基于數控技術(shù)的銑齒機改造

螺旋錐齒輪(即曲線(xiàn)齒錐齒輪)按其齒面節線(xiàn)形狀的不同可分為圓弧齒錐齒輪、延伸外擺線(xiàn)錐齒輪、準漸開(kāi)線(xiàn)錐齒輪等類(lèi)型。

某機床廠(chǎng)生產(chǎn)的H1—003延伸外擺線(xiàn)錐齒輪銑齒機可加工最大工件直徑110 mm時(shí)，齒數5～80，模數0.3-1.5 mm的等高齒螺旋錐齒輪(延伸外擺線(xiàn)錐齒輪)。該機床存在明顯的不足：①剛性差。雖然該機床可加工最大工件直徑110 mm的齒輪，但事實(shí)上當加工的工件直徑接近或達到110 mm，機床振動(dòng)很大，加工出來(lái)的齒輪齒面粗糙度差，加工效率低。②加工范圍窄。當齒輪齒數小于5齒時(shí)，不能加工；當齒輪齒數大于等于5齒且接近5齒時(shí)，由于機床內部的一對蝸輪蝸桿副轉速很高，接近機床設計的最高警戒轉速，機床磨損十分嚴重。連續加工這種齒輪，不到半年機床就需要大修甚至報廢。③修理難。機床結構復雜，傳動(dòng)鏈長(cháng)，修理用時(shí)長(cháng)，且大修成本高，大修后精度明顯下降。

鑒于此，決定對一臺精度下降的HI-003銑齒機進(jìn)行數控化改造試驗。

1 擺線(xiàn)齒錐齒輪銑齒機工作原理

1．1 銑齒機3個(gè)相關(guān)聯(lián)的連續旋轉運動(dòng)

銑齒機切齒加工時(shí)存在3個(gè)相關(guān)聯(lián)的連續旋轉運動(dòng)：①銑刀盤(pán)旋轉切削運動(dòng)；②工件(輪坯)的旋轉分齒運動(dòng)；③機床搖臺相對于工件的展成運動(dòng)。

由于搖臺轉動(dòng)(即進(jìn)給運動(dòng))使平面產(chǎn)形齒輪在銑刀盤(pán)旋轉切削運動(dòng)的基礎上產(chǎn)生附加運動(dòng)，這樣工件的旋轉分齒運動(dòng)在原來(lái)運動(dòng)的基礎上產(chǎn)生相應的附加運動(dòng)(差動(dòng))，通過(guò)這種滾切運動(dòng)形成所需要的齒形。

1．2 銑齒機3個(gè)相關(guān)聯(lián)連續旋轉運動(dòng)之間的關(guān)系



圖1 所示為銑齒機傳動(dòng)系統模式

設Z0為銑刀盤(pán)刀齒組數；Z為被加工齒輪的齒數；ZP為冠輪齒數；Wh為搖臺的角速度；Wr為冠輪的轉運動(dòng)(銑刀盤(pán)轉動(dòng)、工件轉動(dòng)和搖臺轉動(dòng))之間的關(guān)系。




2 機床數控技術(shù)

2．1 數控系統

數控系統是數控機床的中樞，它接受輸入裝置送來(lái)的脈沖信息，進(jìn)行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種信息和指令，控制機床的各個(gè)部分，進(jìn)行規定的有序動(dòng)作。