基于數(shù)控技術(shù)的銑齒機(jī)改造
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2．2 進(jìn)給伺服系統(tǒng)
在數(shù)控機(jī)床上通常按不同的要求選用反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)或交流伺服電動(dòng)機(jī)。
2．3 檢測(cè)元件
檢測(cè)元件的作用是檢測(cè)位移和速度的實(shí)際值，并向數(shù)控裝置或伺服裝置發(fā)送反饋信號(hào)，從而構(gòu)成閉環(huán)控制。如光電編碼器、光柵尺等。
2.4 機(jī)械傳動(dòng)部件
2.5 直線滾動(dòng)導(dǎo)執(zhí)副
直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副可使機(jī)床的零部件(如床鞍)執(zhí)行往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
3 機(jī)床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)思路
3.1 機(jī)床數(shù)控化改造原理
機(jī)床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)思路分析:由式(16)知，當(dāng)機(jī)床工作時(shí)，如果我們用編碼器來(lái)跟蹤機(jī)床中銑刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)，那么銑刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)、工件(輪坯)旋轉(zhuǎn)分齒運(yùn)動(dòng)和搖臺(tái)相對(duì)于工件的展成運(yùn)動(dòng)三者之間的關(guān)系與數(shù)控車(chē)床加工螺紋時(shí)相當(dāng)，因此可以嘗試用車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)對(duì)銑齒機(jī)進(jìn)行數(shù)控化改造,機(jī)床數(shù)控化改造原理示意見(jiàn)圖2所示。
3. 2 機(jī)床數(shù)控化改造主要零部件參數(shù)(見(jiàn)表1)
表1 主要零部件參數(shù)
注:床位的移動(dòng)方式不變
3. 3 主要傳動(dòng)參數(shù)關(guān)系式推導(dǎo)
根據(jù)式(7)和式(14)，結(jié)合機(jī)床切齒過(guò)程，當(dāng)加工左旋齒輪時(shí)，搖臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)(Wh)方向與冠輪轉(zhuǎn)動(dòng)(WP)方向相反，故么ΔWp＜0，ΔWh＞0由式(16)得:
設(shè)此時(shí)銑齒機(jī)的切齒過(guò)程相當(dāng)于螺距為P1的螺紋切削過(guò)程，于是：
(z1為左旋齒輪齒數(shù)，系數(shù)60與電機(jī)步距角等零部件的參數(shù)有關(guān)，通過(guò)計(jì)算得到)。
同理，當(dāng)加工右旋齒輪(記齒數(shù)為歷Zz時(shí)，同樣Wn>0，又設(shè)此時(shí)銑齒機(jī)的切齒過(guò)程相當(dāng)于螺距為P2的螺紋切削過(guò)程，可得：
公式(18)和(20)的推導(dǎo)，進(jìn)一步表明了機(jī)床中銑刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)、工件(輪坯)的旋轉(zhuǎn)分齒運(yùn)動(dòng)和搖臺(tái)相對(duì)于工件的展成運(yùn)動(dòng)三者之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系與螺紋切削相當(dāng)，亦即數(shù)控銑齒機(jī)的切齒過(guò)程“就是”螺紋切削過(guò)程。
4 數(shù)控系統(tǒng)程序參數(shù)計(jì)算
=21191.26
將U、W、P2^／的數(shù)值代入通用程序中即可。左旋齒輪按式(18)計(jì)算(略)。
U、W、P的計(jì)算已編寫(xiě)成軟件包，使用十分方便。數(shù)控化改造后機(jī)床的機(jī)械部分的調(diào)整卡計(jì)算和調(diào)整與原銑齒機(jī)相同。
5 加工試驗(yàn)
數(shù)控化改造后的H1—003銑齒機(jī)，在加工直徑110mm的齒輪(甚至加工直徑達(dá)125mm的齒輪)時(shí)機(jī)床振動(dòng)小，齒輪齒面粗糙度好、精度高、生產(chǎn)率高。
6 結(jié)論
1)經(jīng)改造的機(jī)床中沒(méi)有了高速轉(zhuǎn)動(dòng)的蝸輪蝸桿副，在加工齒數(shù)小于5齒、等于5齒或接近5齒的齒輪時(shí)，原機(jī)床的這一主要磨損現(xiàn)象消失，這對(duì)保持改造后的銑齒機(jī)的精度極為有利。
2)設(shè)計(jì)采用數(shù)控化改造，使之較原銑齒機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，傳動(dòng)鏈大大縮短，增強(qiáng)了剛性，擴(kuò)大了加工范圍，提高了精度，調(diào)機(jī)方便，操作簡(jiǎn)單，提高了生產(chǎn)率。
3)創(chuàng)造性地采用車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)并自編軟件大大降低了改造成本，建立了自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并方便使用者使用。
4)如對(duì)數(shù)控系統(tǒng)和軟件做進(jìn)一步完善，還可使機(jī)床的床位移動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
本文的設(shè)計(jì)思路、方法和相關(guān)技術(shù)對(duì)齒輪機(jī)床制造廠家和齒輪制造廠家的機(jī)床數(shù)控化改造具有較好的參考價(jià)值。
評(píng)論