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数控立式滚齿机用途是什么

发布时间: 2021-02-18 02:39:30

㈠ yc30180型滚齿机合成机构的用途是什么

加工斜齿轮圆柱齿抄轮需袭要两个运动:一个是产生渐开线的展成运动,这个运动与加工直齿轮时相同,即滚刀旋转和工件旋转的运动;另一个是产生螺旋线的成形运动,它也可分解为两部分,即刀架的直线运动和工件的附加转动。 产生螺旋线的运动和我们车削螺纹时相同,即为了形成螺旋线都需要刀具沿工件的轴线方向移动一个导程时,工件必须转过一周。当滚刀转一周的时候,工件必须转一个齿(使用单头滚刀)。 就是说,形成渐开线时工件要旋转运动,在形成螺旋线时,工件也要旋转运动;因此工件在形成螺旋线的旋转运动要附加在形成渐开线时的旋转运动上,即两个旋转运动的合成。 滚切斜齿轮是形成渐开线和螺旋线的运动都是符合运动,都分解为两部分,每个运动都需一条内联系传动链和一条外联系转动链。形成渐开线的内联系传动链为滚刀到工件,外联系传动链是提供动力的:电机到滚刀;形成螺旋线的内联系传动链为垂直丝杠(直线运动)到工件(旋转运动),这条传动链就被称为差动传动链,外联系传动链是电机到丝杠。 由于形成渐开线要求工件转动,差动传动链也要求工件附加转动,这两个运动同时传给工件,会使工件发生干涉。因此,在传动链中必须采用合成机构。

㈡ 关于数控滚齿机

齿轮是工业生产中的重要基础零件,其加工技师和加工能力反映一个国家的工业水平。实现齿轮加工数控倾和自动化、加工和检测的一体化是目前齿轮加工的发展趋势。

基于开放式运动控制器的数控滚齿系统的研究

摘要:讨论了一种基于开放式运动控制器的数控滚齿体系结构,通过对其进行深入的研究,在国内首次提出了电子差动
齿轮箱的概念,开发出相应的数控滚齿软件,给出了运动控制系统软件的基本模块,以及该数控系统成功用于YG6132B
机械滚齿机数控改造的实例。
序词:数控 滚齿机床 运动控制
中图分类号:TG659
前言
齿轮被广泛地应用于机械设备的传动系统中,滚齿是应用最广的切齿方法〔1 〕,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[2],大大降低了劳动生产率。
以德国西门子、日本发那科公司数控系统为主流的数控滚齿机的出现,大大提高了齿轮加工能力和加工效率。我国目前真正能够生产数控滚齿机的只有2-3个厂家,且使用的多是德国西门子数控系统,加工中模数齿轮,没有自主产权的核心技术,缺少国际竞争力。
注意到以上问题,并根据近来数控技术,尤其是开放式运动控制器飞速发展的现状,本文针对小模数、少齿数、大螺旋角斜齿轮滚齿加工迫切要求数控化的实际需求,进行了深入的研究,成功地开发了了一套基于开放式运动控制器的数控滚齿系统并用于实际生产。
1 基于开放式运动控制器的数控体系结构
该体系结构的核心是一块具有PC104 总线并且自带高速DSP 芯片的开放式多轴运动控制卡,与嵌入式PC 主机构成多处理器结构,提供4路16 位D/A 模拟电压(+/-10V)控制信号,4路4倍频差动式光电编码器反馈信号接口,输入信号频率最高可达8MHZ,32 路光电隔离输入输出接口。可编程数字PID+速度前馈+加速度前馈滤波方式,卡上自带DSP 芯片以实现实时高速插补、计算功能,可完成空间直线、圆弧插补,大大减轻了主机负担,还提供了程序缓冲区,降低了对主机通讯速度的要求[3]。该运动控制卡通过PC104 总线和计算机通讯,一方面将从各控制轴采集到的数据送给主机进行计算,另一方面,将主机根据工艺及数学模型进行运算生成的运动控制指令经过进一步处理送各轴伺服驱动器,完成各轴的运动控制,加工出满足工艺要求的合格零件。由于使用标准的PC104 型工控机作
为主机,采用标准化接口,可灵活地选用电机、驱动装置和反馈元件,支持包括乙太网甚至是Internet 网在内的多种网络协议及拓扑结构,可方便地实现远程控制,组网技术十分灵活而且技术成熟[4]。适应网络化数控的未来发展要求,系统硬件控制部分结构如图1 所示。

图1基于开放式运动控制器的数控系统结构
2
2系统控制软件
本系统控制软件是在纯DOS 下用C 语言开发的,DOS 系统的开放性、单任务、准确的时钟中断管理及其良好的稳定性,为工业化生产提供了可靠的保证。软件框图如图2 所示。其中系统初始化包括自制小汉字字模的装入,显示器图形方式的初始化,控制器滤波参数的整定等;系统诊断模块的作用是监控各被控轴的运动状态,如:各轴有无运动误差超限、伺服报警、运动完成、限位开关动作等;实时控制模块,由中断服务程序实现,它在每个时钟中断周期内读入各轴位置,根据加工对象的加工工艺要求计算出新的运动控制指令送运动器解释执行。
3基于电子齿轮箱的数控滚齿系统
齿轮加工的关键在于实现滚刀和工件之间的展成分度运动关系,也就是要准确地满足两者之间的速比关系,即滚刀转过一转,工件转过K/zc 转,如下式(1)所示:
c b
c
z
K
n
n
= (1)
式中b c n n , -分别为工件轴转速和滚刀轴转速
k zc , -分别为工件齿数和滚刀头数
而在加工斜齿轮和蜗轮时,要求在完成分齿运动的同时,还要完成Z轴或Y轴的附加运动,其运动学方程式如下:
p
l
p
b
c n
r
c n
z b
c
c z m
f
z m
f n
z
K
n
cos sin
± ± = (2)
式中r z f f , -分别为Z、Y轴的进给量
l b, -分别为斜齿轮的螺旋角和刀具安装角
n m -为斜齿轮法面模数。
由式(2)可见,在加工斜齿轮和蜗轮时,输入和输出的关系已不再是一个简单的单输入、单输出的定比传动问题,而是一个多输入、单输出的问题。一般的电子齿轮方式无法解决这类问题,为此本系统成功地开发了电子齿轮箱功能,电子差动齿轮箱是指:对于任何一个通过机械差动变速机构将两个以上(含两个)不同运动,按一定的速比传动关系
合成输出的运动轴,都可以改由计算机控制的交、直流伺服电机单独驱动,去掉原有的机械差动传动链,通过计算机读取安装在各输入轴上传感器反馈回来的运动参数(如转速,进给量等),用软件编程的方法实时计算合成输出轴的运动,实现机械差动传动链的功能。
4应用实例
上述数控滚齿系统已成功地应用到一台宁江机床厂生产的小模数机械滚齿机YG3612B的改造中,改造前该滚齿机用于批量生产模数1,齿数4,螺旋角20 度以上的斜齿轮轴加工,由于我国尚无适应这种小模数、少齿数工件的数控滚齿机,对这种类型工件,该机械滚齿机是目前加工精度最高的滚齿设备,但是由它加工出来的零件成品率仅达80%左
右,造成了巨大的浪费,同时在更换加工品种时需要繁琐地更换各种挂轮,使生产效率大为降低。为此生产厂家强烈要求进行数控改造以便提高加工精度,提高生产效率。经分析造成零件加工精度低的主要原因如下:
(1)滚刀至工件两末端传动件之间各传动元件的加工、装配误差直接影响了展成分度的精度,从而影响工件的加工精度
(2)工件至Z进给轴两末端传动件之间各传动元件的加工误差直接影响了被加工工件螺旋角的准确性
(3)由于是加工4个齿的斜齿轮,单头滚刀每转1转工件要转过90 度,这就决定了滚刀到工件之间的末端传动副不能像通常的滚齿机那样使用大降速比的蜗轮-蜗杆传动副,以便大大降低前面传动副的误差对展成分度的影响〔5 〕(如采用大降速比的蜗轮-蜗杆传动副作末端传动副,蜗杆的高速转动将造成其迅速磨损而失去精度),因此该机床采用了一对19/76=1/4 的空间相交轴传动的螺旋齿轮副作末端传动副,从而使得上述(1)、(2)两点成为影响被加工齿轮轴精度的关键。
针对以上问题,同时考虑生产厂家担心改造后一旦不成功将造成机床报废的顾虑,本文把以最少的改动、最小的投入加工出满足精度要求的小模

图2 控制软件框图
系统初始化
工艺参数修改
系统诊断
主控模块
实时中断控制
各轴坐标显示
PID 参数修改
指令队列各轴位置反馈
3
数、少齿数、大螺旋角斜齿轮作为目标,创造性地建立了如下的改造方案:
(1)彻底断开工件轴和滚刀轴、工件轴和进给轴之间原有的机械传动联系,除去原有的差动传动链
(2)保留滚刀轴至工件轴之间19/76 的末端传动副,在工件轴的上一级传动轴上直接安装交流伺服电机,单独驱动工件轴
(3)滚刀转动和Z轴进给仍采用原来普通电机带动
(4)沿Z轴丝杆进给方向加装高分辨率光栅尺A,直接从末端件提供进给量反馈,从而排除了进给传动链误差对工件螺旋角的影响
(5)在滚刀轴的上一级飞轮轴上加装高分辨率的光电编码盘B,提供滚刀转速反馈改造后的机械结构如图3所示,本数控系统通过实时中断读取光电编码盘B和光栅尺A的读数,由电子差动齿轮箱自动进行合成、数据处理后,经
运动控制卡发出指令,控制伺服电机的运转,最终加工出满足精度要求的齿轮轴,并使产品合格率达到96%以上。
对以上改造的加工小模数、少齿数、大螺旋角数控滚齿机的进一步完善,应从以下几个方面着手:
(1)在滚刀轴的上一级B轴上加装直流或交流主轴电机,以满足输出功率大,调速范围宽,进一步稳定转速的加工要求〔6〕
(2)工件伺服驱动电机轴与工件轴之间,滚刀驱动电机轴与滚刀轴之间都只保留一对高精度降速齿轮传动,这两对齿轮传动副要进行消隙处理,如采用两薄片齿轮弹簧消隙装置
(3)将轴向进给Z轴上的普通丝杠换成具有预紧、消隙功能的滚珠丝杠,并用交流伺服电机直接驱动滚珠丝杠实现匀速进给,消除进给爬行
(4)如需进一步提高该滚齿机的加工能力(加工鼓形齿、非园齿轮等),进一步提高生产效率,降低劳动强度的话,可对径向进给X轴,切向进给Y轴和滚刀刀盘搬角度A轴,都采用单独的伺服电机控制,但这些已不存在原理和技术上的难点,用户只需根据需求和成本进行取舍。
5结论
(1)本数控系统经小模数机械滚齿机YG3612B改造证明是成功的实用系统,且该系统操作简单,运行可靠
(2)本系统在国内首先提出了区别于电子齿轮的电子差动齿轮箱概念
(3)本系统采用国产开放式运动控制卡摆脱了国外进口的限制
(4)充分发挥了PC 平台上的软硬件优势,丰富和改善了开发环境。
(5)支持数控机床进一步向的智能化、集成化、网络化方向发展。
参考文献
1 齿轮制造手册编辑委员会.齿轮制造手册.北京:机械工业出版社. 1997
2 韩彦成.金属切削机床构造与设计. 国防工业出版社.1991
3 固高公司.GT-400-SV 四轴运动控制器用户手册,2001
4 毛军红. 机床数控软件化结构体系. 机械工程学报.2000.36(7):48-51
5 会田俊夫〔日〕.圆柱齿轮的制造.中国农业机械出版社.北京.1984
6 孙汉卿.数控机床原理与维修.中国第一汽车集团公司.1998
A STUDY ON NUMERICAL CONTROL Gear HOBBING
SYSTEM BASED ON OPEN MOTION CONTROLLER
Du Jianming WuXutang
(Xi’an Jiaotong University)
Wu Hong
(Luo yang Institute of Technology)
Abstract: A numerical control gear Hobbing
图3 机床改造后的结构
4
architecture system based on open motion controller is discussed. Through study deeply on it, an idea of electronic differential gearbox is put forward primarily in our country. The umerical control gear Hobbing software is developed. Basic software moles for motion control system and a successful instance that YG3612B model gear Hobbing machine tools is changed by the numerical control system are given.
Key word: Numerical control Gear Hobbing
machine tools Motion control
作者简介:杜建铭,男,1963 年出生,高级工程师,博士研究生,中国第一拖拉机集团公司优秀专家,主要从事数控技术、高精度位置伺服控制和复杂曲面的研究工作

㈢ 数控滚齿机主要应用领域

两轴的可以做直齿。伞齿。鼓形齿 。我公司有y3150k

㈣ 数控设备分哪几种各有什么用途

数控车床、数控镗床、数控铣床、数控立车、数控镗铣床等很多数控设备,根据数控系统有法那科、西门子、广数等不同系统

㈤ 数控立式车床有什么特点

高效CNC数控立式车床,适宜加工中、小型盘、盖类零件高强度铸铁底座、立柱,有版良好的稳定性和权抗震性能立式结构,装夹工件方便,占地面积小采用油水分离结构,使冷却水清洁环保持久分离式冷却水箱,便于清洗精密、高刚度弹筒式主轴结构,便于维修主轴套筒全对称、悬挂式设计,更好的消除热变形对加工精度的影响大功率交流主轴电机,增强了机床运转的稳定性主轴采用进口高级润滑脂润滑,全封闭,免维护床鞍、立柱导轨采用超重负荷直线滚动导轨,动态响应性能好,精度保持性高,配备优质六工位立式电动刀架,刚性高、换刀迅速、可靠集中式机床操作面板,使操作更加方便、快捷X/Z轴采用高精度滚珠丝杠和丝杠专用轴承,精度保持性好整体式全封闭防护,环保清洁。
CNC数控立式车床的特点:
1、具有大型正规立车的精度、功能;
2、无级调速,主电机变频调换转速;
3、价格经济,结构更科学;
4、增加动力万能铣头。

㈥ 数控铣床主要有什么用途

数控铣床的主要功能:
(1)点位控制功能:数控铣床的点位控制主要用于工件的孔加工,如中心钻定位、钻孔、扩孔、锪孔、铰孔和镗孔等各种孔加工操作。
(2)连续控制功能:通过数控铣床的直线插补、圆弧插补或复杂的曲线插补运动,铣削加工工件的平面和曲面。
(3)刀具半径补偿功能:如果直接按工件轮廓线编程,在加工工件内轮廓时,实际轮廓线将大了一个刀具半径值;在加工工件外轮廓时,实际轮廓线又小了一个刀具半径值。使用刀具半径补偿的方法,数控系统自动计算刀具中心轨迹,使刀具中心偏离工件轮廓一个刀具半径值,从而加工出符合图纸要求的轮廓。利用刀具半径补偿的功能,改变刀具半径补偿量,还可以补偿刀具磨损量和加工误差,实现对工件的粗加工和精加工。
(4)刀具长度补偿功能:改变刀具长度的补偿量,可以补偿刀具换刀后的长度偏差值,还可以改变切削加工的平面位置,控制刀具的轴向定位精度。
(5)固定循环加工功能:应用固定循环加工指令,可以简化加工程序,减少编程的工作量。
(6)子程序功能:如果加工工件形状相同或相似部分,把其编写成子程序,由主程序调用,这样简化程序结构。引用子程序的功能使加工程序模块化,按加工过程的工序分成若干个模块,分别编写成子程序,由主程序调用,完成对工件的加工。这种模块式的程序便于加工调试,优化加工工艺。
数控铣床加工范围:
(1)平面加工:数控机床铣削平面可以分为对工件的水平面(XY)加工,对工件的正平面(XZ)加工和对工件的侧平面(YZ)加工。只要使用两轴半控制的数控铣床就能完成这样平面的铣削加工。
(2)曲面加工:如果铣削复杂的曲面则需要使用三轴甚至更多轴联动的数控铣床。
数控铣床的装备:
(1)夹具:数控铣床的通用夹具主要有平口钳、磁性吸盘和压板装置。对于加工中、大批量或形状复杂的工件则要设计组合夹具,如果使用气动和液压夹具,通过程序控制夹具,实现对工件的自动装缷,则能进一步提高工作效率和降低劳动强度。
(2)刀具:常用的铣削刀具有立铣刀、端面铣刀、成形铣刀和孔加工刀具。

㈦ 滚齿机立式和卧式机床是什么样子的

立车主要加工大工件和不易在卧车装夹的工件,回转直径满足的情况下,太重的工件在卧车不易装夹,由于本身自重,对加工精度有影响,采用立车可以解决上述问题,只是找中麻烦

㈧ 数控机械都有哪些应用范围

数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基地,是现代制造技术的核心,是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段。
数控机械的应用范围:
1、高速、精密数控车床,车削中心类及四轴以上联动的复合加工机床。主要满足航天、航空、仪器、仪表、电子信息和生物工程等产业的需要。
2、高速、高精度数控铣镗床及高速、高精度立卧式加工中心。主要满足汽车发动机缸体缸盖及航天航空、高新技术等行业大型复杂结构支架、壳体、箱体、轻金属材料零件和精密零件加工需求。
3、重型、超重型数控机床类:数控落地铣镗床、重型数控龙门镗铣床和龙门加工中心、重型数控卧式车床及立式车床,数控重型滚齿机等,该类产品满足能源、航天航空、军工、舰船主机制造、重型机械制造、大型模具加工、汽轮机缸体等行业零件加工需求。
4、数控磨床类:数控超精密磨床、高速高精度曲轴磨床和凸轮轴磨床、各类高精高速专用磨床等,满足精密超精密加工需求。
5、数控电加工机床类:大型精密数控电火花成形机床、数控低速走丝电火花切割机床、精密小孔电加工机床等,主要满足大型和精密模具加工、精密零件加工、锥孔或异型孔加工及航天、航空等行业的特殊需求。
6、数控金属成形机床类(锻压设备):数控高速精密板材冲压设备、激光切割复合机、数控强力旋压机等,主要满足汽车、摩托车、电子信息产业、家电等行业板金批量高效生产需求及汽车轮毂及军工行业各种薄壁、高强度、高精度回转型零件加工需求。
7、数控专用机床及生产线:柔性加工自动生产线(FMS/FMC)及各种专用数控机床,该类生产线是针对汽车、家电等行业加工缸体、缸盖、变速箱箱体等及多品种变批量壳体、箱体类零件加工需求。

㈨ 立式数控车床有哪些用途

立式数控车床用来加工直径和重量比较大,或在卧式车床上难于安装的工件,主内轴轴线垂直于水平面容、工件安装在水平回转工作台上的车床,由工作台带动作旋转的主运动,由垂直刀架和侧刀架实现进给运动。
立式数控车床也用于加工径向尺寸大而轴向尺寸相对较小,形状复杂的大型和重型工件。如各种盘,轮和套类工件的圆柱面,端面,圆锥面,圆柱孔,圆锥孔等。亦可借助附加装置进行车螺纹,车球面,仿形,铣削和磨削等加工。与卧式车床相比,工件在卧式车床的夹装饰里面上的夹装。而立式数控车床主轴轴线为垂直布局,工作台台面处于水平平面内,因此工件的夹装与找正比较方便。这种布局减轻了主轴及轴承的荷载,因此立式数控车床能够较长期的保持工作精度。

㈩ 大型滚齿机的选用原则及安装有什么简介

规格较小的升降台式数控滚齿机,其工作台宽度多在400mm以下,它适宜中小零件的加工和复杂形面的轮廓铣削任务。规格较大的如龙门式滚齿机,工作台在500—600mm以上,用来解决大尺寸复杂零件的加工需要。
根据加工零件的精度要求选用:
我国已制定了数控滚齿机的精度标准,其中数控立式滚齿机升降台滚齿机已有专业标准。标准规定其直线运动坐标的定位精度为0.04/300mm,重复定位精度为0.025mm,铣圆精0.035mm。实际上,机床出厂精度均有相当的储备量,比国家标准的允差值大约压缩20左右。因此,从精度选择来看,一般的数控滚齿机即可满足大多数零件的加工需要。对于精度要求比较高的零件,则应考虑选用精密型的数控滚齿机。
根据加工零件的加工特点来选择:
对于加工部位是框形平面或不等高的各级台阶,那么选用点位---直线系统的数控滚齿机即可。假如加工部位是曲面轮廓,应根据曲面的几何外形决定选择两坐标联动和三坐标联动的系统。
也可根据零件加工要求,在一般的数控滚齿机的基础上,增加数控分度头或数控回转工作台,这时机床的系统为四坐标的数控系统,可以加工螺旋槽、叶片零件等。
根据零件的批量或其他要求选择:
对于大批量的,用户可采用专用滚齿机。假如是中小批量而又是经常周期性重复投产的话,那么采用数控滚齿机是非常合适的,因为第一批量中预备好多工夹具、程序等可以存储起来重复使用。
从长远考虑,自动化程度高的滚齿机代替普通滚齿机,减轻劳动者的劳动量提高生产率的趋势是不可避免的。
大型滚齿机的安装:
一般的数控滚齿机是机电一体化设计,从制造厂发货到用户,都是整机装运,不需解体包装。因此用户收到机床后,只需按说明书的规定进行即可。注重以下几个方面:
1、开箱
机床开箱后,首先根据包装标志找到随机技术文件,按技术文件中的装箱清单清点附件、工具、备件等。如箱内实物与装箱单不符,应及时与制造厂。然后,仔细阅读说明书,按说明书指导进行安装工作。
2、吊运
按照说明书中的吊装图,在适当的位置垫上木块或厚布,防止钢丝绳碰伤油漆和加工面。在吊运过程中,应尽量降低机床的重心。假如,数控机床的电龟是分离的,则电柜顶部一般有吊环供吊运时使用。
3、调整
对于数控滚齿机,主机是整机发运,出厂前都一调整好,用户在安装中应注重:油压的调整、自动润滑的调整以及重点检查防止升降台垂向下滑装置是否起作用等。

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