ｙ３８滾齒機(jī)加工鼓形齒輪的仿形法

1、滾齒機(jī)加工鼓形齒輪的仿形法 【摘 要】齒式聯(lián)軸器是可移動(dòng)剛性聯(lián)軸器中，用處最廣泛的一種聯(lián)軸器。為改善因接觸應(yīng)力增大，磨損加劇以致早期損壞的情況，我們常把齒式聯(lián)軸器齒輪的制成鼓形齒。本文論述了在普通滾齒機(jī)上安裝伺服系統(tǒng)，將y38滾齒機(jī)加工鼓形齒輪的仿形法。 【關(guān)鍵詞】仿形法 鼓形齒輪 y38滾齒輪 齒式聯(lián)軸器是可移動(dòng)剛性聯(lián)軸器中，用處最廣泛的一種聯(lián)軸器，它是利用內(nèi)外齒嚙合以實(shí)現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的連接。允許被連接軸有一個(gè)不大的偏轉(zhuǎn)角，而直齒形聯(lián)軸器當(dāng)外齒輪與內(nèi)齒圈相對(duì)偏轉(zhuǎn)時(shí)，形成齒端點(diǎn)接觸，造成接觸應(yīng)力增大，磨損加劇以致早期損壞。為改善這種情況，我們常把齒式聯(lián)軸器齒輪的制成鼓形齒。當(dāng)兩軸有相對(duì)角位移時(shí)，

2、鼓形齒可以避免齒端點(diǎn)接觸，改善嚙合面上壓力分布的均勻性并可增加許用角位移。由于鼓形齒性能好，已被廣泛應(yīng)用于 煉鐵、煉鋼、軋機(jī)中的部件。但鼓形齒齒形是一小段圓弧，給加工帶來(lái)不便，必須用有專用加工設(shè)備，目前新設(shè)計(jì)的數(shù)控滾齒機(jī)都已采用鼓形齒，這些設(shè)備成本高，造價(jià)高，是普通滾齒機(jī)的幾倍。而普通的滾齒機(jī)只能加工直齒，正是由于普通滾齒機(jī)的加工單一性，造成普通滾齒機(jī)設(shè)備閑置，資源浪費(fèi)。我們采用在普通滾齒機(jī)上安裝伺服系統(tǒng)，僅僅是幾千元的費(fèi)用，就能達(dá)到造價(jià)百萬(wàn)元的數(shù)控滾齒機(jī)加工鼓形齒的效果。 改裝的方法如下： 利用液壓仿形法。在一臺(tái)國(guó)產(chǎn)y38滾齒機(jī)上，利用液壓伺服系統(tǒng)的原理，改裝了徑向走刀傳動(dòng)系統(tǒng)，使?jié)L刀在軸向

3、走刀的同時(shí)，又按預(yù)定軌跡作徑向進(jìn)給，即滾刀的復(fù)合走刀運(yùn)動(dòng)為圓弧從而加工出鼓形齒齒形。 一、原理 為了使?jié)L刀在垂直走刀的同時(shí)按預(yù)定軌跡徑向走刀，在刀架上裝置一塊模板，模板隨同刀架升降并隨同立移動(dòng)，在床身導(dǎo)軌上裝置液壓伺服閥，在立柱進(jìn)給絲杠上裝置液壓缸，缸體固定在床身上。伺服閥采用正開口四邊滑閥，有單獨(dú)的供油裝置供給壓力油。由于液壓缸左右油腔面積相等并通過(guò)伺服閥的四個(gè)控制邊s1、s2、s3、s4，既與壓力油相通又與回油相通。當(dāng)模板與滑閥閥芯接觸并壓定距離使閥芯在中間位置時(shí)，液壓缸的左右油腔壓力相等?；钊粍?dòng)，處于平衡狀態(tài)。當(dāng)模板推動(dòng)閥芯時(shí)，如推動(dòng)閥芯向左移動(dòng)，這是s1和s3減小，s2和s4增大，液

4、壓缸左腔壓力增大，右腔壓力減小，因此活塞從左向右移動(dòng)，反之從右向左移動(dòng)?；钊苿?dòng)時(shí)通過(guò)進(jìn)給絲杠推動(dòng)立柱移動(dòng)。作徑向進(jìn)給。同時(shí)帶這模板一起移動(dòng)，因此立柱移動(dòng)后，模板與滑閥退離接觸（或壓進(jìn)）使系統(tǒng)中心恢復(fù)平衡。立柱停止完成反饋過(guò)程。而立柱的移動(dòng)距離等于模板推動(dòng)滑閥閥芯移動(dòng)的距離。因此在滾刀沿齒輪軸向走刀的同時(shí)，能按照模板的弧形作徑向進(jìn)給，從而仿形加工出鼓形齒形。 二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.油缸 是空心雙出桿活塞油缸，立柱進(jìn)給絲杠從活塞中心空穿過(guò)，用螺母鎖緊，這一結(jié)構(gòu)保證了當(dāng)油壓推動(dòng)活塞時(shí)帶動(dòng)絲杠一起移動(dòng)，同時(shí)立柱的機(jī)動(dòng)和手動(dòng)進(jìn)給仍可用原機(jī)床的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，與液壓傳動(dòng)互不干涉。當(dāng)加工鼓形齒輪時(shí)，先開動(dòng)機(jī)動(dòng)進(jìn)

5、給，使?jié)L刀接近工件，然后用鎖緊螺母將絲杠，與螺母?jìng)泯X輪鎖緊，以消除絲杠、螺母之間的間隙對(duì)鼓形齒加工精度的影響。需要指出，在加工鼓形齒輪時(shí)，由于在工件齒寬中線以上時(shí)，滾刀是逐漸后退，過(guò)了中線，滾刀轉(zhuǎn)為逐漸前進(jìn)，由于進(jìn)給方向變換，因此傳動(dòng)系統(tǒng)如果存在間隙，將會(huì)造成加工誤差。在鼓形齒加工過(guò)程中，不再使用原機(jī)床機(jī)動(dòng)和手動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)，只用液壓系統(tǒng)，先轉(zhuǎn)動(dòng)手輪.通過(guò)絲杠使滑閥移動(dòng)到閥芯與模板接觸并壓段距離達(dá)到平衡狀態(tài)，當(dāng)再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使滑閥移動(dòng)時(shí)，立柱也隨之移動(dòng)同樣的距離，用這種方法可以控制吃刀和退刀，由于活塞行程有50mm，對(duì)加工模數(shù)10以下的齒輪所需的吃刀深度是足夠的，當(dāng)需要改換加工普通圓柱齒輪時(shí)，可以不必

6、拆除液壓缸，只需將活塞移動(dòng)到左端與油缸蓋相靠墊上兩半剖分墊，用螺母鎖緊，即可與普通滾齒機(jī)一 樣使用。 2.模板裝置 鼓形齒輪實(shí)際上是一個(gè)變位量沿齒寬方向連續(xù)變化的齒輪，刀具的位移量應(yīng)等于齒輪變位量，因此滾刀的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)是半徑為R的圓弧，可見模板圓弧半經(jīng)也是R.另外，模板的圓弧兩端應(yīng)有一段直線部分，以保證滾刀切入和切出 行程滑閥閥芯與模板不脫離接觸。 模板應(yīng)安裝到刀架上，應(yīng)能隨同刀架升降，并能方便地調(diào)整高低位置。當(dāng)加工鼓形齒輪時(shí)，為了保證鼓形量對(duì)稱于齒寬中線（要求中線偏移不大于0.5mm)，需要使當(dāng)滾刀軸中心線對(duì)正工件齒寬中線時(shí)，模板的圓弧中心對(duì)正滑閥閥芯。 3.液壓伺服閥 為了保證鼓形齒加工精

7、度，要求控制系統(tǒng)的靈敏度高，也就是推動(dòng)閥芯的力要小，克服負(fù)載的作用力要足夠大，隨著閥芯的微小位移，立柱能作出反應(yīng)，這主要決定于伺服閥的精度，為此閥芯與閥套要采取配作加工，保證經(jīng)向間 隙不超過(guò)0.005mm.四個(gè)控制窗孔要達(dá)到最理想狀態(tài)。 三、特點(diǎn) 1.精度較高 由于利用了液壓伺服系統(tǒng)的放大作用，控制滑閥位移的力很小，不過(guò)幾公斤。因此裝置的本身不會(huì)有變形，而能夠把模板的弧形準(zhǔn)確的傳遞刀工作機(jī)構(gòu)上，得到足夠大的作用力，可以用調(diào)整供油壓力的大小很方便地達(dá)到。 2.機(jī)床的操作、調(diào)整方便 用這套裝置加工鼓形齒輪，與在普通滾齒機(jī)上加工圓柱齒輪，操作上沒(méi)多大區(qū)別。所用工時(shí)也基本相同，對(duì)于不同尺寸和模數(shù)的鼓形齒輪加工，除模板專用外，具有萬(wàn)能性，即適用于成批生產(chǎn)，也可用于單件小批生產(chǎn)。 3.機(jī)床的改裝不大 一般機(jī)械制造廠都能辦到，對(duì)于其他型號(hào)的滾齒機(jī)，包括立柱移動(dòng)式和工作臺(tái)移動(dòng)式的都適用，它的原理也可以移植于研磨機(jī)，用以加工俢緣齒輪。改裝后的滾齒機(jī)，還能夠加工普通圓柱齒輪，不需要作大的改動(dòng)。 用這套裝置加工的鼓形齒輪精度不低于級(jí)8-8-7，齒面光潔度達(dá)到6級(jí)。 四、使用情況 調(diào)查表明，在軋機(jī)上使用鼓形齒聯(lián)軸器由于偏轉(zhuǎn)角大，工作條件繁重，特別是在轉(zhuǎn)速高的情況下，磨損迅速，壽 命低。解決這一途徑是： 1.增大模數(shù)，在按裝尺寸一