卧式滚齿机为带有干涉轮廓的齿轮轴（包括电动汽车变速箱轴）提供了理想解决方案。
电动汽车驱动系统制造商正不遗余力地追求运行安静、性能可靠的变速箱齿轮和轴。曾经，倒角和去毛刺操作几乎是事后才考虑的环节，如今却被视为主要的软加工工艺——行业已普遍认识到，齿面若存在任何缺陷，都可能导致变速箱过早失效、效率不达预期以及产生令人无法接受的噪音。
上图：格里森（Gleason）的100HCD设备设计用于加工多种齿轮轮廓，可处理工件直径达120毫米、模数4、轴长450毫米的工件。
格里森一直在全面研发新的倒角技术，这些技术能够更轻松、更经济地整合到齿轮制造流程中，无论是用于生产小型汽车齿轮、小齿轮和轴，还是大型卡车和拖拉机用齿轮。
在所有应用场景中，这些新技术都与成熟的卧式或立式滚齿机相结合，这样一来，倒角操作对加工周期和单件刀具成本的影响就能降至最低。
2024年推出的立式Genesis 280HCD齿轮滚齿机就是一个例证，它整合了两种倒角工艺：倒角滚齿（适用于大批量汽车和轻型卡车应用，包括最终传动齿圈和轴）和飞刀倒角（为小批量、多批次的加工业务提供极高的灵活性）。
这两种工艺都能与滚齿操作并行进行。
一、全新100HCD设备亮相
如今，格里森推出了针对小型电动驱动变速箱齿轮、小齿轮和轴的解决方案，该方案既能满足大批量生产需求，又能加工出精准且可重复的倒角。随着100HCD卧式滚齿机的推出（可在滚齿的同时进行径向倒角），该设备能完美应对当今高精度、超静音电动驱动变速箱齿轮和轴所带来的挑战。
二、设备背景
100HCD是格里森近期研发的100H卧式滚齿机的衍生型号，而100H系列是知名的P90系列的下一代产品，在设计、功能和操作界面方面均有改进。这一新系列（包括100HCD等衍生型号）设计用于加工多种齿轮轮廓，可处理工件直径达120毫米、模数4、轴长450毫米的工件。
得益于滚刀架和工件主轴的设计改进，以及格里森GEMS人机界面（HMI）的应用，100系列设备的切削和加工速度极快，非常适合齿轮和小齿轮的大批量生产。
上图：与整合了倒角/去毛刺功能和卧式滚齿功能的P90系列一样，100HCD也将这一经过改进的新型滚齿平台与集成式倒角/去毛刺工作站相结合。
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三、重新定义径向倒角
最重要的是，与P90相比，100HCD有了重大改进——用径向倒角取代了传统的倒角滚压工艺。二者的区别何在？倒角滚压（又称旋转去毛刺）是一种快速、多功能的成形工艺，它通过与工件啮合的齿轮状工具在齿边缘形成倒角。
多余材料主要流向齿轮的端面，随后根据齿轮形状和/或设备配置，通过单刃刀片、去毛刺圆盘或锉刀圆盘将其切除。然而，少量材料也可能流入齿轮齿面，从而形成二次毛刺，因此在后续的硬精加工之前，必须通过边缘区抛光或双切滚齿工艺去除这种二次毛刺。
而100HCD所采用的径向倒角工艺与滚齿并行进行，它通过切削工艺（使用一或两个单点切削刀具）而非滚压来加工倒角，从而省去了去除因倒角滚压可能产生的二次毛刺这一后续操作。
鉴于加工周期和单件刀具成本至关重要，用径向倒角替代倒角滚压无疑是明智之举。格里森的倒角滚齿工艺最早应用于160HCD和280HCD设备，非常适合盘类零件；而径向倒角则更适合在这类卧式滚齿机上加工的轴类零件。
这些轴类零件的倒角齿轮根圆直径与轴径往往非常接近，由于存在间隙要求，其倒角和去毛刺操作本身就难度更大。倒角滚齿工艺中使用的滚刀式切削工具虽然适用于盘类零件，但要对当今最常见的电动驱动变速箱中那些带有典型干涉结构的轴进行倒角，却颇具挑战。
四、并行加工性能
上图：格里森的径向倒角工艺使用经济高效、可重磨的硬质合金刀具，刀具带有1至3个切削刃。
100HCD的运行方式与其前代产品P90CD类似。通过在滚齿的同时进行倒角/去毛刺操作，再加上高速龙门上下料自动化系统以及格里森具有快速夹紧/松开功能的工件夹具，该设备实现了极短的加工周期。齿轮首先进行滚齿加工，滚齿产生的粗毛刺在滚齿工位的单次装夹中即可去除。
随后，龙门机械手将齿轮卸下并装入倒角/去毛刺工作站，在那里进行径向倒角操作，同时另一齿轮进行滚齿加工。
根据应用需求，倒角工作站可配备单刀具主轴，或可选配双刀具主轴，以实现单刀具或双刀具径向倒角。
两种配置均使用由格里森提供的经济高效、可重磨的硬质合金刀具，刀具带有1至3个切削刃。
单刀具可设计用于齿轮齿面的倒角（可带或不带齿根倒角）。双刀具选项则增加了更多灵活性，可通过专门设计用于钝角和锐角边缘的刀具来调整倒角角度（对于具有高螺旋角的齿轮而言尤为有利，因为这类齿轮的钝角和锐角可能差异很大），从而在后续硬精加工之前满足客户的特定设计要求。
在这两种情况下，径向倒角都快速高效，且由于该操作与其他工件的滚齿加工并行进行，因此对切屑到切屑的时间毫无影响。
五、完整配置
100HCD采用重新设计的直接驱动滚刀架，转速高达12,000转/分钟，并提供三种不同的功率选项，再加上多种滚刀夹紧方式，确保无论是现在还是将来，各种应用都能受益于最佳的切削刀具解决方案。
例如，对于干式切削，最新的G60、G90或硬质合金滚刀材料是理想选择。多种排屑方案确保干式、高温切屑不会干扰高效的切削过程。数控尾座可支撑长达450毫米的盘类和轴类零件的夹紧，采用快速、适应性强的Quik-Flex卧式滚齿工件夹持系统，使滚齿工位和倒角工位的工件夹具更换时间均缩短至一分钟以内。
格里森的GEMS HMI滚齿软件也缩短了加工周期，提高了操作效率并减少了失误。
该软件使设备的设置和换型更直观，且易于学习和操作。这款人机界面与最新的西门子Sinumerik One控制系统相结合，提供了多种新的加工选项，并直观地引导操作员完成设备的滚齿和径向倒角工作流程。
与格里森最新一代的所有设备一样，100HCD也得到格里森完整制造系统的支持，包括滚刀、径向倒角刀具、模块化工件夹具和智能抓手，以及工艺工程和持续培训服务，以确保系统始终以最高效率运行，并生产出最优质的产品。
总结
如今，制造商可选用多种集成式全自动化倒角/去毛刺方案，无论是用于最新电动汽车传动系统和大型车辆中需求量极大的齿轮还是轴。格里森（Gleason）的这些最新解决方案目前已可应用，能够针对诸如汽车类齿轮和轴、卡车尺寸的齿轮或机加工车间等各种不同应用实施合适的倒角工艺。
