YK3150滾齒機(jī)滾刀主軸部件設(shè)計(jì)(含全套CAD圖紙)

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1、摘 要 本文的課題是滾齒機(jī)的數(shù)控化中滾刀主軸部件的設(shè)計(jì)，首先對(duì)齒輪加工行業(yè)的工藝及制齒設(shè)備和需求進(jìn)行了分析，針對(duì)以汽車(chē)工業(yè)為龍頭帶動(dòng)相關(guān)齒輪行業(yè)的企業(yè)由生產(chǎn)型向制造型企業(yè)的轉(zhuǎn)變和提升，而對(duì)制齒設(shè)備在加工精度和加式效率的更高要求，提出了開(kāi)發(fā)數(shù)控滾齒機(jī)的設(shè)想。 本文對(duì)國(guó)內(nèi)、外數(shù)控滾齒機(jī)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了跟蹤分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)行數(shù)控滾齒機(jī)的發(fā)展水平，較為合理、科學(xué)地制定了數(shù)控滾齒機(jī)滾刀主軸的基本性能參數(shù)。在主軸電機(jī)的選擇，主軸關(guān)鍵技術(shù)如靜剛度，支承件等進(jìn)行了分析。并設(shè)計(jì)計(jì)算了滾刀主軸主件的配置方案，以及零件的選擇。力求更加合理、經(jīng)濟(jì)，在對(duì)重要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上突出獨(dú)創(chuàng)和創(chuàng)新點(diǎn)，以最大限度滿足重載、高效的切

2、齒條件。 最后，總結(jié)了本文的設(shè)計(jì)工作，得出了一些有益的結(jié)論。關(guān)鍵詞：數(shù)控 滾齒機(jī) 滾刀主軸 電機(jī) 重載 Abstract This article is the subject of the CNC gear hobbing machine hob spindlecomponents in the design first gear machining technology andmanufacturing industry and demand for dental equipment for the analysis forin order to bring about the autom

3、obile industry as the leading industry gearfrom production-oriented enterprises to changes in manufacturingenterprises and the upgrading of equipment on the system of tooth type inthe processing efficiency and processing accuracy higher demands putforward the idea of the development of CNC hobbing m

4、achine. In this paper domestic and foreign technology CNC hobbing a follow-upanalysis combined with the internal level of development of CNC gearhobbing machine a more reasonable and scientifically formulated hobspindle CNC hobbing the basic performance parameters. The choice of thespindle motor spi

5、ndle key technologies such as static stiffness the bearingparts and so analyzed. And design and calculation of the hob spindleconfiguration of the main pieces of the program as well as the choice ofcomponents. Seek a more rational the economy an important component inthe structural design of origina

6、l and innovative highlight in order to best meetthe heavy-duty high-performance conditions of the tooth. Finally this article summarizes the design work to draw some usefulconclusions.Keywords: CNC hob hobbing machine the spindle motor overloaded 目 錄摘 要 ……………………………………………………………………………ⅠAbstract……………………

7、……………………………………………………Ⅱ1 緒論………………………………………………………………………………12 YK3150E 數(shù)控滾齒機(jī)主運(yùn)動(dòng)總體設(shè)計(jì)…………………………………………6 2.1 設(shè)計(jì)要求……………………………………………………………………6 2.2 數(shù)控滾齒機(jī)加工原理設(shè)計(jì)…………………………………………………6 2.3 主要性能參數(shù)確定…………………………………………………………7 2.4 主傳動(dòng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………123 YK3150E 數(shù)控滾齒機(jī)主運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………14 3.1 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)………………………

8、………………………………………14 3.2 主軸設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題分析……………………………………………………15 3.3 本章小結(jié)……………………………………………………………………264 YK3150E 數(shù)控滾齒機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………27 4.1 主電機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………27 4.2 主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)組件設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………33 4.3 本章小結(jié)……………………………………………………………………435 密封與潤(rùn)滑………………………………………………………………………44 5.1 密封………………………………………

9、…………………………………44 5.2 潤(rùn)滑…………………………………………………………………………456 結(jié)論………………………………………………………………………………46致謝…………………………………………………………………………………47參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………48文獻(xiàn)綜述……………………………………………………………………………49 1 緒論1.1 YK3150E 數(shù)控滾齒機(jī)開(kāi)發(fā)的背景和問(wèn)題的提出 自20世紀(jì)80年代后期以來(lái)，我國(guó)機(jī)床行業(yè)已朝著數(shù)控方面深入地發(fā)展，特別是進(jìn)入九十年代后，機(jī)床的數(shù)控化標(biāo)志著機(jī)床行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代。北京國(guó)際機(jī)床

10、博覽會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，80年代末第一屆北京機(jī)床展覽的數(shù)控機(jī)床僅為5比例，到2003年國(guó)際機(jī)床博覽會(huì)上幾乎除專(zhuān)用設(shè)備外全都為數(shù)控機(jī)床。作為齒輪加工機(jī)床的數(shù)控滾齒機(jī)。我國(guó)自八十時(shí)代開(kāi)發(fā)以來(lái)，無(wú)論從品種的類(lèi)型上還是功能復(fù)合上都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。特別是近十多年以來(lái)，以汽車(chē)工業(yè)為龍頭的相關(guān)支柱型產(chǎn)業(yè)更是把齒輪加工機(jī)床數(shù)控化發(fā)展推向了一個(gè)新的高度。其中尤其對(duì)數(shù)控高效滾齒機(jī)的需求顯得十分突出。重慶機(jī)床廠作為我國(guó)齒機(jī)機(jī)床生產(chǎn)的骨干企業(yè)，在2000年，瞄準(zhǔn)這一市場(chǎng)的需求潛力，為填補(bǔ)國(guó)內(nèi)高效，高速、高剛性數(shù)控滾齒機(jī)床的空白，組織人力物力，在國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)，軍工行業(yè)，進(jìn)行了深入細(xì)致的調(diào)查，成功開(kāi)發(fā)出了YK3150E數(shù)控

11、滾齒機(jī)。1.2 數(shù)控滾齒機(jī)開(kāi)發(fā)的意義和必要性 隨著載重汽車(chē)，工程機(jī)械，船開(kāi)發(fā)，電梯及軍工行業(yè)中對(duì)齒輪的加工精度、質(zhì)量和效率的要求不斷提高，特別是在這些行業(yè)中經(jīng)常遇見(jiàn) 48 模數(shù)的直齒、斜齒、花鍵、小錐度、鼓形齒輪等的加工問(wèn)題，開(kāi)發(fā)一檔數(shù)控高效全新型滾齒機(jī)床，更好地滿足該行業(yè)對(duì)齒輪的精度和效率的需求，為我國(guó)制齒行業(yè)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)設(shè)備顯得迫切而必要。其意義和必要性主要有如下幾個(gè)方面：1、加速數(shù)控高效滾齒機(jī)床向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展 目前在國(guó)內(nèi)齒輪行業(yè)中，以輕型，標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型普通數(shù)控滾齒機(jī)的產(chǎn)品占絕大多數(shù)，真正意義上的數(shù)控穩(wěn)定切削全面達(dá)到國(guó)標(biāo) 7 級(jí)精度高效、強(qiáng)力，高剛性，能實(shí)現(xiàn)一刀切削中等模數(shù)的數(shù)控高精度滾齒機(jī)尚

12、為空白，這檔機(jī)床的研制成功，無(wú)疑會(huì)加速數(shù)控滾齒機(jī)的系列化，標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的進(jìn)一步發(fā)展，從而推動(dòng)數(shù)控機(jī)床在制齒行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。2、提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和經(jīng)濟(jì)效益 率先將獨(dú)有的數(shù)控高效滾齒機(jī)的產(chǎn)品推向市場(chǎng)，不僅可以占有更大的市場(chǎng)份額，提高競(jìng)爭(zhēng)能力，而且在此制造行業(yè)中帶來(lái)巨大的市場(chǎng)利潤(rùn)，給后續(xù)的數(shù)控高效的發(fā)展帶動(dòng)無(wú)盡的動(dòng)力。3、進(jìn)一步縮小設(shè)備與國(guó)外的差距 目前國(guó)內(nèi)外齒輪加工機(jī)床行業(yè)目前已朝著高速、高效、高精度、全數(shù)控功能復(fù)合，柔性，智能化，綠色環(huán)保制造網(wǎng)絡(luò)化方面發(fā)展。以德國(guó)的利波海爾公司，美國(guó)的格里森集團(tuán)以及日三菱重工本等為代表世界著名的成套齒輪加工機(jī)床的制造商，均能生產(chǎn)高檔數(shù)控滾齒機(jī)床，且對(duì)直

13、徑 Φ150Φ320 規(guī)格的數(shù)控高效滾齒機(jī)床已形成批量化生產(chǎn)，我廠此產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的成功不僅能縮小與國(guó)外滾齒設(shè)備技術(shù)水平的差距，而且也能打破國(guó)內(nèi)制齒設(shè)備無(wú)數(shù)控高效機(jī)床的局面，在一定程度上對(duì)外出口創(chuàng)匯，形成國(guó)產(chǎn)數(shù)控高效制齒機(jī)床自主的核心技術(shù)。4、體現(xiàn)了我國(guó)機(jī)床數(shù)控化發(fā)展的方向 現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的朝流是，數(shù)控化、信息化、高效和智能化，技術(shù)創(chuàng)新的方法是機(jī)械技術(shù)與高新技術(shù)的融合創(chuàng)新。對(duì)齒輪別制造技術(shù)裝備來(lái)說(shuō)，表現(xiàn)為工藝與裝置一體化，加工與檢測(cè)一體化，機(jī)械與控制一體化，軟件與硬件一體化。需用信息化帶動(dòng)工業(yè)化，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。數(shù)控高效機(jī)床的發(fā)展，不僅關(guān)系到我國(guó)裝備工業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)實(shí)力的增強(qiáng)，更好滿足制齒行業(yè)實(shí)際

14、的需求，打破國(guó)外技術(shù)封鎖的狀態(tài)，同時(shí)也關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略的安全，擔(dān)負(fù)著我國(guó)機(jī)床數(shù)控化發(fā)展的方向的問(wèn)題。因而對(duì)滾齒行業(yè)來(lái)說(shuō)，發(fā)展和開(kāi)發(fā)數(shù)控高數(shù)滾齒設(shè)備是當(dāng)前行業(yè)裝備的重要而迫切的任務(wù)之一。1.3 市場(chǎng)需求性 國(guó)內(nèi)機(jī)械行業(yè)對(duì)中等模數(shù)以上M4M8直徑小于400m的圓柱齒輪需求量很大，而目前各行業(yè)的主要齒輪加設(shè)備只相當(dāng)于國(guó)外 20 世紀(jì) 6070 年代的水平，雖然少數(shù)企業(yè)也購(gòu)買(mǎi)了進(jìn)口機(jī)床，但價(jià)格昂貴，數(shù)量極其有限，且使用的成本較高，難以滿足這些行業(yè)對(duì)產(chǎn)品變化的需求。目前迫切需要性價(jià)比高的數(shù)控高效滾齒機(jī)床，以解決這些行業(yè)日益發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。據(jù)調(diào)查，齒輪行業(yè)現(xiàn)在有些企業(yè)正在實(shí)施或計(jì)劃進(jìn)行技術(shù)改造，資金投入少則

15、3000萬(wàn)元～5000萬(wàn)元，多則1億～5億元，主要用于購(gòu)置各類(lèi)齒輪加工專(zhuān)用設(shè)備和通用設(shè)備。據(jù)預(yù)測(cè)，2010年前，齒輪行業(yè)需要添置滾齒機(jī) 3000～3500 臺(tái)，磨齒機(jī) 400～500 臺(tái)，熱處理設(shè)備 500臺(tái)，齒輪測(cè)量中心 200 臺(tái)。此外在 9 萬(wàn)臺(tái)的齒輪機(jī)床中，約有 5 萬(wàn)臺(tái)服役超過(guò) 20 年，已經(jīng)或?qū)⒁獔?bào)廢；余下的4萬(wàn)臺(tái)普通齒輪機(jī)床其中一部分也將進(jìn)行數(shù)控化改造。 本產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成功主要適宜的對(duì)象有： 1、機(jī)車(chē)及重型汽車(chē)變速箱齒輪加工行業(yè)用戶 2、工程及礦山機(jī)械行業(yè)中的齒輪加工用戶 3、船泊工業(yè)中的齒輪加工及維修用戶 4、高級(jí)電梯行業(yè)中的齒輪和蝸輪加工用戶 5、國(guó)防、軍工企業(yè)的齒輪加工用戶1.

16、4 滾齒機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀分析及發(fā)展趨勢(shì)1.4.1 滾齒機(jī)國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 齒輪加工機(jī)床是一種技術(shù)含量高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機(jī)床系統(tǒng)，由于齒輪使用的量大面廣，齒輪加工機(jī)床已成為汽車(chē)、摩托車(chē)、工程機(jī)械、船舶等行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。特別是隨著汽車(chē)工業(yè)的高速發(fā)展對(duì)齒輪的需求量日益增加，對(duì)齒輪加工的效率、質(zhì)量及加工成本的要求愈來(lái)愈高，使齒輪加工機(jī)床在汽車(chē)、摩托車(chē)等行業(yè)中占有越來(lái)越重要的作用。滾齒機(jī)是齒輪加工機(jī)床中的一種，占齒輪加工機(jī)床擁有量的40，它主要用來(lái)加工圓柱齒輪和蝸輪等。 我國(guó)生產(chǎn)滾齒機(jī)的歷史始于1953年，經(jīng)過(guò)30年的努力，到80年代初已進(jìn)入世界滾齒機(jī)主要生產(chǎn)國(guó)家行列。目前，國(guó)產(chǎn)滾齒機(jī)以傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)式為主，品

17、種系列齊全，傳統(tǒng)滾齒機(jī)完全依靠機(jī)械內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)滾刀與工件的同步運(yùn)動(dòng)和差動(dòng)運(yùn)動(dòng)，往往需要經(jīng)過(guò)多級(jí)齒輪傳動(dòng)，并且引入蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)，使得機(jī)械結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，調(diào)整維護(hù)非常困難，也降低了加工精度近幾年，我國(guó)在滾齒機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)方面研究的主要經(jīng)歷了從傳統(tǒng)機(jī)械式滾齒機(jī)通過(guò)數(shù)控改造發(fā)展。 目前國(guó)內(nèi)齒輪加工機(jī)床的最高水平如下：在工作臺(tái)直線移動(dòng)方面，采用數(shù)控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)代替普通滾齒機(jī)的各種交換掛輪，采用交流伺服電機(jī)通過(guò)多對(duì)降速齒輪副和一對(duì)滾珠絲杠副來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件，在滾刀回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方面采用交流伺服電機(jī)通過(guò)2、3對(duì)降速齒輪副來(lái)實(shí)現(xiàn)。在工作臺(tái)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方面，絕大多數(shù)齒輪加工機(jī)床仍然需要采用多對(duì)高精度齒輪副和一對(duì)高精度蝸輪蝸桿副

18、實(shí)現(xiàn)。但由于存在著大量的機(jī)械傳動(dòng)元件，對(duì)機(jī)床的加工精度產(chǎn)生極大的影響，也使得機(jī)械結(jié)構(gòu)變得更為復(fù)雜，調(diào)整維修也極不方便。1.4.2 滾齒機(jī)國(guó)外研究現(xiàn)狀 國(guó)際上生產(chǎn)滾齒機(jī)的強(qiáng)國(guó)主要是美國(guó)、德國(guó)和日本，美國(guó)的Gleason Pfauter公司德國(guó)的Liebherr公司日本的三菱重工公司堅(jiān)藤清和公司和意大利的SU公司是國(guó)外最具實(shí)力的滾齒機(jī)制造商。這些公司目前生產(chǎn)的滾齒機(jī)均是全數(shù)控式滾齒機(jī)，中小規(guī)格滾齒機(jī)都在朝著高速方向發(fā)展，所有高效機(jī)床均采用了全密封護(hù)罩加油霧分離器及磁力排屑器的方式部分地解決了環(huán)保問(wèn)題。 國(guó)外滾齒機(jī)研制的熱點(diǎn)是干式切削滾齒機(jī)Liebherr Gleason Pfauter。三菱重工、

19、SU、堅(jiān)藤以及清和均開(kāi)發(fā)了適用于高速干式切削的滾齒機(jī)產(chǎn)品。國(guó)外制造商由于基礎(chǔ)研究厚實(shí)積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。它們對(duì)滾齒機(jī)的研究已經(jīng)達(dá)到比較高的水準(zhǔn)，將滾刀軸驅(qū)動(dòng)，工件軸驅(qū)動(dòng)各直線運(yùn)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)控制以及控制軟件的開(kāi)發(fā)等因素作為一體來(lái)考慮，將多個(gè)因素結(jié)合在一起進(jìn)行優(yōu)化。目前國(guó)外滾齒機(jī)研制水平如下： ①為了適應(yīng)干式切削的需要，床身設(shè)計(jì)了大角度的斜坡，利于迅速將高溫切屑排出機(jī)床，同時(shí)在床身內(nèi)部采用循環(huán)水冷卻以保證熱穩(wěn)定性。 ②尾架采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓方式，不用安裝限位裝置。 ③刀架和活動(dòng)支承的軸承采用水冷，可以達(dá)到更高的速度和最大的熱穩(wěn)定性。 ④標(biāo)準(zhǔn)的熱補(bǔ)償系統(tǒng)能夠根據(jù)機(jī)床溫度的變化自動(dòng)調(diào)整零件

20、的加工尺寸。 ⑤刀架采用機(jī)械方式鎖緊，液壓方式松開(kāi)。 ⑥滾刀軸旋轉(zhuǎn)由電主軸直接驅(qū)動(dòng)，工件軸旋轉(zhuǎn)由力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，極大提升了加工速度。1.4.3 滾齒機(jī)研制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 目前國(guó)內(nèi)外數(shù)控高效滾齒機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是：高速滾刀主軸8000r/min以上，工作臺(tái)轉(zhuǎn)速 800 轉(zhuǎn)/r，高精度可滾齒 56 級(jí)齒輪，全數(shù)控六軸五聯(lián)動(dòng)以上，模塊系列化直徑 Φ200 規(guī)格機(jī)型向 Φ120350 雙向覆蓋，綠色制造干式滾切和冷風(fēng)滾切，網(wǎng)絡(luò)化多臺(tái)滾齒機(jī)聯(lián)網(wǎng)。因此，齒輪加工機(jī)床制造商正不斷地為滿齒輪加工行業(yè)的新需求，提供高效率、高精度、環(huán)保，低成本和高可靠性和穩(wěn)定性的精良齒輪加工裝備方向推進(jìn)。1.5 本章小結(jié) 本章論述

21、了國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀，以及數(shù)控滾齒機(jī)國(guó)內(nèi)的發(fā)展水平，指出開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)數(shù)控滾齒機(jī)不僅是齒輪加工行業(yè)發(fā)展的的一種需求，而且也是數(shù)控技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)相結(jié)合的必然產(chǎn)物，是制齒機(jī)床行業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向，具有廣闊的技術(shù)發(fā)展前景和市場(chǎng)拓展空間。 2 總體設(shè)計(jì)2.1 總體設(shè)計(jì)要求 為了使 YK3150數(shù)控高效滾齒機(jī)適合汽車(chē)尤其是重型汽車(chē)，工程機(jī)械，船舶工業(yè)等齒輪行業(yè)的需要以滿足 4—8 模數(shù)，一刀全齒深切削，穩(wěn)定達(dá)到GB10095—2001 的7級(jí)精度要求，YK3150E 數(shù)控機(jī)床主軸的各項(xiàng)性能指標(biāo)必須達(dá)到下列設(shè)計(jì)要求：1、滾刀主軸速度范圍能適應(yīng)采用單、雙頭或多頭滾刀進(jìn)行高速、高效滾齒加工。2、為了達(dá)到高

22、速、高效的滾齒要求，滾刀刀桿采用自動(dòng)夾緊，自動(dòng)放松，以及快卸螺母鎖緊滾刀的刀架結(jié)構(gòu)。3、刀架主軸的軸承結(jié)構(gòu)需采用高剛性，高精度方式，其主軸軸承采用高精度滾動(dòng)軸承，主運(yùn)動(dòng)采用二級(jí)齒輪傳動(dòng)，未端應(yīng)采用消除齒輪副間隙結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)，以保證切削剛性。2.２ 數(shù)控滾齒機(jī)加工原理方案設(shè)計(jì)2.2.1 普通滾齒機(jī)加工原理 滾切直齒圓柱齒輪的加工原理圖 普通滾齒機(jī)加工原理可用上圖表示。根據(jù)展成法加工原理，滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件必須嚴(yán)格地轉(zhuǎn) K/Z 轉(zhuǎn)。其中 Z 為被加工齒輪的齒數(shù)，k 為滾刀的頭數(shù)。從圖 3.1中可以看出，必須保證 B1和 B2之間的嚴(yán)格傳動(dòng)比關(guān)系，這條傳動(dòng)鏈簡(jiǎn)稱(chēng)滾齒的內(nèi)鏈。在圖中該內(nèi)鏈的傳動(dòng)路線為：B1

23、—4—5—ix—6—7—B2工件。而形成直線導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)則是滾刀架沿工件軸線方向的垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即：工件—7—8—is—9—10—刀架升降絲桿—刀架。此外滾刀的旋轉(zhuǎn)及調(diào)速由主傳動(dòng)鏈電機(jī)—1—2—iv—3—4—B1提供。因而要進(jìn)行加工圓柱齒輪所需傳動(dòng)鏈至少有三個(gè)鏈，即一個(gè)展成運(yùn)動(dòng)內(nèi)鏈，兩個(gè)執(zhí)行簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的外鏈。2.2.2 數(shù)控滾齒機(jī)加工原理 數(shù)控滾齒機(jī)的加工原理圖 數(shù)控滾齒機(jī)的加工原理方案如圖所示，其內(nèi)鏈 B1 與 B2 傳動(dòng)比關(guān)系仍然遵循展成法加工原理，但數(shù)控滾齒機(jī)嚴(yán)格傳動(dòng)比關(guān)系不是通過(guò)調(diào)整機(jī)械傳動(dòng)比來(lái)實(shí)現(xiàn)，而是通過(guò)數(shù)控技術(shù)的“電子齒輪箱”來(lái)嚴(yán)格保證，實(shí)現(xiàn)展成運(yùn)動(dòng)。 “B “A”、 1”、“B2”

24、運(yùn)動(dòng)分別用單獨(dú)的伺服電機(jī)進(jìn)行控制，它們之間沒(méi)有任何機(jī)械的聯(lián)系，而由數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算控制來(lái)實(shí)現(xiàn)滾齒展成加工。2.3 主要性能參數(shù)的確定 要設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)具有高效性能數(shù)控滾齒機(jī)必須對(duì)數(shù)控滾機(jī)的主要性能參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)選取和科學(xué)的制定，這些參數(shù)包括：主軸最高轉(zhuǎn)速、工作臺(tái)最高轉(zhuǎn)速、加工最大模數(shù)、快速進(jìn)給速度等。合理選擇和確定主要性能參數(shù)是決定數(shù)控高效滾齒機(jī)先進(jìn)的技術(shù)水平重要指標(biāo)，為此，必須對(duì)目前滾齒行業(yè)齒輪加工工藝進(jìn)行必要的調(diào)研和科學(xué)的分析，并加以合理的確定。 根據(jù)調(diào)查，目前國(guó)內(nèi)，以一汽大眾，二汽東風(fēng)神龍，大同齒輪廠，哈爾濱變速箱廠，杭州前進(jìn)齒輪箱廠為代表的汽車(chē)制造廠家，因種種原因在齒輪加工工藝上仍較為落后，

25、通常切齒速度大都在 60m/min 以下，個(gè)別企業(yè)的僅能達(dá)到7080m/min??，且轴向进给量桩岓均?2mm/工作臺(tái)轉(zhuǎn)左右。難以滿足因產(chǎn)品種數(shù)多，產(chǎn)品增加的需求，而且滾齒加工的單向精度和綜合精度也僅能達(dá)到78 級(jí)GB10095—88精度標(biāo)準(zhǔn)，隨著這些龍頭企業(yè)產(chǎn)品不斷升級(jí)，以及載重汽車(chē)和客車(chē)的需求量不斷增加，以直徑在 Φ200Φ350mm、模數(shù)為 4～8 的齒輪需求量越來(lái)越多，齒輪加工的精度要求穩(wěn)定在 6—7 級(jí)需求越來(lái)越多。且工程能力指數(shù)大于 1.33 的要求成為機(jī)床驗(yàn)收的重要指標(biāo)，為此對(duì)機(jī)床的可靠性也提出更高的要求，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的滾齒機(jī)難以達(dá)到這一切齒要求。因而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)數(shù)控高效滾齒機(jī)的參數(shù)，必

26、須滿足這一國(guó)內(nèi)機(jī)床新的要求。介于本設(shè)計(jì)只對(duì)主軸部分進(jìn)行設(shè)計(jì)所以只對(duì)主軸最高轉(zhuǎn)速進(jìn)行確定。2.3.1 主軸最高轉(zhuǎn)速的確定 根據(jù)滾齒原理，滾刀主軸轉(zhuǎn)速可按下式計(jì)算： 1000v n D式中， n—滾刀的轉(zhuǎn)速 （r/min） v—切削速度 （m/min） D—滾刀的外徑 mm 故主軸最高轉(zhuǎn)速 n max 為 1000v max nmax Dmin 根據(jù)前述分析，且結(jié)合目前齒輪滾刀濕式加工的最高切削速度范圍80120m/min，取 Vmax 120m / min 。 關(guān)于 Dmin 的選取，根據(jù)國(guó)標(biāo) 6083—85 標(biāo)準(zhǔn)《齒輪滾刀的基本型式和尺寸》，以及德國(guó) DIN3968 標(biāo)準(zhǔn)齒輪滾刀的尺寸中（見(jiàn)表

27、），綜合實(shí)際的加工考慮。我們?nèi)?Dmin 70mm 。 將 Dmin 70mm ， Vmax 120m / min 帶入公式得： 1000v max nmax 547.6r / min Dmin取滾刀主軸最高轉(zhuǎn)速 nmax 500r / min 為安全值。 國(guó)標(biāo) GB.6083—85 標(biāo)準(zhǔn)齒輪滾刀尺寸參數(shù) 德國(guó) DIN 標(biāo)準(zhǔn)滾刀尺寸參數(shù)2.3.2 模數(shù)確定 數(shù)控高效滾齒機(jī)必須確定它的極限，以便能確定機(jī)床的加工能力，此參數(shù)的確定和適應(yīng)的加工范圍，為了一刀切齒直徑在Φ200Φ500，模數(shù)在4—8mm，穩(wěn)定達(dá)到全面7級(jí)精度要求，該機(jī)床的最大加工模數(shù)可根據(jù)數(shù)控滾齒機(jī)技術(shù)條件，以及相應(yīng)數(shù)控滾齒機(jī)的精度標(biāo)

28、準(zhǔn)中規(guī)定，由對(duì)機(jī)床的最終工作精度進(jìn)行重切和精切的切削規(guī)范所決定。即精切試坯參數(shù)： 2 d p1 d 3 2 m p1 m 3 式中： d—最大加工直徑 m—最大加工模數(shù) d p1 —試件的分度圓直徑 m p1 —試件的加工模數(shù)重切試坯的加工模數(shù)一般取最大加工模數(shù)的 4/5： 4 m p2 m 5 由上述分析綜合確定， 1012 模數(shù)為此數(shù)控機(jī)床的最大加工模數(shù)，考慮到m10以上的模數(shù)在重型汽車(chē)和重型機(jī)械及相關(guān)行業(yè)的傳動(dòng)箱中已較少見(jiàn)，最大模數(shù)取最高線值，還會(huì)增加主電機(jī)功率以及加大安裝最大模數(shù)的裝齒刀尺寸，因而實(shí)際最大加工模數(shù)取為10mm。 滾齒機(jī)各大廠家參數(shù)對(duì)照表續(xù)上表2.4 主傳動(dòng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2

29、.4.1 主軸箱外形方案初定 與傳統(tǒng)普通滾齒機(jī)主軸傳動(dòng)不同，數(shù)控滾齒機(jī)主軸采用主電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，在主電機(jī)與主軸通過(guò)齒輪傳動(dòng)聯(lián)接，全部裝置安裝在刀架體上。圖為刀架體外形三維圖：2.4.2 主軸箱傳動(dòng)方案初定 主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)由初電機(jī)經(jīng)過(guò)兩級(jí)齒輪傳動(dòng)至主軸，其在刀架體上的安裝模式及傳動(dòng)方案可用下圖表示：2.5 本章小結(jié) 本章提出了設(shè)計(jì)數(shù)控 YK3150E 型滾齒機(jī)滾刀主軸部件的總體要求，以及進(jìn)行了普通滾齒機(jī)與數(shù)控滾齒機(jī)加工原理的比較分析，確定了主軸最高轉(zhuǎn)速及工件加工最大直徑和模數(shù)等重要參數(shù)，并對(duì)主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)方案進(jìn)行了初步確定。 3 YK3150E 數(shù)控滾齒機(jī)滾刀主軸組件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 數(shù)控高效滾齒機(jī)的設(shè)計(jì)不僅要求在參數(shù)的選擇、計(jì)算上應(yīng)科學(xué)合理的，更主要的還應(yīng)合理地設(shè)計(jì)出各主要部件的結(jié)構(gòu)功能，以最優(yōu)的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)各部件的功能。因而作為最重要的主軸主件的設(shè)計(jì)，必須在結(jié)構(gòu)上有創(chuàng)新的特點(diǎn)，以.