日式螺旋切削傘齒機(jī)的維護(hù)與改進(jìn)講解

1、電子科技大學(xué)畢業(yè)論文 日式螺旋切削傘齒機(jī)的維護(hù)與改進(jìn)目 錄第一章 緒論1第二章 日式螺旋切削傘齒輪與機(jī)床的應(yīng)用2第三章 螺旋切削傘齒輪機(jī)床的發(fā)展歷程3第四章 螺旋切削傘齒機(jī)加工原理4第五章 鐵屑對螺旋切削傘齒機(jī)的危害6第六章 日式螺旋切削傘齒機(jī)的維護(hù)與改進(jìn)9結(jié)束語11謝 辭12參考文獻(xiàn)13第一章 緒 言齒輪做為常用的機(jī)械元件，一向廣泛的被運(yùn)用在機(jī)械的傳動裝置中，小至鐘表用齒輪，大至船舶渦輪機(jī)用的大型齒輪，都能通過選配齒數(shù)組合，獲得任意且正確的傳動比。它的功率范圍大、傳動效率高、圓周速度高、傳動準(zhǔn)確、使用壽命長、結(jié)構(gòu)尺寸小等特點(diǎn)已成為許多機(jī)械產(chǎn)品不可缺少的傳動部件，也是機(jī)器中所占比重最大的傳動形

2、式。而螺旋傘齒輪是一種可以按穩(wěn)定傳動比平穩(wěn)、低噪音傳動的傳動件，在不同的地區(qū)有不同的名字，又叫螺旋傘齒輪、弧齒傘齒輪、弧齒錐齒輪、圓弧錐齒輪、螺旋錐齒輪等。螺旋傘齒輪傳動效率高，傳動比穩(wěn)定，圓弧重疊系數(shù)大，承載能力高，傳動平穩(wěn)平順，工作可靠，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)能省料，節(jié)省空間，耐磨損，壽命長，噪音小。齒輪加工機(jī)床主要分為圓柱齒輪加工機(jī)床和錐齒輪加工機(jī)床兩大類.本文主要介紹圓柱齒輪加工機(jī)床主要用于加工各種圓柱齒輪、齒條、蝸輪。常用的有滾齒機(jī)，插齒機(jī)、銑齒機(jī)、剃齒機(jī)等。在企業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)控機(jī)床能否達(dá)到加工精度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、提高生產(chǎn)效率的目標(biāo),這不僅取決于機(jī)床本身的精度和性能，很大程度上也與操作者在生產(chǎn)

3、中能否正確地對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)和使用密切相關(guān)。與此同時，我們還應(yīng)當(dāng)注意到：數(shù)控機(jī)床維修的概念，不能單純地理解是數(shù)控系統(tǒng)或者是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械部分和其它部分在發(fā)生故障時，僅僅是依靠維修人員如何排除故障和及時修復(fù)，使數(shù)控機(jī)床能夠盡早地投入使用就可以了，這還應(yīng)包括正確使用和日常保養(yǎng)等工作。綜上兩方面所述，只有堅持做好對機(jī)床的日常維護(hù)保養(yǎng)工作，才可以延長元器件的使用壽命，延長機(jī)械部件的磨損周期，防止意外惡性事故的發(fā)生，爭取機(jī)床長時間穩(wěn)定工作；也才能充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的加工優(yōu)勢，達(dá)到機(jī)床的技術(shù)性能，確保數(shù)控機(jī)床能夠正常工作，因此，這無論是對機(jī)床的操作者，還是對機(jī)床的維修人員來說，數(shù)床的維護(hù)與保養(yǎng)就顯得非

4、常重要，我們必須高度重視。第二章 日式螺旋切削傘齒輪與機(jī)床的應(yīng)用在各種機(jī)械傳動中，以螺旋傘齒輪的傳動效率為最高，對各類傳動尤其是大功率傳動具有很大的經(jīng)濟(jì)效益；傳遞同等扭矩時需要的傳動件傳動副最省空間，比皮帶、鏈傳動所需的空間尺寸?。宦菪齻泯X輪傳動比永久穩(wěn)定，傳動比穩(wěn)定往往是各類機(jī)械設(shè)備的傳動中對傳動性能的基本要求；螺旋傘齒輪工作可靠，壽命長。螺旋傘齒輪廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外油田石化機(jī)械、各類機(jī)床、各種機(jī)械加工設(shè)備、工程機(jī)械、冶金設(shè)備、軋鋼機(jī)械、礦山機(jī)械、煤礦機(jī)械、紡織機(jī)械、船舶機(jī)械、船舶工業(yè)、航空航天、叉車、電梯、減速機(jī)、飛機(jī)制造等許多行業(yè)領(lǐng)域。螺旋傘齒輪配套使用在各種機(jī)械設(shè)備上，表現(xiàn)出其卓越的性能

5、，深受航空航天裝備制造廠、輪船造船廠、工程機(jī)械廠、冶金設(shè)備廠、軋鋼備件廠、軋鋼機(jī)械廠、軋鋼廠、冶金機(jī)械廠、礦山機(jī)械廠、煤礦機(jī)械廠、油田石化機(jī)械廠、紡織機(jī)械廠、機(jī)床廠、設(shè)備公司、電梯公司、飛機(jī)制造廠、減速機(jī)廠、采煤機(jī)械廠、輕工機(jī)械廠、軋鋼廠、軋鋼設(shè)備廠、冶金設(shè)備廠等各類客戶喜愛1。 齒輪加工機(jī)床主要分為圓柱齒輪加工機(jī)床和錐齒輪加工機(jī)床兩大類.本文主要介紹加工機(jī)床主要用于加工各種圓柱齒輪。第三章 螺旋切削傘齒輪機(jī)床的發(fā)展歷程1874年，威格里森首先發(fā)明了直齒錐齒輪的加工原理，于1875年試制成功第一臺直齒錐齒輪刨齒機(jī)，首先使用了仿形法加工直齒錐齒輪的加工方法。1904年，比爾提出雙刀盤銑齒法加工直

6、齒錐齒輪的基本原理，后被格里森公司所采用，最初在NO2A上加工。1905年用刨齒法（滾切法）加工直齒錐齒輪。1913年，格里森公司發(fā)明了弧齒錐齒輪加工原理，采用單面法加工。1925年，格里森公司發(fā)明了加工準(zhǔn)雙曲面齒輪的加工方法。1930年，格里森公司發(fā)明了弧齒錐齒輪用磨齒的方法，提高了精度。零度錐齒輪采用磨齒后，可代替直齒錐齒輪，用于航空工業(yè)，促進(jìn)航空工業(yè)的發(fā)展。1934年1935年，弧齒錐齒輪、零度錐齒輪及準(zhǔn)雙曲面錐齒輪傳動副中大輪采用成形法加工，其生產(chǎn)率可比滾切法提高45倍，園拉刀盤轉(zhuǎn)一周就能加工一個齒，所以通常也稱做單循環(huán)法。拉刀盤的刀片在直徑方向一個比一個高，園拉刀的第一個刀片與最后一

7、個刀片之間的空擋是用于分齒的。1936年后期發(fā)明了直齒錐齒輪Revacycle拉齒法，用于大量生產(chǎn)，這種加工方法使用一把大直徑銑刀盤，刀盤上裝有粗切刀片和半精切刀片、精切刀片，加工一個齒的時間僅需要三秒鐘。刀盤轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)加工一個齒，其相應(yīng)的機(jī)床為格里森的NO8直齒錐齒輪拉齒機(jī)。1950年初，為了發(fā)展萬能性機(jī)床適用于小批生產(chǎn)，提出了統(tǒng)一刀盤法。其是在NO106，NO116銑齒機(jī)上使用一把雙面銑刀盤，采用單面回轉(zhuǎn)法加工大小輪兩齒面，減少刀盤數(shù)目，調(diào)整計算簡單，適用范圍較廣。五十年代中期，采用螺旋成形法加工傳動副中的大輪。大輪粗切在粗切機(jī)上加工，精切在NO112拉齒機(jī)上加工。后來格里森公司制造出NO60

8、6、NO607、NO608、NO609拉齒機(jī)。適用于大批量生產(chǎn)。六十年代至八十年代中期，格里森公司逐步使其生產(chǎn)的機(jī)床數(shù)控化，如NO116 CNC 等。但其機(jī)床結(jié)構(gòu)沒有變化，只是取消了機(jī)械機(jī)床的中間傳動鏈。八十年代末至今，格里森公司相繼開發(fā)了革命性的鳳凰系列銑齒機(jī)。其在結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)機(jī)床有著革命性的改變，為坐標(biāo)軸式全數(shù)控機(jī)床。結(jié)構(gòu)大大簡化，自動化程度大大提高。天津精誠公司于2002年針對于小模數(shù)弧齒錐齒輪的加工，成功研制出國內(nèi)外首臺YH603系列坐標(biāo)軸式數(shù)控弧齒錐齒輪銑齒機(jī)。我在斗門鈞興機(jī)電公司扇齒部從事了半年的小型齒輪機(jī)加工作，該部門所使用的銑齒機(jī)叫YHS2210螺旋傘齒輪銑齒機(jī).YHS2210

9、螺旋傘齒輪銑齒機(jī)適用于工業(yè)縫紉機(jī)行業(yè)。電動工具行業(yè)所需的小模數(shù)收縮齒的螺旋傘齒輪加工；其加工精度高、操作方便，是國內(nèi)外公認(rèn)的高速、高效螺旋傘齒輪加工機(jī)床。第四章 螺旋切削傘齒機(jī)加工原理YKHS2210螺旋切削傘齒機(jī)是由床身部件、立柱部件、刀軸部件、工件主軸部件、工件主軸拖板部件、液壓部件和控制系統(tǒng)(包括數(shù)控系統(tǒng)和電氣部件)以及冷卻排屑系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)組成。 加工弧齒錐齒輪，通常是按照虛擬平頂鏟形齒輪原理來進(jìn)行的。所謂平頂鏟形齒輪，也是一個錐齒輪，但其齒頂是在一個平面上，此平面垂直于平頂齒輪的軸線，也就是說，其頂錐角等于90（圖3-1）；平頂齒輪的節(jié)面仍為錐面，即節(jié)錐。所謂按平頂齒輪原理

10、加工齒輪，即在切齒過程中，假想有一個平頂齒輪和機(jī)床上的搖臺同心，并隨著搖臺轉(zhuǎn)動而與被切齒輪作無間隙的嚙合。這個虛擬的平頂齒輪的牙齒表面，是由機(jī)床搖臺上的銑刀盤切削刃在搖臺上旋轉(zhuǎn)的軌跡所代替的。即平頂齒輪的牙齒表面，是由刀盤上的刀刃繞刀盤軸線回轉(zhuǎn)而形成的錐面的一部分。這樣隨著一對齒輪的嚙合運(yùn)動，而使得刀具在齒坯上加工出一個牙齒來。 在調(diào)整機(jī)床時，應(yīng)使被切齒輪的節(jié)錐面和假想平頂齒輪的節(jié)錐面作純滾動，刀頂旋轉(zhuǎn)平面則和被切齒輪的根錐面相切，因此刀盤軸線垂直于根錐面，機(jī)床搖臺軸線與被切齒輪軸線成一角度，即為被切齒輪的根錐角。 YKHS2210數(shù)控弧齒錐齒輪銑齒機(jī)是用于加工小模數(shù)“格里森”齒制的弧齒錐齒輪

11、的機(jī)床。機(jī)床所用的切削刀具是專用的高速鋼成型刀，刀具安裝并固定在刀具主軸的前端；將齒坯通過夾具安裝于工件主軸上，由液壓驅(qū)動拉桿將齒坯固定在夾具上，刀具主軸的軸線與工件主軸的軸線形成一個角度（根錐角）。切削時由刀具主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、刀具主軸沿水平方向（X軸）和垂直方向（Y軸）的平移運(yùn)動、工件主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動（A軸）、工件主軸沿進(jìn)給方向的平移運(yùn)動（Z軸）在數(shù)控系統(tǒng)按數(shù)學(xué)模型給出的聯(lián)動方式的指令下完成一個切削循環(huán)，即切削出一個完整的齒槽。然后工件主軸后退一個退刀距離，工件主軸沿軸線方向旋轉(zhuǎn)一個角度（分度動作），進(jìn)入下一個工作切削循環(huán)。直至整個齒輪加工完畢。YKHS2210數(shù)控弧齒錐齒輪銑齒機(jī)的控制系統(tǒng)采

12、用德國西門子802D數(shù)控系統(tǒng)；刀具主軸轉(zhuǎn)速和旋向由系統(tǒng)按程序發(fā)指令，由變頻器執(zhí)行改變刀具主軸驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速和旋向；數(shù)控系統(tǒng)可以按程序發(fā)出指令，使X、Y、Z、A四根伺服軸同時聯(lián)動；操作面板上的各個按鈕通過系統(tǒng)中的PLC向銑齒機(jī)的各執(zhí)行器發(fā)出啟動和停止的指令，同時加工程序也可以通過系統(tǒng)中的PLC向銑齒機(jī)的各執(zhí)行器發(fā)出啟動和停止的指令。 第五章 鐵屑對螺旋切削傘齒機(jī)的危害鐵屑在曲軸加工中較為常見，要減少鐵屑對加工質(zhì)量的影響，需要從生產(chǎn)線的設(shè)計階段就開始考慮，并根據(jù)各種機(jī)床不同的特性選擇適合的鐵屑清理方案，通過機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計、程序監(jiān)控及生產(chǎn)現(xiàn)場的管理等將鐵屑對生產(chǎn)的影響降到最低。隨著汽車及零部件制造企

13、業(yè)對產(chǎn)品加工精度的要求越來越高，其對設(shè)備的自動化程度要求也愈加提高，要求設(shè)備具備有較高的運(yùn)行穩(wěn)定性和精度的穩(wěn)定性。要達(dá)到整線穩(wěn)定性要求，設(shè)備的設(shè)計和工藝安排不僅要合理，而且還要對生產(chǎn)線進(jìn)行合理維護(hù)與調(diào)整。曲軸自動生產(chǎn)線由于加工和零件的傳送過程全部是自動運(yùn)行，因此，如果設(shè)計的鐵屑處理方式不當(dāng)，將會影響機(jī)床的加工穩(wěn)定性，從而影響加工精度。一、鐵屑造成夾緊時壓傷零件在曲軸加工中，磨床之后，拋光之前，如果加工中的鐵屑被夾具壓到零件的主軸頸、連桿頸或油封外圓上，會直接造成零件報廢。二、 鐵屑堵住潤滑油孔當(dāng)加工中有細(xì)小鐵屑進(jìn)行入到切齒機(jī)時，會造成中心支架滾輪抱死，致使中心支架損壞。使用的是固定支架且其切削

14、力很大，中心支架承受的力也較大，為了減少中心支架與零件之間的摩擦力，廠家在中心支架的夾緊塊處設(shè)計有潤滑油孔，對中心支架夾緊面進(jìn)行潤滑。如果鐵屑將潤滑油孔堵死，失去潤滑的中心支架與零件之間的摩擦力增大，會造成加工過程中零件變形走位，嚴(yán)重時造成零件中心支架夾緊表面嚴(yán)重劃傷，致使零件報廢。為了避免此類問題發(fā)生，機(jī)床設(shè)計時在中心支架處增加了氣嘴，在加工過程中清理中心支架上的鐵屑，當(dāng)然，僅靠氣嘴還無法完全控制中心支架鐵屑產(chǎn)生的問題，在實際生產(chǎn)中還要采取定期清理滾輪和油道的辦法加以控制。三、鐵屑進(jìn)入切刀具加工時產(chǎn)生的鐵屑進(jìn)入到滾壓刀具中，會造成刀具滾輪的磨損或卡死，機(jī)床在加工過程中產(chǎn)生刀具監(jiān)控誤報警；或滾

15、輪被卡死后，滾壓刀不轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生滾壓質(zhì)量問題。四、鐵屑被帶入到拋光帶中當(dāng)鐵屑被帶入到拋光帶時，鐵屑會被夾在拋光靴與拋光帶中，由于拋光靴是活動的，發(fā)生位移后有一邊因受到較大壓力，會使磨去的余量增加，造成這邊直徑加工小，從而產(chǎn)生拋光直徑超差或劃傷零件表面等問題。五、機(jī)床漏油，導(dǎo)致鐵屑粘在中心孔上解決此類問題通常采取的措施是，加大拋光機(jī)第一站拋光油流量，在拋光前將鐵屑沖掉。當(dāng)然最有效的辦法是上工序不產(chǎn)生鐵屑，或上工序加工完成后將鐵屑清理干凈。六、螺紋孔中出現(xiàn)鐵屑影響精磨質(zhì)量七、鐵屑對測量的影響在需要測量及測量后自動補(bǔ)償?shù)臋C(jī)床上，如果前工序在測量面有鐵屑，會對測量的精確度造成影響。錯誤的測量信息會使

16、機(jī)床進(jìn)行錯誤的補(bǔ)償，從而產(chǎn)生報廢零件。例如，OP70為車凸緣端及止推面工序，機(jī)床加工止推面的步驟為：測量止推面，取止推面中心線進(jìn)行左右余量平分加工測量加工后尺寸系統(tǒng)根據(jù)測量尺寸對下件加工尺寸進(jìn)行自動補(bǔ)償。由于OP70的前工序OP50為油孔加工工位，該工位采用的是MQL（微量潤滑），微量潤滑油會使鐵粉粘在止推面上，造成加工問題。經(jīng)過改善，在OP70增加止推面噴氣嘴，并將測頭的測量點(diǎn)改到粘油少的點(diǎn)，問題得到解決。所以在設(shè)計生產(chǎn)線時，在需要測量的工位，要充分考慮所測零件測量面的清潔。八、 機(jī)床漏油使鐵屑粘在中心孔上機(jī)床中心孔定位元件的頂尖的清潔對曲軸的加工質(zhì)量至關(guān)重要，在目前的生產(chǎn)線中，頂尖的清潔主

17、要依靠氣嘴或切削液噴嘴來進(jìn)行。如果機(jī)床頂尖處漏油，會造成加工完成后零件中心孔中帶油，這樣很容易造成中心孔定位面上粘鐵屑當(dāng)零件加工下個工序時，產(chǎn)生鐵屑壓傷中心孔的質(zhì)量問題。利于排屑的工藝設(shè)計第六章 日式螺旋切削傘齒機(jī)的維護(hù)與改進(jìn)一、因鐵屑造成夾緊時壓傷零件，考慮在新設(shè)備上增加鉆套圖為典型加工工藝流程，由于設(shè)計時未考慮夾具夾爪的清洗，造成加工時鐵屑壓傷零件表面，致使零件報廢。對此，我們進(jìn)行了改進(jìn)工作，增加了清潔噴嘴對夾具進(jìn)行清潔，雖然壓傷的幾率大幅下降，但風(fēng)險仍然存在。在設(shè)計新生產(chǎn)線時，我們采取了增加鉆套的方式，加工時鐵屑不會到處飛濺，從而避免加工時鐵屑進(jìn)入夾緊面，得到了很好的效果.二、更換舊式固

18、定油嘴為活動油嘴 以上為舊式舊式固定油嘴 活動油嘴為了解決該問題，機(jī)床本身設(shè)計有刀具自動清洗功能，可以設(shè)定每加工多少件后自動從刀具中噴出油氣混合的滾壓油對刀具進(jìn)行清潔。但在實際生產(chǎn)中，由于刀具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的原因，機(jī)床自動清潔的功能并不能做到100%清潔。因此，在此解決此問題時，一方面應(yīng)采用定期人工清理刀具的措施；另一方面重點(diǎn)清理上道工序加工產(chǎn)生的鐵屑，可以在機(jī)械手上增加吹鐵屑的裝置，以減少鐵屑進(jìn)入滾壓機(jī)。三、增加腳踏式開關(guān)離子噴嘴吹嘴，提高生產(chǎn)效率與減少鐵屑 四、優(yōu)化夾具的設(shè)計、采用機(jī)床夾具的排屑設(shè)計夾具的設(shè)計未考慮到排屑會造成加工鐵屑堆，當(dāng)鐵屑落到加工定位面上時，就會產(chǎn)生質(zhì)量問題。鐵屑落到傳感器上會造成設(shè)備誤信號，產(chǎn)生誤動作或誤報警；鐵屑長時間堆積在夾具的緊固螺栓中，會造成換型時拆裝螺釘困難。所以在設(shè)計生產(chǎn)線選用機(jī)床時，機(jī)床夾具的自排屑功能要進(jìn)行嚴(yán)格審核。一般來說，夾具體部分應(yīng)設(shè)計成斜坡狀，有利于排屑并用切削液或氣嘴對夾具進(jìn)行清潔。此外，對不需要常拆裝的螺栓頭孔防護(hù)采取膠水堵死，對常需要拆裝的螺栓頭孔防護(hù)采取可拆裝堵頭。由于螺栓頭積有鐵屑，換型前需要清理，如果清理不干凈，易造成螺栓滑頭。結(jié)束語