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倒錐齒加工用插齒機的設計

2016-8-3 來源：南京（jīng）二機齒輪機床有限公司作者：郭校姝

摘要（yào）：經濟社會的不斷發展（zhǎn），對工業企業生產效益的增加產生了積極影響，促使相關生產設備的安全性能（néng）有了更大（dà）的提高，設（shè）計方案更加（jiā）合理科（kē）學。在倒錐齒加工（gōng）過程中，需要采用專業的插齒機，確保結構部件的尺（chǐ）寸規格（gé）能夠達到實際（jì）生產要求。采用不同的結構設計方法，可以使插齒機在倒錐齒（chǐ）加工的過程（chéng）中（zhōng）發揮出巨（jù）大的保障作用，為結構方案的優化提供可靠的參考依據。在（zài）社會不（bú）同行業的生產建設中，插齒機（jī）的作用效果非常明顯，可以快速地（dì）生產（chǎn）出不同類型的齒輪，現對倒錐齒加工用插齒機的設計進行深入探討。

關鍵詞：倒錐齒；插齒機；結構部件；設計（jì）方案；尺寸規格；加工技術

0 、引言（yán）

作為機械傳動的常見形式，齒輪轉動廣泛（fàn）應用於（yú）不同的生產領域（yù），為（wéi）社會經濟建設步（bù）伐（fá）的加快帶（dài）來了積極的推動作用。采用不（bú）同的加工工藝方法，可以生產（chǎn）出（chū）不同類型的齒輪，像插齒、磨齒等。相對而言，插齒的應（yīng）用範圍（wéi）較廣，對於加工技術的精（jīng）度要求更高。不（bú）同用途的傳動齒輪對於加工（gōng）工（gōng）藝的操作流程要求有所區（qū）別，客觀（guān）地決定（dìng）了技術人（rén）員掌握相關原理的必（bì）要性。本文通過對利用插齒（chǐ）機實現（xiàn）倒錐齒加工（gōng）途徑等方麵的深入分析，為相關的研究工作帶來了可靠的參考依據。

1、插齒機實現倒錐齒加工的主要途（tú）徑

結合現階段齒輪加（jiā）工的發展現狀，可（kě）知（zhī）插齒機在實際應用中取得了良好的（de）效果，為不同類型齒輪生產（chǎn）加工的實現（xiàn）帶來了重要的保障（zhàng）作用。這種加工齒輪的方式主要采用的是展成（chéng）原理，對應的插削過（guò）程相（xiàng）對比較特殊，而倒錐齒自身的特性也決定了它在插齒機加工過（guò）程中的特殊性———二者具（jù）有相交的角度，而一般的（de）工件運用插齒機（jī）加工的過程中保持（chí）的是平行狀態，相互之（zhī）間的夾角為0。運用插齒機（jī）實現倒錐齒加工的過程中，刀具的位置必（bì）須安放合理，在（zài）固定軸線的傾斜（xié）旋轉（zhuǎn）過程中需要確定出實際的根錐角。這種角度也（yě）稱為傾斜角，對於倒錐齒加工過程中的尺寸規格影響非常大。像常見的刀軸擺動和工件擺動的（de）方式，主要出現（xiàn）在立式插齒（chǐ）機加工的過（guò）程（chéng）中。

2、多種實現途徑（jìng）分析比較

運用插齒機加工齒輪的過程中，不同類型（xíng）的（de）插齒機實際的作用效（xiào）果有所區別。操作人員應該根據工件實際的要（yào）求慎重地選擇插齒機。插齒加工（gōng）時，可以看作是刀具一邊在上下衝（chōng）程形成切削動作（zuò），一邊在和工件的（de）齧合過程中形成齒形。在這樣的加工過程中疊加入（rù）一個傾角，這裏可以按照擺動主（zhǔ）體，分為刀具擺動和工件擺動兩大類，如圖1、圖2所示。

圖（tú）1 刀具擺動示意圖圖2 工件擺動示意圖

2.1 刀具擺動

使工件回轉中心線始（shǐ）終保持垂直於地（dì）麵，刀具衝程始終沿著傾（qīng）斜的直線運動。

在設計中可以由以下2種方式實現：

（1）利用插齒機本身帶有讓刀運動調整（zhěng）出傾角，使刀（dāo）具中心線與垂直地麵方向（xiàng）有夾角，通常這種方法可調整的角度不大，一般在0.5°以下，調整方（fāng）法簡單，用戶可自行調（diào）整，同（tóng）時由於不需要額外（wài）增加（jiā）配置，可降低機床購買成本（běn）。

（2）在機床上配置帶傾斜角度的墊板，將刀具衝程運動體係整體安裝在有傾斜角度的墊板上。此方式不會影響整體機床的加工精度，但傾角是固定值，不能調整，不具有多樣性，如果（guǒ）用（yòng）戶要加工多（duō）種傾角的工件，則（zé）需配（pèi）置多套斜墊板，而（ér）且在機床更換斜墊板後，還需對機床的幾何精度重新校核。這種方（fāng）法適用於單一角度（dù）、大批量加工。配置斜墊板的（de）機床外（wài）形如圖3所示。

圖3 配置斜墊板的機床外形

2.2 工件擺動

使刀具回轉中心始（shǐ）終保持垂直於地麵，工件（jiàn）回轉中心傾斜一定的角度。

廣泛應用的方法是在機床上配置能在一定範圍內擺動的工作台，工作台設計為固定部分和擺動部分，固定部分安裝在機床床身上。為了不破壞齒輪加工過（guò）程中的齧合比例（lì）關係（xì），將蝸輪蝸杆結構設計在擺動部分內部（bù），使其隨工件一（yī）起擺動（dòng）。擺動工作台適用範圍廣，傾（qīng）角在-10°～+14°範圍（wéi）內可（kě）調。擺動工作台工作原理如圖（tú）4所（suǒ）示（shì）。

圖4 擺動工作台工作（zuò）原理

以（yǐ）上三種方式適用於不同的工作場合和加工對（duì）象，可以（yǐ）單獨使用，也可以疊加使用，在實際應用中（zhōng）均廣泛存在。

3、實際（jì）應用中（zhōng）的（de）選（xuǎn）用（yòng）

結合插齒機（jī）實際加工情況，用戶在單機（jī）加工時多配（pèi）置擺動工作（zuò）台以滿足加工（gōng）傾角，擺動工作台由於在結構上設計了固（gù）定部分和（hé）擺動部（bù）分，兩部分之間設計有標尺，可準確讀出當前偏擺角度。使用時（shí）還可手動調整擺動傾角（jiǎo），也可根據用戶需要設計安裝伺服電機，利用數控係統（tǒng）實現傾角自動調整（zhěng），大（dà）大方便了工人操作，也提高了調整精度，減小了人工誤差。

但是插齒機在參與到無人值守加工、自動（dòng）生產線或（huò）機器人生產線當中時，工作台上有時需（xū）要額外安裝有自動上下料機構，這時就不適宜選用擺動（dòng）工（gōng）作台；用戶如果選（xuǎn）用機器人抓取工件（jiàn），為了提高（gāo）機床穩定性，同時也便於機器人抓取（qǔ）工件，一般也不采用擺動（dòng）工作台方式，而是采用第二種（zhǒng）方式，即斜墊板式。

4、結語

為了（le）實現倒錐齒加工，可以選擇（zé）刀軸整體偏（piān）擺或工作（zuò）台（tái）擺動（dòng）的方式。在插齒機工作過程中，選用合理的（de）加工方式主要考慮的是工件加（jiā）工的數量、工件的尺寸規格、設（shè）備的精度等（děng）。這也客觀地決（jué）定了設計人員在插（chā）齒機設計方案製（zhì）定和實施的過程中，需要充分考慮各種影響因素，增強設計方案的適用性。作為常見齒輪的重要組成部（bù）分，倒錐齒對於加（jiā）工（gōng）技術和設備的要求非常高，客觀地決定了做好相關設計工作的重要性。為了實現倒錐齒加工目標，技術人員也應該對插齒（chǐ）機不同的結構形式有著充分的了解，從而選擇出（chū）最佳（jiā）的加（jiā）工方（fāng）式。

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