關(guān)于滾刀鏟齒車床數(shù)控化再制造技術(shù)的探討

張亞娟（湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421002）

關(guān)于滾刀鏟齒車床數(shù)控化再制造技術(shù)的探討

張亞娟
（湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽(yáng) 421002）

作為一種高效的齒輪加工刀具，滾刀對(duì)于齒輪加工精度有著直接的影響。滾刀鏟齒車床是滾到精加工的重要設(shè)備，而目前大都是機(jī)械式的設(shè)備，同時(shí)采用的是人工金剛筆修整砂輪，對(duì)于復(fù)雜截形滾刀的高效率、高精度加工要求，已經(jīng)難以很好的予以滿足。所以，應(yīng)當(dāng)對(duì)滾刀鏟齒車床數(shù)控化再制造技術(shù)進(jìn)行細(xì)致的探討，從而對(duì)高精度復(fù)雜滾刀的加工問(wèn)題進(jìn)行解決。此外，還能夠?qū)ΜF(xiàn)有的滾刀鏟齒車床進(jìn)行盤活，具有較高的應(yīng)用價(jià)值和循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益。

滾刀鏟齒車床；數(shù)控化；再制造技術(shù)

0　引言

在我國(guó)當(dāng)前的工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，裝備制造業(yè)十分重要，而在我國(guó)當(dāng)前的制造業(yè)當(dāng)中，大多使用的都是傳統(tǒng)是機(jī)床，較為落后陳舊。隨著機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)極大的提升了零件加工的要求，并且縮短了產(chǎn)品制造周期，提高了生產(chǎn)效率。但是，如果將舊機(jī)床全部淘汰換上新機(jī)床，需要很大一筆資金，并且會(huì)造成資源設(shè)備浪費(fèi)?；诖?，采用滾刀鏟齒車床數(shù)控化再制造技術(shù)，則能夠有效的解決這一問(wèn)題。

1　滾刀鏟齒車床數(shù)控化在制造總體方案設(shè)計(jì)

在滾刀鏟齒車床當(dāng)中，主要包括了工件主軸回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)縱向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)橫向移動(dòng)機(jī)構(gòu)、工件螺旋角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等，分別為A軸、X軸、Z軸、B軸。對(duì)于很多舊機(jī)床來(lái)說(shuō)，由于購(gòu)買時(shí)間較早，使用時(shí)間檢查，因而很多技術(shù)資料難免遺失［1］。所以，在進(jìn)行數(shù)控化再制造的過(guò)程中，可能會(huì)面臨較大的困難。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)基于原有滾刀鏟齒車床的工作原理，進(jìn)行細(xì)致的調(diào)研和考察，同時(shí)可借鑒和參考國(guó)外的數(shù)控滾刀鏟齒車床的功能及結(jié)構(gòu)等，確保機(jī)床在進(jìn)行數(shù)控化再制造之后，能夠滿足實(shí)際的技術(shù)指標(biāo)和功能要求。在滾刀鏟齒車床的數(shù)控化再制造當(dāng)中，需要恢復(fù)原功能、NC化、翻新、提高性能檔次、采用新技術(shù)和新工藝等。以此為基礎(chǔ)，對(duì)滾刀鏟齒車床的機(jī)械部分、機(jī)電控制部分等進(jìn)行再設(shè)計(jì)。

2　滾刀鏟齒車床零部件再設(shè)計(jì)

在滾刀鏟齒車床的數(shù)控化再制造當(dāng)中，需要結(jié)合實(shí)際需求，對(duì)機(jī)床零部件進(jìn)行再設(shè)計(jì)，從而滿足設(shè)計(jì)要求。在車床總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要對(duì)砂輪修整組件、尾座、頭架、主軸箱、工作臺(tái)、床身等進(jìn)行相應(yīng)的再設(shè)計(jì)和調(diào)整。如果原鏟齒車床主軸絲杠系統(tǒng)仍然具有較為穩(wěn)定的性能，可以對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的加工和修理之后，在數(shù)控化再制造車床中進(jìn)行直接的應(yīng)用［2］。在實(shí)際操作中，應(yīng)當(dāng)對(duì)主軸箱體、主軸軸承、傳動(dòng)絲杠軸向精度控制等加以注意。在數(shù)控化再制造當(dāng)中，需要滿足容易操作維修、功率大、傳動(dòng)無(wú)間隙、運(yùn)動(dòng)副摩擦系數(shù)小、動(dòng)靜態(tài)剛度高等要求。因此，在進(jìn)行數(shù)控化再制造的過(guò)程中，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)滿足這些要求。

3　數(shù)控化再制造專用數(shù)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

在數(shù)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中，采用了伺服運(yùn)動(dòng)控制器、工控機(jī)的上下位機(jī)結(jié)構(gòu)的形式。其中，工控機(jī)作為上位機(jī)，具有應(yīng)用靈活、存儲(chǔ)量大、運(yùn)行速度快等優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶、系統(tǒng)之間的溝通。伺服運(yùn)動(dòng)控制器作為下位機(jī)，具有效率高、穩(wěn)定性好、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)下層執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)通信。在數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，時(shí)常會(huì)面臨較為惡劣的環(huán)境，例如工作時(shí)間長(zhǎng)、粉塵、電壓電流沖擊、振動(dòng)、高溫等。因此，應(yīng)當(dāng)采用加固增強(qiáng)型的個(gè)人計(jì)算機(jī)，如工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，伺服運(yùn)動(dòng)控制器是一個(gè)十分重要的部分，具有核心性的作用，能夠簡(jiǎn)單、規(guī)范的組合系統(tǒng)需要的加工構(gòu)成要素。

4　數(shù)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在完成滾刀鏟齒車床數(shù)控化再制造硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)之后，還需要對(duì)相應(yīng)的系統(tǒng)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，在輸入數(shù)控系統(tǒng)加工程序之后，能夠自動(dòng)進(jìn)行處理，并將相應(yīng)的控制指令進(jìn)行發(fā)出，是機(jī)床能夠自動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行加工。在軟件設(shè)計(jì)中，面向?qū)ο蟮能浖夹g(shù)具有代碼可重用性、軟件可維護(hù)性等優(yōu)點(diǎn)［3］?；赪indows操作系統(tǒng)，利用調(diào)試程序、驅(qū)動(dòng)程序、驅(qū)動(dòng)函數(shù)庫(kù)，利用VC++作為調(diào)試和開發(fā)的工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)開發(fā)。在數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)中，軟件的運(yùn)行環(huán)境由硬件提供。在數(shù)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)對(duì)軟硬件的分工加以明確。因此，數(shù)控系統(tǒng)軟件應(yīng)當(dāng)具備人機(jī)交互、基本調(diào)度管理加工程序預(yù)處理、伺服控制、軌跡控制等功能。在數(shù)控系統(tǒng)軟件體系中，則包括了初始化模塊、參數(shù)設(shè)置模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)視模塊、手動(dòng)控制模塊、程序下載模塊、執(zhí)行模塊等。

5　結(jié)論

在我國(guó)現(xiàn)有的機(jī)械式滾刀鏟齒車床的實(shí)際應(yīng)用中，由于加工效率、加工精度不足，因而致使高精度復(fù)雜截形滾刀的加工要求難以滿足。對(duì)此，采用先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)滾刀鏟齒車床數(shù)控化再制造技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，通過(guò)數(shù)控化再制造，在較低的成本下，能夠極大的提升機(jī)床加工精度，從而滿足高精度加工生產(chǎn)的要求。

［1］黃鳴.C5225立式車床數(shù)控化再改造技術(shù)可行性探討［J］.西安文理學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016（03）:53-56.

［2］董建峰，翁秀明，王昆，毛廣春.蝸輪蝸桿傳動(dòng)技術(shù)在我國(guó)的新進(jìn)展［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程，2014（04）:78-81.

［3］王建華，雷秉山，濮林.低溫冷風(fēng)對(duì)鏟齒磨削表面殘余應(yīng)力的影響［J］.河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（03）:323-326+338.

課題：衡陽(yáng)市科技局課題階段性研究成果，課題批準(zhǔn)號(hào)：2015KG68，課題名稱：高精度滾刀鏟磨砂輪數(shù)控修整器研制與開發(fā)

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.219