弧齿锥齿轮铣齿机的数控化改造锯骨机

弧齿锥齿轮铣齿机的数控化改造

弧齿锥齿轮铣齿机的数控化改造 2012 4弧齿锥齿轮铣齿机的数控化改造4．1弧齿锥齿轮的特点 弧齿锥齿轮是螺旋锥齿轮的一种，其轮齿节线是圆弧的一部分。在齿轮副的啮合过程中，轮齿由一端至另一端逐渐而平稳的进入啮合，同时啮合的齿数多，与直齿锥齿轮相比，弧齿锥齿轮具有重迭系数较大、齿面比压较低、传动平稳、冲击和噪音比较小、承载能力高和寿命长等优点。因此弧齿锥齿轮在传递相交轴间的运动中得到相当广泛的应用，尤其是在汽车、飞机、机床、石油、化工、冶金、矿山机械等行业应用更为广泛。4．2弧齿锥齿轮铣齿机床数控化改造的意义 由于齿形结构、加工方法和齿轮工作安装结构上的复杂性，弧齿锥齿轮的齿面的加工质量，主要靠齿轮副传动中齿面上的接触区(接触痕迹)和运动的平稳件来衡量。对于传统的机械结构的机床，调整参数特别多，而且按照现有的方法进行机床调整加工时，往往得不到理想的接触区，或者为了得到理想的接触区，需要多次试切和多次机床调整，费时费力，多次试切中机床调整又要依赖工人的调整经验。因此加工高质量的弧齿锥齿轮较难实现。 现在数控技术的发展完全可以用数控系统来代替人工的调整，靠控制系统和倒服系统来完成机床精确的运动控制，这样容易加工出高精度的齿轮。 由于普通的弧齿锥齿轮调整运动部件多，结构复杂、体积庞大、重量大、价格高，用数控系统进行改造，经济性能好。4_3改造方案的选择 弧齿锥齿轮铣齿机床的刀具摇台的旋转运动与工件的旋转运动为展成运动，要求有严格的传动比，属于内联系传动链，用机械结构实现比较复杂，用数控系统控制倒服电机来实现比较容易，是数控化改造的重点，其他的运动均为增加自动化程度的，可以根据实际需要选用。因此，弧齿铣齿机床的数控化改造，最低可用两轴数控系统来实现，为了提高自动化程度可以用用三轴、四轴、五轴、六轴甚至，七轴数控系统来控制。但轴数越多，控制系统越复杂，改造成本越高，改造的经济件下降，编程、维护、维修复杂。故采用三轴数控系统代替复杂的机械结构，保留简单的机械结构的调整，使机械结构与数控系统的优势结合起来，机床改造工作量小、造价低廉、操作维护方便。4．4机床的传动原理 以传统的机械传动的弧齿锥齿铣齿机为础，保留简单的传动，将复杂的传动和机床的调整用数控系统来实现，该放案用三轴联动的数控系统即可实现，为主轴交流倒服电机，3、6、7分别为C、A、Z轴倒服电机。 (1)机床的主运动。主运动的电动机为交流变频电机，用一组固定不变的齿轮传动链传动，通过交流变频电机获得所需的切削速度，如果要改变切削速度，只需要用数控系统改变变频电机的转速即可。这样可以省去机械传动中的切削速度交换齿轮(挂轮)组。 (2)进给运动与展成运动。展成运动由C轴伺服电机3与A轴倒服电机6分别控制，电机6通过蜗轮蜗杆带动工件做缓慢的进给运动，在其轴的末端装有脉冲编码器，用以检测实际转过的角度，反馈给数控系统，由数控系统控制电机3的旋转，严格按照给定的传动比运动；电机3通过蜗轮蜗杆带动刀具摇台运动，实现刀具与工件的展成运动。 (3)切入运动。由2轴电机7通过固定的齿轮传动带动丝杠、带动床鞍移动来实现切入和退出。 (4)分度运动。分度运动是通过A轴倒服电机6带动蜗杆、带动蜗轮从而带动工件实现旋转分度。 (5)调位运动。通过于动的方式调整工件头架、床鞍与主轴的相对位置来满足工件轴线与主轴轴线的夹角要求。 该技术方案的特点是将机械传动与数控系统控制的优点结合起来，避免了完个靠机械传动而造成的机床结构复杂、调整参数多、加工效率低、维修维护困难的问题；同时避免了完全靠数控系统驱动所带来的数控轴数多(五轴、六轴甚至七轴)、成本高、编程困难等问题。5 结论 对普通机床尤其是中型、大型、重型机床、专用机床进行数控化改造具有良好的经济效益和社会效益。在改造时要采用合适的技术方案，将机械传动与数控系统控制的优点结合起来，避免了完全靠机械传动而造成的机床结构复杂、调整参数多、加工效率低、维修维护困难的问题；同时避免了完全靠数控系统驱动所带来的数控轴数多、改造成本高、编程困难等问题。

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