数控高速滚齿机总体布局与尾座部件设计

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滚齿机床身部件结构设计

滚齿机床身部件结构设计

盐城工学院本科生毕业设计说明书2009目录1 前言 (1)2 总体设计 (3)2.1滚齿机工作原理 (3)2.1.1加工直齿轮时机床的运动和传动原理 (3)2.1.2加工斜齿圆柱齿轮时的运动和传动原理 (3)2.2拟定选择传动方案 (4)2.3 主切削力的估算及电动机的选择 ..................... 错误!未定义书签。

3 机床床身装配结构设计 (9)3.1 滚齿机床身的特性 (9)3.2 滚齿机床身的结构分析 (9)3.3 床身材料的选择 (10)3.4 床身导轨及机床的润滑 (11)4 差动机构设计 (13)4.1 总传动比的计算 (13)4.2 传动比的分配 (13)4.3 设计计算 (14)4.3.1 螺旋伞齿轮的设计]20[ (14)4.3.2 运动合成机构设计 (15)4.3.3差动蜗轮设计]20[ (16)4.3.4圆柱直齿轮的设计]20[ (20)5 结束语 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附件清单 (28)1 前言齿轮加工机床是一种技术含量高而且机构复杂的机床系统,由于齿轮使用的量大面广,齿轮加工机床已成为机械等行业的关键设备。

特别是,随着汽车行业的高速发展,对齿轮的需求量日益增加,对齿轮加工的效率、质量及加工成本的要求愈来愈高,使齿轮加工机床在汽车、摩托车等行业中占有越来越重要的作用。

滚齿机是齿轮加工机床中的一种,其占齿轮加工机床拥有量的40%~50%。

它主要用来加工圆柱齿轮和蜗轮等。

传统滚齿机在加工过程中有以下特点:a.滚削钢齿轮时,应用切削液可提高刀具寿命,改善加工表面的质量和利于排出切削热而不致引起机床的热变形;b.机床漏、混油严重;c.加工成本高;d.生产效率低下,加工质量差,难以满足现代企业生产的要求。

近几年,我国在滚齿机设计技术方面研究的主要内容经历了从传统机械式滚齿机通过数控改造发展为2-3轴(直线运动轴)实用型数控高效滚齿机,到全新的六轴四联动数控高速滚齿机的开发。

Y3150E型滚齿机数控改造及结构设计开题报告资料

Y3150E型滚齿机数控改造及结构设计开题报告资料

毕业论文﹙设计﹚开题报告题目Y3150E型滚齿机数控改造及结构设计学生姓名学号所在院(系)专业班级指导教师2013年3月15 日题目Y3150E型滚齿机数控改造及结构设计一、选题的目的及研究意义1.选题的目的Y3150E型滚齿机采用纯机械的传动链,传动精度低,调整复杂,无法满足大批量、多品种、高精度齿轮的加工要求,针对这一问题,对其进行数控化改造。

控制部分用可编程控制器为核心的数控系统,通过三轴联动实现主运动、展成运动、径向进给运动及附加运动的精确数字控制。

从而有效的扩大加工范围,提高加工精度,提高机床的自动化程度以及生产效率,缩短生产和生产准备周期,并减轻工人劳动强度,改善劳动条件。

2.选题的研究意义近年来,随着我国国民经济的迅速发展和国防建设的需要,对高档数控机床提出了急迫的大量需求。

机床制造业是一国工业之基石,它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段,是不可或缺的战略性产业。

即使是发达工业化国家,也无不高度重视。

机床是一个国家制造业水平的象征,尤其是数控机床系统反映了一个国家的工业发展水平状况。

齿轮作为一种重要的传动零件,其作用主要有两个,一个是传递运动,另一个是传递动力,它广泛用于各类机器、仪表中。

中国齿轮专业协会副会长王声堂这样来评价齿轮的重要性:“中国国徽上有一个齿轮和一根麦穗,分别象征工业与农业。

齿轮是工业的象征,这就充分说明了齿轮在工业中的核心地位。

”另外,齿轮加工在国民经济发展中也占有重要位置,据统计:“十一五”期间,中国齿轮行业总产值由250亿元增长到500亿元,平均增长速度接近20%,五年间上升了一倍,排名世界第四,销售规模上亿元企业超50家,行业集中度明显提高。

2006年中国齿轮行业的年产值是590亿。

但是,传统的机械滚齿机床机械结构非常复杂,一台主电机不仅要驱动展成分度传动链,还要驱动差动和进给传动链,各传动链中的每一个传动元件本身的加工误差都会影响被加工齿轮的加工精度,同时为加工不同齿轮,还需要更换各种挂轮调整起来复杂费时,大大降低了劳动生产率。

数控滚齿机的组成

数控滚齿机的组成

数控滚齿机的组成引言随着工业化发展的加速,数控技术在机械加工领域得到越来越广泛的应用。

数控滚齿机作为一种高精度、高效率的机床设备,在齿轮加工行业中担任着重要的角色。

那么,什么是数控滚齿机?数控滚齿机又由哪些部件组成呢?接下来,将介绍数控滚齿机的组成部分及其作用。

数控滚齿机组成部分数控滚齿机主要由机床本体、滚齿装置、切齿刀具、数控系统和液压系统等部分组成。

1. 机床本体机床本体是滚齿机的主要组成部分,是数控滚齿机实现齿轮精密加工的关键之一。

机床本体一般由底座、工作台、滚齿头架和移动机构等部分构成。

底座是机床的支撑结构,工作台是支撑刀具和工件的平台,滚齿头架是固定在工作台上,支持切削装置的重要组成部分。

移动机构的作用是控制滚齿头架的移动与旋转,以实现对工件的加工。

2. 滚齿装置滚齿装置用于实现滚齿加工。

在数控滚齿机中,采用滚切磨一次完成齿轮的加工。

滚齿装置主要由滚齿头、轴承和夹具等部分组成。

滚齿头是将工件的轮缘处进行切削的部分,通常通过滚筒和滚轮等方式实现。

轴承是支撑滚齿头的重要部分。

夹具则用于固定工件,以保证加工精度。

3. 切齿刀具切齿刀具是实现切齿加工的重要部分,包括刀具头、握刀柄等部分。

切齿刀具的质量、精度和材料对齿轮加工的成果具有重要影响。

4. 数控系统数控系统是数控滚齿机加工的核心部分,能够实现对加工过程的自动控制。

数控系统通常包括计算机、控制卡、运动控制器、伺服驱动器等部分。

在加工过程中,数控系统能够直接控制滚齿头架的移动、角度调节等动作,提高加工精度和效率。

5. 液压系统液压系统作为数控滚齿机的动力源,主要用于驱动滚齿头架和切齿刀具的移动。

液压系统的主要组成部分包括油缸、液压泵、液压阀、操控装置等。

液压系统的好坏会直接影响滚齿加工的效率和质量。

总结以上就是数控滚齿机的主要组成部分,其中每个部分都有着重要的作用。

了解数控滚齿机的组成结构,对于日常的机械加工与设备维护具有一定的帮助。

随着工业4.0的快速发展,数控滚齿机的智能化、高效化、自动化将会带来更加广泛和深远的影响。

机床尾座体的加工工艺及夹具设计

机床尾座体的加工工艺及夹具设计

机床尾座体的加工工艺及夹具设计机床尾座体是机床上支撑工件的重要部件,具有承载重量、固定工件和稳定加工过程等功能。

其加工工艺和夹具设计对于确保机床尾座体的加工质量和稳定性至关重要。

本文将从机床尾座体的加工工艺和夹具设计两个方面进行细致介绍。

一、机床尾座体的加工工艺1.零件加工准备工作首先需要准备好尺寸符合要求的原材料,并进行外观质量检查。

对于大型尾座体,还需要进行热压焊修补和磨削处理,以消除焊缝和热应力。

2.外形加工对于尾座体的外形加工可以采用铣削、钻孔、车削等多种工艺。

一般情况下,首先进行粗加工,再进行精加工。

对于精密的尺寸要求,还需要进行铣削和磨削处理。

3.其他工艺加工尾座体还需要进行螺纹加工、沟槽加工、孔加工等其他加工工艺,以满足尾座体的功能需求。

4.清洗和除锈加工完成后,需要对尾座体进行清洗和除锈处理,使其表面干净,避免对下一道工序产生影响。

5.表面处理尾座体经过清洗和除锈处理后,还需要进行表面处理,如喷涂防锈涂料,以保证其使用寿命和工作效果。

二、机床尾座体的夹具设计1.夹具选择夹具的选择应根据尾座体的形状和尺寸进行,同时考虑加工方式和要求。

常见的夹具有框式夹具、直角板、卡盘等,可以根据具体情况进行选择。

2.夹具定位夹具定位对于保证夹具与尾座体的精确配合起到关键作用。

可采用销轴、定位块等定位方式,确保加工精度和稳定性。

3.夹具固定夹具的固定应考虑夹持力和安全可靠性。

可以通过螺栓、顶固定块等进行夹持,同时要保证夹具与尾座体的协调。

4.其他设计要点在夹具设计过程中,还要考虑加工过程中的合理性和便捷性。

例如,合理设置夹具间隙,以便更换工件;合理设置冷却装置,以保证加工过程中的散热。

总结:机床尾座体的加工工艺和夹具设计是确保尾座体质量和加工效率的重要环节。

通过合理的加工工艺和夹具设计,可以提高尾座体的加工精度和稳定性,提高机床的整体性能。

在实际应用中,还应根据具体需求和条件进行适当调整和改进。

Φ430mm的数控车床总体设计及液压尾座设计

Φ430mm的数控车床总体设计及液压尾座设计

毕业设计说明书设计题目:Φ430mm的数控车床总体设计及液压尾座设计学生班级学号指导教师毕业设计任务书设计题目:Φ430mm的数控车床总体设计及液压尾座设计学生班级学号指导教师兰州理工大学毕业设计任务书学生 ` 指导教师班级职称一.毕业设计题目Φ320mm的数控车床总体设计及横向进给设计Φ320mm的数控车床总体设计及纵向进给设计Φ320mm的数控车床总体设计及液压尾座设计Φ320mm的数控车床总体设计及四方回转刀架设计Φ320mm的数控车床总体设计及六角回转刀架设计Φ430mm的数控车床总体设计及横向进给设计Φ430mm的数控车床总体设计及纵向进给设计Φ430mm的数控车床总体设计及液压尾座设计Φ430mm的数控车床总体设计及四方回转刀架设计Φ430mm的数控车床总体设计及六角回转刀架设计Φ460mm数控车床总体设计及横向进给设计Φ460mm的数控车床总体设计及纵向进给设计Φ460mm的数控车床总体设计及液压尾座设计Φ460mm的数控车床总体设计及四方回转刀架设计Φ460mm的数控车床总体设计及六角回转刀架设计Φ500mm的数控车床总体设计及横向进给设计Φ500mm的数控车床总体设计及纵向进给设计Φ500mm的数控车床总体设计及液压尾座设计Φ500mm的数控车床总体设计及四方回转刀架设计Φ500mm的数控车床总体设计及六角回转刀架设计Φ550mm数控车床总体设计及横向进给设计Φ550mm的数控车床总体设计及纵向进给设计Φ550mm的数控车床总体设计及液压尾座设计Φ550mm的数控车床总体设计及四方回转刀架设计Φ550mm的数控车床总体设计及六角回转刀架设计Φ600mm数控车床总体设计及横向进给设计Φ600mm的数控车床总体设计及纵向进给设计Φ600mm的数控车床总体设计及液压尾座设计Φ600mm的数控车床总体设计及四方回转刀架设计Φ600mm的数控车床总体设计及六角回转刀架设计Φ630mm的数控车床总体设计及横向进给设计Φ630mm的数控车床总体设计及纵向进给设计Φ630mm的数控车床总体设计及液压尾座设计Φ630mm的数控车床总体设计及四方回转刀架设计Φ630mm的数控车床总体设计及六角回转刀架设计二、主要设计参数及技术指标1、 X轴(横向)、Z轴(纵向)改为微机控制,采用步进电机或直流伺服电机驱动,滚珠丝杠传动。

数控机床主传动系统设计及尾架设计

数控机床主传动系统设计及尾架设计

第三章轴的结构设计 ...................................... 9
3.1 轴的结构设计及齿轮尺寸参数 .............................9 3.2 电磁摩擦离合器的计算和选择 ............. 错误!未定义书签。 3.3 轴承的选择 ............................. 错误!未定义书签。
第二章 主传动系统的运动设计 ............................. 2
2.1 主运动系统驱动电机的选择................................2 2.2 拟定转速图 ..............................................5 2.3 拟定传动方案 ...........................................6
I
第四章
主轴结构设计 ................... 错误!未定义书签。
4.1 主轴组件的性能要求 ..................... 错误!未定义书签。 4.2 编码器的选择与安装 .................... 错误!未定义书签。 4.3 联轴器的选择及带轮参数 ................. 错误!未定义书签。
1.1 数控机床的发展概况 ......................................1 1.2 数控机床的发展方向 .....................................1 1.3 数控机床的主传动系统 ...................................1
1
第二章 主传动系统的运动设计

数控高速滚齿机总体布局及尾座部件设计

数控高速滚齿机总体布局及尾座部件设计

数控高速滚齿机总体布局及尾座部件设计一、数控高速滚齿机的总体布局1.机床主体结构数控高速滚齿机的机床主体结构包括床身、立柱、横梁和工作台等部分。

床身是机床的基础,用来支撑整个机床的各个部件。

立柱是床身的支撑部件,用来连接床身和横梁。

横梁是支撑滚齿加工主轴和电机的部件,可以沿着立柱上下移动,以调节工作台的高度。

工作台是用于装夹工件和以夹具固定的部件,可以在横梁的导轨上移动,以完成工件滚齿。

2.数控系统数控高速滚齿机采用数控系统来实现对工件的精确控制。

数控系统包括主控板、伺服驱动器和编码器等部件。

主控板用来接收和处理来自操作员输入的指令,并控制伺服驱动器的运动。

伺服驱动器用来控制滚齿加工主轴和工作台的运动,以实现精确的滚齿加工。

编码器用来实时检测滚齿加工主轴和工作台的位置信息,以提供反馈给数控系统,保证滚齿加工的精度。

3.传动系统数控高速滚齿机的传动系统主要包括滚齿加工主轴的传动和工作台的传动。

滚齿加工主轴采用高速电机作为驱动源,通过伺服驱动器和传动装置将动力传递给刀具,以实现齿轮的滚齿加工。

工作台的传动一般采用导轨和丝杠传动,通过伺服驱动器控制丝杠的旋转,使工作台沿着导轨上下移动,以实现工件的进给和退刀。

1.强度和刚度:尾座部件需要具备足够的强度和刚度,以承受工件在滚齿加工中的切削力和径向力,并保持工件的稳定。

可采用刚性材料制造,并结构加固,以增加尾座部件的强度和刚度。

2.位置调节:尾座部件需要具备一定的位置调节功能,以适应不同长度的工件。

可采用丝杠传动和手动或电动调节装置,使尾座部件可以沿横向移动,以调整工件的位置。

3.中心高度调节:尾座部件需要具备中心高度调节功能,以与滚齿加工主轴保持一致。

可采用手动或电动调节装置,使尾座部件的高度可以调整,以适应不同直径的工件。

4.润滑装置:尾座部件需要设置合适的润滑装置,以减少摩擦和磨损。

可采用滑动轴承和润滑油脂,保证尾座部件运转的平稳和寿命的延长。

5.便于夹紧工件:尾座部件需要具备一定的夹紧功能,以确保工件的牢固固定。

Y315滚齿机总体设计_毕业设计

Y315滚齿机总体设计_毕业设计

Y315滚齿机总体设计摘要滚齿机是齿轮滚刀加工齿轮的专用机床,在齿轮加工中应用最广泛,机床主要由床身、大立柱、工作台、小立柱、传动箱、刀架等几部分组成。

其床身为箱体结构,内部分隔开两个箱、一个液压箱、一个冷却箱,其右上部的导轨为V-平导轨,工作台壳体置于其上,可以沿导轨做直线运动。

大立柱坚固在床身的左上方,刀架滑板装在大立柱的双V导轨上,其上装有挡块,滚切工作时可根据工件的需求,将撞块调到适当位置,当进刀到位撞下挡块时,可使机床自动停车。

本论文结合Y315滚齿机的基本要求和特点,重点对滚齿机的总体设计和后立柱设计计算进行了介绍。

主要工作有一下几个方面:1.绪论部分主要是介绍了Y315滚齿机的组成、工作原理和传统滚齿机的生存空间2.方案设计主要是采用功能分析法分析Y315滚齿机的各功能并求解,确定最佳方案并进行分析3.技术设计主要是计算绘图所需要的主要尺寸,并且对主要零件:后立柱链轮和连轮轴进行计算,校核4.总体设计和人机工程设计主要是着重介绍合理利用人机工程进行Y215滚齿机的总体设计关键词:滚齿机;总体设计;人机工程AbstractGear hobbing is a gear hob special processing machine tools, gear processing in the most widely, primarily by machine bed, the column, table, small column, transmission boxes, tool carrier, such as a few parts. As the bed box structure, separating the two parts of me, a hydraulic box, a cooling box, the upper right of the guide rail for the V-level, working platforms under its shell, it can be along the rail do linear motion. Large column of solid in the upper left corner bed, slide tool carrier mounted on a large column of dual-V rail, which is equipped with a block, the work roll can be cut in accordance with the needs of the workpiece will be transferred into the appropriate location block, when feed into the next block in place, the machine can automatically.In this paper, combined with the basic requirements for hobbing Y315 and characteristics, focusing on the overall design of the hobbing machine and post-column design and calculation are introduced. About the main work areas:1. Introduction is to introduce some of the major components of the Y315 Hobbing Machine, working principle and the living space of the traditional gear-hobbing machine2. Program design is the introduction of the functional analysis of the main analysis of the function of Y315 Hobbing and solving to determine the best solution and analysis3. Technical design is needed to calculate the main drawing size, and the main parts: sprocket and even after the column to calculate axle, checking4. The overall design and ergonomic design mainly focuses on the rational use of man-machine engineering design for the Y215 Hobbing MachineKey words: hobbing machine;design;man-machine engineering目录摘要 (I)ABSTRACT ...................................................................................................................... I I 目录 . (III)第一章绪论 (1)1.1Y315滚齿机的主要组成 (1)1.2传统滚齿机的主要工作原理 (1)1.3传统滚齿机的生存空间 (2)第二章方案设计 (4)2.1明确总功能 (4)2.2功能原理方案的选择 (4)2.3功能图分解 (5)2.4最佳方案的分析及确定 (14)2.5计算滚刀的速度和功率并选择电动机 (19)第三章Y315滚齿机技术设计 (22)3.1后立柱链轮和链的计算 (22)3.2轴计算 (30)3.2.1 小链轮轴的计算 (30)3.2.2 大链轮轴的计算 (34)第四章总体设计 (38)4.1综述 (38)4.2总体造型设计 (38)4.3各大部件的尺寸设计 (39)4.3.1机架设计 (39)4.3.2导轨的设计 (40)第五章人机工程设计 (42)5.1机器造型设计 (42)5.2工作环境设计 (43)5.3机器的色彩设计 (44)参考文献 (47)致谢 (48)附件1 (49)附件2 (53)第一章绪论1.1Y315滚齿机的主要组成滚齿机是齿轮滚刀加工齿轮的专用机床,在齿轮加工中应用最广泛,机床主要由床身、大立柱、工作台、小立柱、传动箱、刀架等几部分组成。

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1 绪论齿轮是机械产品的重要基础零件,它以其恒功率输出、承载能力大、传动效率高等优点而被广泛应用于机床、汽车、摩托车、农机、建筑机械、工程机械、航空、兵器、工具等领域,其质量、性能、寿命直接影响到各类机械的总成质量。

齿轮因其形状复杂,技术问题多,制造难度较大,也造成齿轮加工机床的高度复杂性,所以齿轮制造水平在较大程度上反映了一个国家机械工业的水平。

近年来,随着汽车、机械、航天等工业领域的不断发展,对齿轮提出了更高的要求:传动速度大、承载能力强、使用寿命长、运行噪音小、制造成本低,相应地对齿轮的设计、加工、检测等方面也提高了要求。

在这种背景下,现代设计方法、先进制造技术、计算机技术及相关技术的交叉融合,使齿轮相关技术的研究进入了一个崭新的阶段。

1.1 齿轮加工技术圆柱齿轮的加工方法很多,按齿廓形成原理,可以分为成形法和展成法两大类。

成形法是用刃部形状与被切齿轮槽形状相同的成形刀具来加工齿轮的,属于成形法的齿轮加工方法有铣齿、拉齿、冲齿、成形磨齿、压铸等。

展成法又称滚切法,是加工时切削刀具与工件作相对展成运动,刀具和工件的瞬心线相互作纯滚动,两者之间保持确定的速比关系,所获得加工表面就是刀刃在这种运动中的包络面。

现代齿轮生产中,主要是展成法。

属于展成法的齿轮加工方法有滚齿、插齿、剃齿、珩齿、展成法磨齿、车齿等。

①滚齿加工滚齿是一种高效的、应用最广泛的一种齿廓加工方法,是依照交错轴斜齿轮啮合原理进行加工的。

滚齿精度一般可达7~8级,当采用高精度滚刀和高精度滚齿机时,可滚切5级精度的齿轮。

目前滚齿加工的先进技术有:1)多头滚刀滚齿,可以大幅度提高生产效率,滚刀头数最多可达7头,但各头之间的偏差影响齿轮的齿向精度。

2)硬齿面滚齿技术,国外硬齿面滚齿精度达DIN6级,加工费用仅为磨齿的1/3,效率较普通的磨齿高1~5倍,且无磨削烧伤或裂纹。

3)滚齿机数控化,大幅度提高了机床的加工精度及工艺能力指数,增加了机床的可靠性并且扩大了机床的加工围。

4)干切工艺。

德国Liebherr公司的LC80系列滚齿机,美国Gleason一Pfauter公司的GP130系列滚齿机,日本三菱重工公司的GN10系列滚齿机等均可以采用高速干式切削加工。

国齿轮机床制造厂家在齿轮加工干切技术方面,目前正处于研究的初级阶段。

在CIMT2005机床展上,日本三菱公司展出的GE15A滚齿机上,采用了表面涂有超级干切涂层的MACH7高速钢滚刀,线速度达250 m/min;机床厂展出的YKS3112滚齿机上,采用了表面涂有DUAL涂层的硬质合金滚刀,线速度达181 m/min。

干式滚削具有高的生产率、高精度和高的工件质量,无切削液,工件不受油液污染,符合环保要求,属于无污染的绿色加工工艺。

②插齿加工插齿也是广为采用的切齿方法,它是用形状为齿轮或齿条的插齿刀具,与被加工齿轮按一定的速度作相啮合运动的同时,刀具沿齿长方向作往复运动形成切削加工,特别适合于加工齿轮和多联齿轮。

采用特殊刀具和附件后,还可加工棘轮、外花键、扇形齿轮、齿条、端面齿轮等。

插削速度最高可达1000~2500次/min冲程数,加工精度达5~6级。

插齿技术的研究重点有:1)插齿机的数控化,以便加工椭圆齿轮、非圆齿轮和特殊形状的齿轮。

2)提高插齿机的冲程次数,从而提高插齿效率。

3)硬齿面齿轮的插削工艺的研究。

4)数控插螺旋齿,以提高螺旋齿轮的加工精度。

③剃齿加工剃齿方法除了人们所熟知的平行轴剃齿、对角剃齿外,径向剃齿的发展近年来格外引人注目。

径向剃齿由于只作径向进给运动而省掉了轴向或对角进给,因而效率大大提高。

径向剃齿时,齿轮的齿形和齿向修形均靠剃齿刀修形完成。

剃齿刀齿面轮廓形状和精度要求高,齿形要求中凹,齿向要反鼓,同时对剃齿刀刃口槽形位置、形状(如刃口错位排列)、矩形槽都有很高要求,因此剃齿刀设计和制造上都有相当的难度。

近年来由于径向剃齿刀的研制成功,使径向剃齿这一高效方法在越来越多的齿轮加工中得到应用。

国一些工具厂近年来成功地研制出径向剃齿刀,同时不少齿轮制造厂引进了相应的剃齿刀修磨机床,因而径向剃齿工艺在我国也得到了越来越广泛的应用。

由与径向剃齿比平行剃齿或对角剃齿产生更大的径向挤压力,因此要求机床具有更高的刚性。

机床厂近年开发的YA4232A剃齿机和YAT4232径向剃齿机均具有很高的刚性,适合于汽车、摩托车和机床齿轮的剃齿加工。

④珩齿加工珩齿技术的发展经历了从自由珩到强迫珩,从最初的齿轮式外啮合珩到蜗杆珩再到现在的啮合珩等阶段。

最初的齿轮式外珩齿技术,采用的是自由珩技术,靠珩轮轮齿对工件齿轮表面进行光整加工,可有效地改善齿面质量。

80年代,卡谱(Kapp)公司推出的VAC65型珩齿机,采用了称为Coronieren的硬齿面精加工方法。

其珩磨轮是一个有高精度齿轮的钢环,齿轮齿面上电镀单层CBN磨料。

工具齿轮与工件齿轮间采用电子同步系统相联系,运转过进给使工件齿轮的各项误差逐渐得到修正,从而达到十分稳定的精度。

目前晰齿都用于中、小模数的齿轮。

我国理工大学研究了可控电解珩磨工艺,解决大模数齿轮的珩齿,其特点是不受齿轮模数、齿数、尺寸及结构形式限制,可在滚齿的基础上,将齿形精度提高1~2级,表面粗糙度降低到Ra0.5 m以下。

⑤磨齿加工磨齿是获得高精度齿轮最有效和可靠的方法。

由于现在多用硬齿面的齿轮,磨齿成为高精度齿轮的主要加工方法。

目前碟形砂轮和大平面砂轮磨齿精度可达DIN 2级,蜗杆砂轮磨齿精度达DIN 3~4级,锥形砂轮磨齿精度达DIN 4~5级。

磨齿的主要问题是效率低、成本高,所以提高磨齿效率,降低费用成为当前主要研究方向。

近年来出现的新技术有:1)改进磨削方法,Maag公司提出了“K"磨削法和Niles公司提出了“双面磨削法”,提高了磨齿效率。

2)应用立方氮化硼砂轮高效磨齿,比用单晶刚玉砂轮磨削效率提高5-10倍,被磨削表面不易发生烧伤和裂纹,疲劳强度高。

3)采用数控技术,提高了效率和自动化程度,获得了稳定和可靠的精度。

4)开拓新的磨削原理和磨齿工艺,瑞士赖斯豪尔公司新开发的RZP200型磨齿机采用了环面蜗杆砂轮磨削的连续成形磨齿工艺,其效率是普通磨齿法的5倍。

以上几种圆柱齿轮工艺方法与加工精度的比较见表1.1表1.1 圆柱齿轮工艺加工方法和加工精度比较工艺方法工艺方法简图加工精度加工特点滚齿5~9 生产率高,通用性大,连续分度滚齿,运动误差易保证插齿5~8 适用于中小模数齿轮加工,通用性好,广泛用于齿轮、双联及多联齿轮加工剃齿5~7 主要用于齿轮的滚、插预加工后的精加工,和磨齿相比,具有效率高,成本低,齿面无烧伤和裂纹等优点珩齿6~8 效率高,成本低,表面质量好,齿面无烧伤,尤其适用于作硬齿面滚、插后改善表面粗糙度的后续工序磨齿成型砂轮磨齿7~8生产率很高,砂轮是专用的,适用于较大批量生产齿轮蝶形砂轮磨齿4~7采用碟形砂轮的棱边磨削不加冷却液,生产率较低蜗杆砂轮磨齿5~7生产率很高,特别适用于成批生产和大量生产1.2 传统滚齿机分析传统滚齿机典型机型Y3150E,传动系统图如图1.1所示。

传统的滚齿机传动采用单电机驱动,用分流传动方式驱动多个执行机构,联传动链严格的速度同步与行程同步关系是靠具有准确传动比的传动元件(齿轮、蜗轮、蜗杆等)实现的,调整环节采用挂轮以保证足够精度的传动比与调整围。

传动系统有五条传动链:主运动传动链、展成运动传动链、轴向进给传动链、附加运动传动链、快速空行程传动链。

这些传动使滚齿机只具有滚切圆柱齿轮、蜗轮的加工能力,其工作围不仅较窄,而且机械结构复杂,且传动链上的工作元件多。

例如展成运动链和附加运动链除了要必须经过合成运动机构外,从首端件到末端件还各自需要经过9对齿轮、蜗杆蜗轮、以及10根左右轴的顺序传递;轴向进给传动链则需要经过8对齿轮、蜗杆蜗轮、丝杠螺母、7根轴的顺序传递。

这些传动链不仅传动元件多,积累误差大,而且误差还交替传递,尤其是展成运动链和附加运动链有一部分重复使用,这样就易形成误差的交替传递,从而将附加运动的传动误差,传入到要求分度运动准确性很高的展成运动上。

传统机械滚齿机的滚刀主轴转速最高为500rpm,工作台转速最高为32rpm。

传统机械传动链滚齿机已经不适合新型机床对传动精度与传动速度的要求。

由于各传动元件的制造和安装误差,使得联传动链首端件和末端件不能按理想的传动关系运动,存在传动误差。

滚齿机传动链精度是指按规定的工件齿数调整后,工件主轴相对于滚刀主轴回转运动的转角误差。

传动链中的传动环节与传动元件越多,传动误差的来源越多,传动误差也越大,传动链的传动误差是影响齿轮加工精度的主要因素。

提高联传动链的传动精度一直是此类机床的研究重点。

图1.1 Y3150E滚齿机传动系统图1.3 数控滚齿机分析二十世纪80年代以来,数控滚齿机进入了实用阶段。

随着计算机技术、电子技术和自动控制技术的发展,国外滚齿机产品中,数控滚齿机已占主导作用,我国研制的数控滚齿机始于二十世纪80年代中期。

数控滚齿机的机械结构,在很多方面继承了传统机械滚齿机的特点,但由于应用了数控技术所以在结构上作了相应的改进,以充分发挥机电一体化的优势。

现代数控滚齿机,各个运动都由单独的伺服电机驱动,交流主轴电机直接安装在刀架上,经过几对高精度圆柱斜齿轮传至滚刀主轴,区别于传统滚齿机设计中主轴运动由普通或变频电机通过较长传动链传至主轴,而此设计大大降低了传动误差,提高了传动精度,并增强了相关的传动特性和传动刚性,转速可达1500rpm。

工作台采用大直径高精度圆柱斜齿轮传动,改变了传统的工作台由蜗轮、蜗杆传动的形式,提高了加工效率,采用高精度、高刚性滚动轴承支承,最高转速可达150rpm,显著提高了机床的加工精度。

数控滚齿机采用全数字控制,并带有EGB(Electronic Gear Box)电子齿轮箱,由它代替了传统机械滚齿机各种交换齿轮的功能,所以机床各项运动精度高,调整方便。

机床的柔性好,切削循环可设置一次、二次方框循环,L循环等多种切削循环方式,除可加工圆柱直齿轮、斜齿轮、短花键轴、链轮、蜗轮等外,还可加工多种锥齿轮、鼓形齿等特殊齿形的齿轮。

图1.2 数控滚齿机传动系统图数控滚齿机由于传动链大大缩短,减少了轴、轴承和齿轮等元件的制造误差、间隙和装配误差的影响;另一方面由于刚度的提高和热变形的减少保持了精度的稳定性;第二是可以方便地对机械误差进行补偿。

所以相对传统机械滚齿机来说,机械误差对加工精度的影响能得到有效的控制。

图1.2是国目前最先进的数控滚齿机传动系统图。

1.4 滚齿加工技术的发展趋势滚齿是国外应用最广的切齿方法,一些国家滚齿机的拥有量约占所有齿轮机床总量的45~50%。

为适应齿轮加工行业对制造精度、生产效率、提高质量及清洁生产的要求,滚齿机及滚齿加工技术出现了以下几个发展趋势:①全数控化所谓的全数控化,指不仅齿轮加工机床的各轴进给运动是数控的,而且机床的展成运动和差动运动也是数控的,即机床的各运动轴进行CNC控制及轴间实现联动。

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