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基於（yú）普通滾齒機 Y31350 的數控高效化改造設計

2018-12-4 來源：齊重（chóng）數控裝備股份有限公司作者：王偉順李國斌

摘要: 為提高 Y31350 普通滾齒機的加工效率，對其進行了數控高效（xiào）銑齒改（gǎi）造。改造過程以滿足高效性和高穩定性為設計原則，分別對機（jī）床和加工係統選用合適的伺服電動機和（hé）滾珠絲杠，同時選用銑齒專用數（shù）控係統。改造後的 Y31350 在齒輪加工過程中具備了高效率和高穩定（dìng）性的特點，加工精度符合要求。

關鍵詞: 普通（tōng）滾齒機; 數（shù）控高效（xiào）化改造; 銑齒

在機（jī）械加工行業不斷向高精度、高速化方向（xiàng）發展，普通滾齒機在（zài）加工質量、效率等方麵已經跟不上現（xiàn）代化機械加工業的發展（zhǎn）步伐。Y31350 普通（tōng）滾（gǔn）齒機是針對齒圈類工件加工的專用設備,其加工速度與（yǔ）產品質量等方麵已經很難滿足企業發（fā）展（zhǎn）的（de）要求。通過對Y31350 進行數（shù）控高速銑齒改（gǎi）造，可以大大提高其加工（gōng）效率。

1 、改造參數

結合 Y31350 普通滾齒機在生產加工過程中的實際需要，對其在改造後（hòu）所達到的加（jiā）工參數如表 1 所示。

表 1 Y31350 普通滾齒機改造前和（hé）改造後參數對比

2 、改造總體設（shè）計

Y31350 普通滾齒機數控高效化改造主要針對（duì）機床和加工係（xì）統兩大部分: 機床改造部分包括銑削主傳動係統、水平（píng）進給係統、垂直進給係統、工作台分（fèn）度（dù）係統、立柱夾緊（jǐn）係統、工（gōng）作台夾緊係統; 加工係統包括選擇一（yī）套適用高效銑齒的加工係統、液壓（yā）控製係統。改造後機床總體結構如（rú）圖 1 所示。

3 、機床部分改造

3． 1 機床銑削主傳動係統改（gǎi）造

為提高齒輪加（jiā）工效率（lǜ），采用大功率、高轉速的專用銑削刀架( 圖 2) ，其傳動方式采用主電動機 + 聯軸器+ 齒輪降速帶動銑刀盤( 圖 3 ) 高效加工齒輪（lún），冷卻方式采用風冷槍冷卻（què）。

3． 2 機床水平

垂直進（jìn）給係統改造斷開（kāi）原集中傳動鏈，增加（jiā）一（yī）套水平、垂直進給係統圖 4) ，包括西（xī）門子伺（sì）服電動機、減速器、聯軸器、滾珠絲杠（gàng）、支撐座及軸承。

滾珠絲杠的精（jīng）度直接影響機床的加工精度，經過對絲杠強度校核，水平選用（yòng）直徑 100 mm 的FFZD10010 滾珠絲杠，垂直選用直徑 120 mm 的FFZD12020 滾珠絲杠。同時（shí）對電動機進（jìn）行慣量與扭矩校核，水平選用 1FT6086 18． 5 N·m 伺服進給電動機，垂直選用 1FT6105 56 N·m 伺服進給電動機（jī）。絲杠采用兩端固定支撐，一端采用針/推力組合軸承，另一端（duān）采用三組推力球軸承。

3． 3 機床工作台分度係統改造（zào）

斷開原集中傳動鏈，增加一套工作台分度進（jìn）給係統( 圖（tú） 5) ，包括西門子伺服電動機（jī）、減速器、聯軸器（qì）、電動機軸齒（chǐ）輪、支撐座及軸承。

此機（jī）床工作台分度係統的（de）傳動結（jié）構為: 電動機把合在減速器上，減（jiǎn）速器固定在進給箱體上，減速器輸出軸通過聯軸器（qì）與（yǔ）軸齒輪聯接，軸齒輪齧合帶動變導程蝸杆旋轉，變導程蝸杆帶動蝸輪旋轉，蝸（wō）輪與工作台把（bǎ）合一體，帶動工作台（tái）旋（xuán）轉分度。

通過對（duì）電（diàn）動機（jī）進行慣量（liàng）與扭矩校核，選用1FT6105 56 N·m 伺服進（jìn）給電動機。

3． 4 機床立柱、工作台（tái）夾（jiá）緊（jǐn）係統改造

為保證銑削加工精度，在立柱與床身之間、工作台與底座之間增加液壓（yā）夾緊機構( 圖 6) ，保證在加工直齒過程中立柱與工（gōng）作台固定不動。夾緊係統工作原理為: 液壓來油夾緊（jǐn），液壓停油後疊簧放鬆。

4 、數控係統選用

相對於改（gǎi）裝前的 Y31350 滾齒（chǐ）機（jī）而（ér）言，數控高效化改造後因主軸轉速和進給速度有很大的提升，致使加工效率明顯提升，改裝方（fāng）案采用了能（néng）保證高效化加工（gōng）的 SINUMEＲIK 828D 數控係（xì）統。SINUMEＲIK828 D 係統集（jí） CNC、PLC 操（cāo）作（zuò）界麵以及軸控製功能於一（yī）體，係統（tǒng）基於 80 位浮點（diǎn）數的納米（mǐ）計算精確（què）充分保證了控製的精確性。在銑齒加工中可實現柱形工件加（jiā）工的智（zhì）能坐標轉換（huàn），附帶的新功能（néng） SINUMEＲIKMDynamics 工藝包能夠加工出完美的工件表麵和（hé）極端的加工時間。

5 、改造後使用結果

應用改造後的機床加工齒圈( 圖 7，齒數 200，模數12 mm，厚度 100 mm，刀盤線（xiàn）速度 90 m / min，刀盤進給量 1． 2 mm/min，刀盤轉速 80 r/min) ，通（tōng）過對整個加工（gōng）過程（chéng）的跟蹤，得出以下結果: