對大模數(shù)齒輪精銑齒形的數(shù)控加工

李兆君

沈陽東基工業(yè)集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽 110045

在采煤機(jī)行走箱內(nèi)的行走輪中，大模數(shù)齒輪是比較關(guān)鍵的部件，大模數(shù)齒輪就是通過馬達(dá)的不斷轉(zhuǎn)動，其動力經(jīng)過了一系列的傳輸，經(jīng)過了一對小型直齒輪的傳動逐漸減速之后，最后再利用雙行星的減速器直接把扭矩傳送到行走的驅(qū)動輪之上，經(jīng)行走輪與驅(qū)動輪與運(yùn)輸機(jī)上的銷排的相互嚙合，就實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動采煤機(jī)的正常運(yùn)行。

1 大模數(shù)齒輪的設(shè)計(jì)路線與加工要求

1.1 加工精度

齒面的滲碳設(shè)計(jì)深度通常為2.5-3，芯部的硬度值為HRC36-42，而淬火的硬度則為HRC58-62。齒形的誤差要≤0.15，齒圈的直徑方向的跳動誤差值為≤0.24，節(jié)距的誤差也要≤O.17。

1.2 加工工藝路線

1鍛→2車→3熱（正火、高回）→4銑（粗、精銑齒形）→5劃→6磨→7鉗→8熱（淬火）→9車→10熱（滲碳） →11鉗→12車，工序4銑齒形的工序有：方案一、在數(shù)控的電火花線切割的機(jī)床上加工，其效率比較低，而機(jī)床成天都在運(yùn)轉(zhuǎn)，需要64小時的時間；方案二、在螺旋銑床上的加工，目前很多公司都缺少這么大模數(shù)齒輪的加工螺旋銑床，方案三、在VMC1500的數(shù)控立式加工中心加工，程序控制，自制胎具，自動如同走刀加工，需要時間比較短，效率高，完全能夠滿足機(jī)床加工過程中的精度要求。這里筆者選擇了方案三。

2 VMC 1500立式加工中心

VMC1500立式加工中心屬于一種新型、高效率、高精度的數(shù)控機(jī)床，VMC1500立式加工中心是柔性加工系統(tǒng)（FMS）中最普遍的配備的機(jī)種。機(jī)床配置具有其行業(yè)較為先進(jìn)的FANUC系統(tǒng)，囊括了常規(guī)加工與精致加工于一體，在工件的加工過程中，能夠一次性裝夾之后，同時可以連續(xù)自動運(yùn)轉(zhuǎn)，從而完成銑、鉆、鉸、鏜及攻絲等一系列的工序加工，所以它比較適合用于一些比較復(fù)雜的凸輪零件加工和三維空間曲面的模具的加工；同時還能滿足中小批量或者大批量的生產(chǎn)規(guī)模。

2.1 主要參數(shù)與規(guī)格

工作臺x軸的行程參數(shù)為1500（ram）、工作臺的面積標(biāo)準(zhǔn)為800 X 1700（ram）、工作臺上的Y軸行程距離為800（mm）、機(jī)床配置的數(shù)控系統(tǒng)為FANUC-OI-MC的系統(tǒng)、主軸箱上的Z軸行程距離為700（mm）、以上數(shù)據(jù)都是符合VMC1500立式加工中心行走輪的所有加工條件。

2.2 加工準(zhǔn)備

準(zhǔn)備-夾具，夾具由底板和定位盤兩部分所組成的。工作臺用T形槽與底板兩端開槽螺栓緊固，底板與定位盤連接處有定位的直口，依據(jù)螺栓連接和緊固，行走輪內(nèi)孔間隙與上端外圓相互配合實(shí)現(xiàn)定位的，中間通過一個長螺栓進(jìn)行固定，其螺栓裝入行走輪和內(nèi)孔上端，面有還應(yīng)該上蓋，再通過螺母把所有的零件進(jìn)行鎖緊。加工的時候零件一定要擺放到以劃中心線作為對刀標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)，然后根據(jù)沿圖中的箭頭所標(biāo)注的路線進(jìn)給，直到返回到對刀點(diǎn)。刀具的選用通常都是?40合金立銑刀。

2.3 加工編程指導(dǎo)書

我們根據(jù)其零部件的圖樣，結(jié)合其上所給出的所有圓柱齒輪參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)置，然后再進(jìn)過使用電子圖板繪圖，利用軟件把所畫的漸開線齒輪的全部功能逐一打開，然后根據(jù)參數(shù)表將所有的數(shù)據(jù)輸進(jìn)去，這樣就能畫出實(shí)際的運(yùn)行圖形，最后再在漸開線得一側(cè)，即齒形上（不包括齒跟圓弧段）選取26個不同的點(diǎn)，然后跟據(jù)三點(diǎn)確定一個圓的原則，在兩個點(diǎn)之間取第三個點(diǎn)，通過此方法找出所有點(diǎn)的圓心坐標(biāo)，在跟據(jù)FANUC-OI-MC系統(tǒng)的編程指令，進(jìn)行下一步的編寫編程指導(dǎo)書。通常情況下都是先算出了行走路線中圓弧終點(diǎn)的圓心坐標(biāo)的相對起點(diǎn)的增量。

其中03l4和O315是子程序，主程序是0313，執(zhí)行0313主程序時，當(dāng)走到子程序O3l4段的時候，0313程序的所有語句都走的是每一段小圓弧，他們走完一個齒形之后，才能回到0313接著再調(diào)用子程序03l5，0315子程序的語句是以XO、YO為中心旋轉(zhuǎn)25.714度，之后才回到了子程序0323上接著進(jìn)行加工的，重復(fù)上述調(diào)用子程序十三次，才能回到主程序0313上，只有此時才屬于完成了所有走輪的加工。G40取消刀具補(bǔ)償，G17是XY平面選擇，G90絕對值編程，PXX是子程序號，GO3逆時針圓弧，OXXXX是程序號，GO1直線， NXXX是順序號， GO2是順時針圓弧， G41刀具半徑補(bǔ)償左側(cè)，M3主軸正轉(zhuǎn)， G80固定循環(huán)取消，G42刀具半徑償右側(cè)，G43刀具長度正向補(bǔ)償，G21毫米輸入G68旋轉(zhuǎn)變換G69旋轉(zhuǎn)取消，MOO主程序停止，M98調(diào)用子程序，G49刀具長度補(bǔ)償取消，IJ是圓心相對圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)增量，F(xiàn)XX是進(jìn)給速度mm/min，SXX是主軸轉(zhuǎn)速r/min，M99子程序停止。

3 結(jié)論

隨著我們國家科技的不斷進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的普及，學(xué)會數(shù)控編程方法加工形狀復(fù)雜的零件勢在必行，提高了產(chǎn)品的精度和加工效率。

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