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(完稿)弧面蜗杆加工专用数控机床及控制系统设计(CAD全套) (完稿)弧面蜗杆加工专用数控机床及控制系统设计(CAD全套)

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而制成,其参数除外径略小,齿厚称法外,其余与工作蜗杆在同样条件刃面出。般珩面蜗杆的线速度比剃齿高些,珩面时应采用足够的冷却。珩齿对提高蜗轮齿面光洁度十分显著,般可达。剃齿和珩齿目前工厂里均有采用,剃齿的优点能提高接触粘度,生产率较高,但剃齿制造困难,且剃刀使用寿命有限,因此有些工厂多采用珩齿法加工,因珩齿蜗杆制造简单,成本低,周期小,其主要缺点是生产率低。第章弧面蜗杆数控专用机床.加工弧面蜗杆蜗轮传统机床在滚齿机上加工圆弧面蜗杆和蜗轮根据目前我国的情况,采用专用机床还很少,大多数工厂采用滚齿机来加工圆弧面蜗杆和蜗轮,滚齿机已具有上述加工圆弧面蜗杆蜗轮的各项基本运动,原则上只要将弧面蜗杆毛胚安装到滚齿机刀架上,刀盘装到工作台上就能加工蜗杆。至于圆弧面蜗轮的加工与普通蜗轮在滚齿机上加工完全相同,仅仅刀具是圆弧面蜗轮滚刀。然而滚齿机不是打算用来加工弧面蜗杆的,所以必须对滚齿机进行适当的改装,或者由机床厂生产专门加工圆弧面蜗杆的变型滚齿机。改装滚齿机主要是.毛胚的安装,在滚齿机沙锅内加工圆弧面蜗杆,最简单的办法是将蜗杆毛胚端作出工艺锥,直接将蜗杆毛胚安装到刀架主轴上,而另端用支承架支承。但是,圆弧面蜗杆的直径和角度通常较大,原滚齿机的刀架大部分不能装夹,因此,许多工厂设计制造种结构简单,刚性好的专用刀架,专供切制圆弧面蜗杆和蜗轮之用,也有些工厂将原切向刀架改装为加工圆弧面蜗杆的。.主轴转速的降低,用切刀加工圆弧面蜗杠螺牙时需要低的转速,如果用指状铣刀杆螺牙需要更低的转速,而滚齿机主轴的最低转速还是偏高,例如滚齿机最低转速为.转分,因此,必须设法降低主轴转速。通常是设计另外套减速系统来代替原来机床主电动机,重型机械厂设计制造的减速减置用在.米滚齿机上,为了提高生产率,应将空程转速加快,在减速装置中配置超越离合器,空程时快速运动直接由原机床电动机通过超越离合器来带动。另种减速装置,当电磁离合器吸合时,运动由电动机经蚂杠蚂轨付传到轴Ⅱ上,再由皮带轮传到机床主运动中去,这时获得低转速,用来切削圆弧面蜗杠。若电磁离合器吸合时,运动由电动机经转轴Ⅰ锥齿轮轴Ⅲ到Ⅱ,再由皮带轮传进机床主运动,用于空程和精车弧面。.周围进给机构,在滚齿机上加工圆弧面蜗杆,当粗切达到中心距后,精切时必须采用圆周进刀。种办法是将分齿挂轮的个齿轮拔出后错动个或几个牙齿再装进去,另个办法是转动差动机构。前者需要仃止机床,操做麻烦,后者差动机构离工件很远,可以从差动挂轮架齿轮通过长轴引到工作台附近,并在轴上装上分度盘,这样就能在工作台附近操作差动机构,方便而准确地进行圆周进刀。在改装车床上加工圆弧面蜗杆有些中小型冶金矿山机械厂,采用改装普通车床来加工圆弧面蜗杆获得较好的效果。有些矿山机械厂将车床改装为圆弧面蜗杆加工机床。将原有小拖板卸掉,换上特制拖板,此拖板上装上回转工作台,在大拖板后安装上差动箱,分齿挂轮架固定在床身上,工件安装在卡盘和后顶尖之间,由车床主轴带动旋转,由于车床最低转速为转分,需降低到.转分,故在主电动机和主轴箱之间加减速机。刀盘装在回转工作台上,分齿运动由主轴上齿轮,经分齿挂轮架上升轮齿轮,轴差动机构锥齿轮花毡轴蜗杆蜗轮付传动。主轴和工作台的旋转运动应符合工作蜗杆蜗轮付的传动比,如果采取对称修型,则传动比应符合修型后传动比,比处修型后传动比为,故传动链计算式为分齿工件转转差动式中差动故分齿如果被加工圆弧面蜗杆蜗轮付的传动比改变了,只需要换分齿挂轮架上齿轮就能满足要求。回转工作台的径向进给可用原车床横向进给机构来实现。但必须进步降低进给量。可以更换从主轴到进给箱之间挂轮来获得。工作台的周围进给靠手柄经差动机构来达到。在普通车床上加工圆弧面蜗杆具有操作方便,改装容易等优点。缺点是目前没有高精度回转工作台,有些工厂采用铣床回转工作台附件,其精度较差,另个是安装工作台的大拖板刚性较差,床身导轨的宽度也不够。但对于中小型工厂,采用普通车床加工中小型圆弧面蜗杆容易实现,解决上述缺点的办法是制造高精度回转工作台,并在车床前面加辅助导轨,换个刚性好的大拖板。.弧面蜗杆加工专用机床设计普通机床改装成加工弧面蜗杆专用机床的优点是容易实现,但制造精度较高,所以新设计加工弧面蜗杆专用机床时,几乎都采用数控技术,用伺服电机来控制各种进给运动。图是将普通车床进行数控改造成弧面蜗杆加工专用机床的传动结构示意图,更换原车床上纵向,横向丝杆为滚珠丝杆,分别用步进电动机控制将回转工作台固定在拆除刀架后的中拖板上,由步进电动机控制,使回转工作台做旋转运动回转工作台上新增加纵向丝杆,横向丝杆和横向托架,由步进电动机控制其运动,并将动力磨削头固定在此托架上。工作装夹在分度头和尾座顶尖之间,步进电动机控制并带像根螺杆,称为蜗杆。大齿轮称为蜗轮。为了改善啮合状况,将蜗轮分度圆柱面的母线改为圆弧形,使之将蜗杆部分地包住,并用与蜗杆形状和参数相同的滚刀范成加工蜗轮,这样齿廓间为线接触,可传递较大的动力。蜗杆蜗轮传动的特征其,它是种特殊的交错轴斜齿轮传动,交错角为,很少,般其二,它具有螺旋传动的些特点,蜗杆相当于螺杆,蜗轮相当于螺母,蜗轮部分地包容蜗杆。蜗杆传动的类型杆形状的不同可分圆柱蜗杆传动普通圆柱蜗杆阿基米德蜗杆渐开线蜗杆法向直廓蜗杆锥面包络蜗杆和圆弧蜗杆。普通圆柱蜗杆圆弧蜗杆环面蜗杆传动环面蜗杆锥蜗杆传动锥蜗杆动蜗轮蜗杆结构蜗杆结构蜗杆通常与轴为体,采用车制或铣制,结构分别见下图蜗轮结构蜗轮常采用组合结构,由齿冠和齿芯组成。联结方式有铸造联结过盈配合联结和螺栓联接,结构分别见下图。蜗轮只有在低速轻载时采用整体式。.蜗杆传动的特点及其应用蜗杆传动的特点在动力传动中,般传动比在分度机构或手动机构的传动中,传动比可达若只传递运动,传动比可达。由于传动比大,零件数目又少,因而结构十分紧凑。在蜗杆传动中,由于蜗杆齿是连续不断的螺旋齿,它和蜗轮齿是逐渐进入啮合及逐渐退出啮合的,同时啮合的齿对又较多,故冲击载荷小,传动平稳,噪声低。当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时,蜗杆传动便具有自锁性。这时,只能以蜗杆为主动件带动蜗轮传动,而不能由蜗轮带动蜗杆运动。蜗杆传动与螺旋齿轮传动相似,在啮合处有相对滑动。当滑动速度很大,工作条件不够良好时,会产生较严重的摩擦与磨损,从而引起过分发热,使润滑情况恶化。因此摩擦损失较大,效率低当传动具有自锁性时,效率仅为.左右。为保证有定使用寿命,蜗轮常须采用价格较昂贵的减磨材料,因而成本高。蜗杆轴向力较大,致使轴承摩擦损失较大。蜗杆传动的应用由于蜗杆蜗轮传动具有以上特点,故常用于两轴交错传动比较大传递功率不太大或间歇工作的场合。当要求传递较大功率时,为提高传动效率,常取。此外,由于当较小时传动具有自锁性,故常用在卷扬机等起重机械中,起安全保护作用。它还广泛应用在机床汽车仪器冶金机械及其它机器或设备中利用蜗杆传动传动比大省力的特点,以及它的自锁性能,在起重机械中广泛应用。蜗杆传动由蜗杆相对于蜗轮的位置不同分为上置蜗杆和下置蜗杆传动。.弧面蜗杆的加工这种蜗杆按其蜗旋面的形成特征可分为阿基米德螺线蜗杆法向直廓蜗杆和渐开线蜗杆,通常都采用前面两种。蜗杆的技术要求与轴类零件相同,只是增加了蜗杆螺牙的制造程度和光洁度。在车床上用车刀加工蜗杆是最普通的方法。车蜗杆和车梯形螺纹的方法相类似,所用的车刀刃是直线型的,刀尖角等于。般在蜗杆时将车刀刀刃放于水平位置,并且与蜗杆轴线在同水平面内,这样加工出来的蜗杆在垂直于轴心线的截面内齿形是阿基米德螺线,所以叫阿基米德蜗杆,它的轴向截面齿形是直线的,法向截面齿形不是直线的。当螺旋线升角较大时,如果仍把车刀刀刃放置在水平位置上,车刃的两个刀刃的前后角就很不理想,总会有个刀刃是没前角,为了使车刀获得合理的前角和后角,常用的把车刀分别加工蜗杆的两个侧面,或者将车刀刀刃放在蜗杆齿面的法向位置来加工蜗杆,这样加工出来的蜗杆,轴向截面齿形不是直线的,而法向截面齿形才是直线的。所以叫法向直廓蜗杆,也有叫延长渐升线蜗杆的,正因为如此,小螺旋线升角小于常用阿基米德蜗杆,大螺旋线升角常用法向直廓蜗杆,也是由加工方法而决定的。当批量较大时,可以在专用铣床或车床改装成专用铣床上,采用长状铣刀和指状铣刀来精铣蜗杆,然后再用车刀来进行精加工,可提高生产率。如果蜗杆精度要求不太高,通常用车削就可完成加工。但对于高精度的分度蜗杆,或较高精度的高转速传动蜗杆,由于需经淬火处理,故车削只能作为淬火前的加工,而需采用启削作为终加工,用来启削蜗杆的机床,可以用车床改装,也可以用铲启车床,还有专门设计的蜗杆启床例如蜗杆启床和精密螺母启床如万能螺丝启床。.弧面蜗轮的加工普通蜗轮的技术要求与圆柱齿轮基本相同,主要包括三个方面齿形的加工精度和齿侧蜗轮胚基准孔,喉结部分的尺寸精度和几何形状精度,基准孔与喉结轴心线的不同轴度,基准端面对基准孔轴心线的不垂直度,如果是嵌入轮圈式蜗轮,还必须对组装的配合表面提出定的精度要求装面光洁度。与圆柱齿轮加工相似,蜗轮加工也是经过蜗轮胚加工和齿形加工两个阶段。齿胚加工与圆柱齿轮齿胚加工基本上相同,但胚加喉结部分的加工,如果是嵌入轮圈式的,首先将轮壳和轮圈分别进行加工,然后组装在起时进行轮胚的精加工,在进行精加工时,应将喉结,基准孔和基准端面在次安装下加工出来,或首先加工好基准孔,用心轴定位安装来加工喉结和基准端面,以保证喉结基准孔的不同轴度,以及基准端面和轴心线的不垂直度。螺轮齿形的加工是蜗轮整个加工过程中的关键工序,也是加工中的主要矛盾。齿形加工方法有滚齿飞刀切齿剃齿等。冶金矿山机械和重型机械厂主要采用滚齿和飞刀切齿。.用蜗轮滚刀加工蜗轮在滚齿机上用蜗轮滚刀加工蜗轮齿形是加工蜗轮的种基本方法,滚动蜗轮与滚切圆柱齿轮有许多共同点,但椰油很多不同点,这些特点是齿轮滚刀的基本蜗杆没有严格的规定,可以采用阿基米德型,法向直廓型或渐升线型,按工作条件由自己选择,基本蜗杆的直径也可由自己决定。但蜗轮滚刀的基本蜗杆相当于般加工蜗轮相啮合的蜗杆,不但蜗杆的类型应相同,而且主要尺寸如轴向模数,分度圆直径,头数,螺旋方向,螺旋升角等均须致,只是外径比工作蜗杆稍大些,以便使加工后的螺轮与蜗杆啮合时有齿顶间隙。坛大量通常为径向间隙的两倍,即为轴向模数。蜗轮滚刀水平安装,不需要象加工圆柱齿轮那样刀架要搬角度,同时蜗轮滚刀轴心线应和蜗轮蜗杆传动啮合状态样,应在蜗轮中心平面内。工件的分齿运动应符合蜗杆蜗轮传动速比的关系,即蜗轮滚刀转,被加工蜗轮应转个齿单头滚刀或几个齿多头滚刀。滚齿机分齿蜗轮的计算与加工圆柱齿轮的计算或相同。例如滚齿机当时,分齿当时,分齿但滚切蜗轮时,不能忽视蜗轮滚刀的头由文。进给方向,加工圆柱齿轮时,滚刀相对被切齿轮由上向下或由下向上作垂直进给运动。但加工蜗轮时,蜗轮滚刀要保持在蜗轮中心平面内,因此蜗轮滚刀相对工件只能作径向进给或切向进给。径向进给法这时蜗轮滚刀向被加工蜗轮作径向进刀,逐渐切至全齿深为止。这种方法在生产中应用较广,因为生产率高,而且不需要切向刀架许多滚齿机往往没有这种附件。径向进给运动是滚切过程中被加工蜗轮转转,滚刀在水平面没被切蜗轮半径方向移动径毫米,运动是通过径向丝杆来实现的。滚齿机径向供给传动关系。工作台蜗轮付蜗杆蜗轮进给挂轮进给接通离合器齿轮锥齿轮锥齿轮蜗杆蜗轮接通螺旋齿轮脱落蜗杆蜗杆蜗轮锥齿轮径向进给丝杆毫米刀架立柱水平移动。列成计算式径工作台转转进给经简化和整理得到径向进给挂轮调整公式进给径径切向进给法此时用端为锥形的蜗轮滚刀也有叫玉米滚刀的,沿被加工蜗轮位切向进给,滚刀和被加工蜗轮的中心距,予先调整到蜗轮蜗杆的中心距,加工时保持不变
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