄漏的問題。另外，隨著密封元件的磨損、老化，會(huì)加劇泄漏，尤其是在有害氣體(有害液體)存在的系統(tǒng)中，一旦泄漏就會(huì)污染環(huán)境，危及生命。

傳統(tǒng)聯(lián)軸器皆為接觸式聯(lián)軸器,根據(jù)其內(nèi)部是否具有彈性零件,可分為彈性聯(lián)軸器和剛性聯(lián)軸器。彈性聯(lián)軸器內(nèi)部具有金屬彈簧或橡膠塑料等制成的彈性零件,所以具有緩沖吸振的功能和適應(yīng)軸線偏移的能力。它適用于承受變載荷沖擊以及起動(dòng)頻繁和有正反轉(zhuǎn)的場合,也適用于2軸線不能嚴(yán)格對(duì)中的場合。剛性聯(lián)軸器中沒有彈性零件,所以沒有緩沖吸振的能力。

磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器屬非接觸式聯(lián)軸器,它一般由內(nèi)外2個(gè)磁體組成,中間由隔離罩將2個(gè)磁體分開,內(nèi)磁體與被傳動(dòng)件相連,外磁體與動(dòng)力件相連。磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器除了具有彈性聯(lián)軸器緩沖吸振的功能外,其最大的特點(diǎn)在于它打破傳統(tǒng)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)形式，采用全新的磁耦合原理，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)軸與從動(dòng)軸之間不通過直接接觸便能進(jìn)行力與力矩的傳遞，并可將動(dòng)密封化為靜密封，實(shí)現(xiàn)零泄漏。因此它廣泛應(yīng)用于對(duì)泄漏有特殊要求的場合。

磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器主要有2種結(jié)構(gòu):平面磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器和同軸磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器。磁體以軸向充磁,耦合磁極成軸向配置的叫平面磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器。磁體以徑向充磁,耦合磁極成徑向配置的叫同軸磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器,如圖1所示。

現(xiàn)以同軸磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器為例,來說明其工作原理。磁力傳動(dòng)聯(lián)軸器由外磁體、內(nèi)磁體和隔離罩組成。內(nèi)、外磁體均由沿徑向磁化且充磁方向相反的永磁體組成,永磁體以不同極性沿圓周方向交替排列,并固定在低碳鋼鋼圈上,形成磁斷路連體。隔離罩采用非鐵素體(因而是非磁性)的高電阻材料制造,一般用奧氏體不銹鋼。在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),外磁體的N極(S極)與內(nèi)磁體的S極(N極)相互吸引并成直線,此時(shí)轉(zhuǎn)矩為零,如圖3所示。當(dāng)外磁體在動(dòng)力機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí),剛開始內(nèi)磁體由于摩擦力及被傳動(dòng)件阻力的作用,仍處于靜止?fàn)顟B(tài),這時(shí)外磁體相對(duì)內(nèi)磁體開始偏移一定的角度,由于這個(gè)角度的存在,外磁體的N極(S極)對(duì)內(nèi)磁體的S極(N極)有一個(gè)拉動(dòng)作用,同時(shí)外磁體的N極(S極)對(duì)內(nèi)磁體的前一個(gè)N極(S極)有一個(gè)推動(dòng)作用,使內(nèi)磁體有一個(gè)跟著旋轉(zhuǎn)的趨勢,這就是磁力聯(lián)軸器的推拉磁路工作原理。當(dāng)外磁體的N極(S極)剛好位于內(nèi)磁體的2個(gè)極(S極和N極)之間時(shí),產(chǎn)生的推拉力達(dá)到最大,如圖4所示,從而帶動(dòng)內(nèi)磁體旋轉(zhuǎn)。在傳動(dòng)過程中,隔離罩將外磁體和內(nèi)磁體隔開,磁力線是穿過隔離罩將外磁體的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳給內(nèi)磁體的,從而實(shí)現(xiàn)了無接觸的密封傳動(dòng)。

齒輪加工機(jī)床主要分為圓柱齒輪加工機(jī)床和錐齒輪加工機(jī)床兩大類。圓柱齒輪加工機(jī)床主要用于加工各種圓 柱齒輪、齒條、蝸輪。常用的有滾齒機(jī)，插齒機(jī)、銑齒機(jī)、剃齒機(jī)等。

齒輪加工機(jī)床廣泛應(yīng)用在汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、石油、儀表、飛機(jī)和航天器等各種機(jī)械制造業(yè)中。

齒輪加工機(jī)床是加工各種圓柱齒輪、錐齒輪和其他帶齒零件齒部的機(jī)床。齒輪加工機(jī)床的品種規(guī)格繁多，有加工幾毫米直徑齒輪的小型機(jī)床，加工十幾米直徑齒輪的大型機(jī)床，還有大量生產(chǎn)用的高效機(jī)床和加工精密齒輪的高精度機(jī)床。

古代的齒輪是用手工修銼成形的。1540年，意大利的托里亞諾在制造鐘表時(shí)，制成一臺(tái)使用旋轉(zhuǎn)銼刀的切齒裝置；1783年，法國的勒內(nèi)制成了使用銑刀的齒輪加工機(jī)床，并有切削齒條和內(nèi)齒輪的附件；1820年前后，英國的懷特制造出第一臺(tái)既能加工圓柱齒輪又能加工圓錐齒輪的機(jī)床。具有這一性能的機(jī)床到19世紀(jì)后半葉又有發(fā)展。

40年代，為適應(yīng)航空工業(yè)的需要，發(fā)展了弧齒錐齒輪磨齒機(jī)。1944年，瑞士厄利康公司制成延長外擺線齒錐齒輪銑齒機(jī)；從50年代起，又發(fā)展了用雙刀體組合式端面銑刀盤，加工延長外擺線齒錐齒輪的銑齒機(jī)。

滾齒機(jī)是用滾刀按展成法粗、精加工直齒、斜齒、人字齒輪和蝸輪等，加工范圍廣，可達(dá)到高精度或高生產(chǎn)率；插齒機(jī)是用插齒刀按展成法加工直齒、斜齒齒輪和其他齒形件，主要用于加工多聯(lián)齒輪和內(nèi)齒輪；銑齒機(jī)是用成形銑刀按分度法加工，主要用于加工特殊齒形的儀表齒輪；剃齒機(jī)是用齒輪式剃齒刀精加工齒輪的一種高效機(jī)床；磨齒機(jī)是用砂輪，精加工淬硬圓柱齒輪或齒輪刀具齒面的高精度機(jī)床；珩齒機(jī)是利用珩輪與被加工齒輪的自由嚙合，消除淬硬齒輪毛刺和其他齒面缺陷的機(jī)床；擠齒機(jī)是利用高硬度無切削刃的擠輪與工件的自由嚙合，將齒面上的微小不平碾光，以提高精度和光潔程度的機(jī)床；齒輪倒角機(jī)是對(duì)內(nèi)外嚙合的滑移齒輪的齒端部倒圓齒輪加工機(jī)床主要分為圓柱齒輪加工機(jī)床和錐齒輪加工機(jī)床兩大類。圓柱齒輪加工機(jī)床主要用于加工各種圓柱齒輪、齒條、蝸輪。常用的有滾齒機(jī)，插齒機(jī)、銑齒機(jī)、剃齒機(jī)等。