滾齒機(jī)(gear hobbing machine)是齒輪加工機(jī)床中應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)床。在滾齒機(jī)上可切削直齒、斜齒圓柱齒輪，還可加工蝸輪、鏈輪、花鍵等。全數(shù)控滾齒機(jī)可以實(shí)現(xiàn)加工蝸桿、非圓齒輪、復(fù)合加工功能。
一、滾齒機(jī)的發(fā)展
1、第一段：機(jī)械傳動(dòng)式滾齒機(jī)——1835年，英國惠特沃思獲得蝸輪滾齒機(jī)專利;——1858年，席勒取得圓柱齒輪滾齒機(jī)專利;以后經(jīng)多次改進(jìn)，——至1897年德國普福特制成帶差動(dòng)機(jī)構(gòu)滾齒機(jī)，才圓滿解決了加工斜齒輪問題。—— 而后的幾十中，在傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上、制造水平上不斷地改進(jìn)提升。
傳統(tǒng)的機(jī)械式滾齒機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)異常復(fù)雜、傳動(dòng)效率低、傳動(dòng)精度差、切削速度低，操作復(fù)雜，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長(zhǎng)。
2、第二階段：數(shù)控滾齒機(jī)——1946年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，六年后，即在1952年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上，在美國誕生了第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。從此，傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)式機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。
隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了1～3個(gè)軸數(shù)控化的滾齒機(jī)，其中的一部分軸采用伺服電機(jī)數(shù)字化控制。直到20世紀(jì)80年代，世界上才出現(xiàn)真正意義上的六軸數(shù)控滾齒機(jī)。而全自動(dòng)數(shù)控滾齒機(jī)(自動(dòng)上下料)是滾齒機(jī)發(fā)展的最高層次。
數(shù)控滾齒機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化、傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)精度高、切削速度高，操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短、自動(dòng)化程度高。為高速切削、硬齒面切削、二次精刮削、齒向修形(鼓形齒)、干式切削、復(fù)合加工、全自動(dòng)控制創(chuàng)造了條件。
3、中國的滾齒機(jī)發(fā)展歷程：
① 我國生產(chǎn)滾齒機(jī)的歷史始于1953 年經(jīng)過30 年的努力到80 年代初已進(jìn)入世界滾齒機(jī)主要生產(chǎn)國家行列，滾齒機(jī)以傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)式為主,品種系列齊全。
② 八十年代中后期開始，我國滾齒機(jī)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)逐步向數(shù)控化方向發(fā)展(以中小模數(shù)滾齒機(jī)為例)。
—— 重慶機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司研制的YKS3120六軸四聯(lián)動(dòng)數(shù)控高速滾齒機(jī)，于2000年通過國家鑒定。它是“國家重大技術(shù)裝備國產(chǎn)化創(chuàng)新研制項(xiàng)目”，被稱為是國產(chǎn)高檔數(shù)控滾齒機(jī)的里程碑。又于2006年推出了YS3116CNC7七軸四聯(lián)動(dòng)數(shù)控高速干切自動(dòng)滾齒機(jī)。
—— 四川普什寧江機(jī)床有限公司研制的YK3610II七軸四聯(lián)動(dòng)控制數(shù)控臥式滾齒機(jī)，于2011年12月13日通過四川省科技成果鑒定。
—— 浙江佳雪數(shù)控機(jī)床有限公司研制的YGS3610C CNC八軸七聯(lián)動(dòng)高效干、濕切全自動(dòng)臥式數(shù)控滾齒機(jī)，于2013年11月23日通過省級(jí)鑒定。—— 值得一提的是：一個(gè)民營的中小型企業(yè)，一個(gè)國家重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，堅(jiān)定地走自主創(chuàng)新之路，經(jīng)過十年的拚搏，從數(shù)控滾齒機(jī)的制造走到了滾齒機(jī)的最高端—— 全自動(dòng)滾齒機(jī)的制造。它填補(bǔ)了國內(nèi)空白，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，并已得到多個(gè)行業(yè)的認(rèn)可與應(yīng)用。印證了中國改革開放三十多年，激發(fā)了民營企業(yè)的巨大創(chuàng)造力。“自動(dòng)化換人工”、“自動(dòng)化穩(wěn)質(zhì)量”是制造業(yè)發(fā)展的必由之路。
二、數(shù)控滾齒機(jī)的傳動(dòng)軸與移動(dòng)軸
1、a軸—— 滾刀架轉(zhuǎn)動(dòng)軸：在加工齒輪時(shí)，需要根據(jù)齒輪的螺旋角和齒輪滾刀的螺旋升角轉(zhuǎn)動(dòng)刀架，以確保滾切出正確的齒形角和齒向。
2、b軸—— 滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)軸：是滾齒機(jī)的主運(yùn)動(dòng)，滾刀在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)以展成法，滾切除被加工工件上的材料并形成齒廓。
3、c軸—— 工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)(也稱工件軸)：是滾齒機(jī)的分齒運(yùn)動(dòng)，它和滾刀保持嚴(yán)格的速比關(guān)系，以保證滾削出來的齒輪齒數(shù)正確，并且保證其分齒精度;當(dāng)滾切斜齒輪時(shí)，工作臺(tái)有一個(gè)附加運(yùn)動(dòng)(差動(dòng))。
4、x軸—— 刀具的徑向移動(dòng)軸：刀具沿工件徑向移動(dòng)以確保滾切出全齒深。
5、Y軸—— 刀具的切向移動(dòng)軸(竄刀運(yùn)動(dòng))：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)竄刀。當(dāng)使用切向滾刀時(shí)，刀具沿工件的切向運(yùn)動(dòng)逐漸加工成齒輪的全齒深。?
6、Z軸—— 刀具的軸向移動(dòng)軸：刀具沿工件軸線移動(dòng)以滾切出齒輪整個(gè)齒寬。
7、U軸—— 尾架頂尖左右移動(dòng)軸：實(shí)現(xiàn)對(duì)工件軸的頂持。
8、V軸—— 機(jī)械手左右移動(dòng)軸：實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的自動(dòng)裝卸。
三、全數(shù)控滾齒機(jī)
全數(shù)控滾齒機(jī)—— 則對(duì)滾齒機(jī)所必須的6個(gè)運(yùn)動(dòng)軸(六軸：a.b.c.x.y.z軸)都實(shí)現(xiàn)了數(shù)字控制。如：重慶機(jī)床的YKS3120六軸四聯(lián)動(dòng)數(shù)控高速滾齒機(jī)(六軸：a.b.c.x.y.z軸、四聯(lián)動(dòng)：b.c.x.z.軸)、YS3116CNC7七軸四聯(lián)動(dòng)數(shù)控高速干切自動(dòng)滾齒機(jī)(七軸：a.b.c.x.y.z.u.軸、四聯(lián)動(dòng)：b.c.x.z.軸)。寧江機(jī)床的YK3610II七軸四聯(lián)動(dòng)控制數(shù)控臥式滾齒機(jī)(七軸：a.b.c.x.y.z.u.軸、四聯(lián)動(dòng)：b.c.x.z.軸)。佳雪集團(tuán)的六軸五聯(lián)動(dòng)YGS3610B CNC型高速干、濕切臥式數(shù)控滾齒機(jī)(六軸：a.b.c.x.y.z軸、五聯(lián)動(dòng)：b.c.x.y.z軸)。
四、全自動(dòng)滾齒機(jī)
全自動(dòng)數(shù)控滾齒機(jī)—— 則在對(duì)滾齒機(jī)所必須的6個(gè)運(yùn)動(dòng)軸(六軸：a.b.c.x.y.z軸)都實(shí)現(xiàn)了數(shù)字控制的基礎(chǔ)上，增加了U軸(尾架頂尖左右移動(dòng)軸)與V軸(機(jī)械手左右移動(dòng)軸)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)上下料全自動(dòng)控制。如：佳雪集團(tuán)的YGS3610C CNC八軸七聯(lián)動(dòng)高效干、濕切全自動(dòng)臥式數(shù)控滾齒機(jī)。
五、機(jī)械傳動(dòng)式滾齒機(jī)與數(shù)控滾齒機(jī)的性能對(duì)照表
