基於普通滾齒機 Y31350 的數控高效化改造設計
2019-2-25 來源： 齊重數控裝（zhuāng）備股份有限（xiàn）公司 作（zuò）者：王偉順 李國斌
摘 要（yào）: 為提高 Y31350 普通滾齒機的加工效率，對其進行了（le）數控高效銑齒改造。改（gǎi）造過程以滿足高效性和高穩（wěn）定性為設計原則，分別對機床和（hé）加工係統選用合適的伺服電（diàn）動機和滾珠絲杠，同時選（xuǎn）用銑（xǐ）齒專（zhuān）用數控係統（tǒng）。改造後的 Y31350 在齒輪加工過程中（zhōng）具備了高（gāo）效率和高穩定性的特點，加工精度符（fú）合要求。
關鍵詞: 普通滾齒機; 數控高效化改造; 銑齒
在機械加（jiā）工行業不斷向高精度、高速化方向發展（zhǎn），普通（tōng）滾（gǔn）齒機在加工質量（liàng）、效率等方麵已經跟不上（shàng）現代化機械加工業的發展步伐。Y31350 普通滾齒機是針對齒圈類工件加工（gōng）的（de）專用設備，其加工（gōng）速度與產品質量等方麵已經很難滿足企業發展的要求。通過（guò）對Y31350進（jìn）行數控高速銑（xǐ）齒改造，可以大大提（tí）高其加（jiā）工效率。
1、改造參（cān）數
結合 Y31350 普通滾齒機在生產加工過程中的實際需要，對其在改造後所達到的加（jiā）工參（cān）數如（rú）表 1 所示（shì）。
2 、改造總體設計
Y31350 普通滾齒機數控高效化（huà）改造主（zhǔ）要針對機（jī）床和加工係統兩大部（bù）分: 機床改（gǎi）造部（bù）分（fèn）包括銑削主（zhǔ）傳（chuán）動係統、水平進（jìn）給係統、垂直進給係統、工作台（tái）分度係統、立柱夾緊係統、工作台夾緊係統; 加工係統包括選擇一套適用高效銑齒的加工係統（tǒng）、液壓控製係統。改造後機床總體結構如圖 1 所示。
3 、機床部分改造
3． 1 機床銑削主傳動係統改造
為提高齒輪加工效率，采用大功率、高轉速（sù）的專用銑削刀架( 圖 2) ，其傳動方式采用主電動機 + 聯軸器+ 齒輪降速帶動銑刀盤( 圖 3 ) 高效加工齒輪，冷（lěng）卻方式采用風冷槍冷卻。
3． 2 機床水平、垂直進給係統改造
斷開原集中傳（chuán）動鏈，增加一套水平（píng）、垂（chuí）直進給係統( 圖 4) ，包括西門子伺服（fú）電動（dòng）機、減速器、聯軸器、滾珠絲杠、支撐座及軸承（chéng）。
滾珠絲杠的精度直接影響機床的加工精（jīng）度，經過對絲（sī）杠強度校核，水平選用直徑 100 mm
的FFZD10010 滾珠（zhū）絲（sī）杠，垂直選用直徑 120 mm 的FFZD12020 滾珠（zhū）絲（sī）杠。同時對電動機進行慣量與扭矩校核，水平選用 1FT6086 18． 5 N·m 伺服進給（gěi）電動機，垂直選用 1FT6105 56 N·m 伺服進給電動機。
絲（sī）杠采用兩端固定支撐，一端采用滾針（zhēn）/推力組合軸承，另一端采用三組（zǔ）推力球軸承。
3． 3 機床工作台（tái）分度係統改造
斷開原集中傳動鏈，增加一套工作台分度進（jìn）給係統( 圖 5) ，包括西門子伺服電動機、減速（sù）器、聯軸器、電動機軸齒輪、支撐座及軸承。
此機床工作台分度係統的傳動結構（gòu）為: 電動機把合在減速器上，減速器固定在進給箱體上，減速（sù）器輸出（chū）軸通過聯軸器與（yǔ）軸齒輪聯接，軸齒輪齧合帶動變（biàn）導程蝸杆旋轉，變導程蝸杆帶動蝸輪旋轉，蝸輪與工作台把合一體，帶動工作台旋（xuán）轉（zhuǎn）分度。通過對電動機進行慣量與（yǔ）扭矩校核，選
1FT6105 56 N·m 伺服進給電動機。
3． 4 機床立（lì）柱、工作台夾緊係統改造
為保證銑（xǐ）削加工精度，在立柱與床身之間、工作台與底座之間增加液壓夾緊機構( 圖 6) ，保證在加工直齒過程中立柱與工作台固（gù）定不動。夾緊係統工作原（yuán）理為: 液壓來油夾（jiá）緊，液壓停油後疊簧放（fàng）鬆。
4 、數控係統選用
相（xiàng）對於改裝前的 Y31350 滾齒機而言，數控（kòng）高效化（huà）改造後因主軸轉速和進給速度有很大的提升，致使加工效率明顯提升，改裝方案采用了能保證高效化（huà）加工的 SINUMEＲIK 828D 數控係統。SINUMEＲIK828 D 係統集 CNC、PLC 操作界麵以及（jí）軸控製功能於一體，係統基於 80 位浮（fú）點數的納（nà）米計算精確充分保（bǎo）證了控製的（de）精確性。
在銑齒加工中可（kě）實現柱形工（gōng）件加工的智能坐標轉換，附帶的新功能（néng） SINUMEＲIKMDynamics 工藝包能夠加工出完美（měi）的工件表麵和極端的加工時間。
5 、改造後使用結果（guǒ）
應用改造後（hòu）的機床加工齒圈( 圖 7，齒數 200，模數12 mm，厚度 100 mm，刀盤線速度
90 m / min，刀盤（pán）進給量 1． 2 mm/min，刀盤轉（zhuǎn）速 80 r/min) ，通過對整個加工過程的跟蹤（zōng），得出以下結果:
( 1) 加工時間由 4 天縮短（duǎn）至 1 天。
( 2) 齒輪加工（gōng）精度達 9 級，滿（mǎn）足使用要求。
( 3) 加工的齒麵粗糙度達到 Ｒa1． 6 μm，滿足使用要求。
6 、結語
通過對 Y31350 數控高效化改造（zào），提高了加工效率和設備的運行穩定性。改造後（hòu）的機床極大程度（dù）地滿足了用戶的要求。取得了良好的經濟效益和社會效益。
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