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数控技术在蜗杆铣齿机中应用解析

供稿:中国工控网 2017/9/26 10:14:04

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  • 关键词: 数控技术 蜗杆铣齿机
  • 摘要:数控技术应用于蜗杆铣齿机设备上,通过数控技术改变机床的加工精度和减小操作者的劳动强度,从而提高生产效率,降低成本。

0 引言

  经济的飞速发展,使得市场经济的竞争日益激烈,为了适应竞争激烈的市场环境,企业必须从经济效益和社会效益考虑,提高自身的生产效率,缩减成本,来适应市场经济。在市场调研过程中,企业对装备工业的技术水平和现代化程度要求随之增高,以提高制造能力和水平,提高对动态多变的市场经济的适应能力和竞争能力。

  因此,数控在现代制造业中,占据主导地位。在A公司考察过程中,该公司提出将数控技术应用于蜗杆铣齿机(专用设备),以提高生产效率和加工质量,降低工人劳动强度,从而实现提高经济效益和社会效益。

1 蜗杆铣齿机工作原理及效率

  蜗杆铣齿机,作为专用设备,主要用于圆弧多头蜗杆轴的加工。如图1所示,其工作原理为:工件10采用一夹一顶的装夹方式,主动力为主电机1带动工件10及刀架11旋转,刀架进给通过进给电机5带动进给丝杠13,传动刀架快速移动,进刀通过进给手轮6手摇使刀架匀速进给,工件10旋转与刀架11旋转比例通过挂轮调整比例,铣刀Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ每一圈同时对工件同一螺旋槽的两侧及底部进行一次加工(单头蜗杆),如果为双头蜗杆,则调整挂轮,通过刀架旋转两圈对蜗杆进行一次加工,然后通过手摇轮进刀,再进行加工。由于次加工过程需要人工进给,并且记忆刀架旋转圈数,才可以进刀,并且加工余量大,操作人员劳动强度大,如出现遗漏,必须重新进行加工,且加工精度不高,必须专人专机,从而,使得加工效率低,操作人员劳动强度大,产品质量不高,废品率高。从而影响企业的生产效率及经济效益。

2 提出问题与方案设计

  为了改变上述现状,A公司提出将数控技术应用于蜗杆铣齿机设备上,要求通过数控技术改变机床的加工精度和减小操作者的劳动强度,从而提高生产效率,降低成本。

  通过对上述蜗杆铣齿机的工作原理及运行过程中出现的弊端的分析,要达到要求,必须改变设备的传动精度及进给方式,工件旋转采用主轴伺服电机,以实现分度精准,传动采用滚珠丝杠副传动,提高进给精度,刀架旋转采用分圈技术,并将旋转改为精密涡轮蜗杆副传动,伺服电机进行分度,可实现快速旋转和匀速切削,并能与工件旋转进行插补运动。经过改进可以全面提高产品的加工精度及其质量,减小操作者劳动强度,缩减操作人员数量,缩短加工时间,从而提高生产效率和经济效益。

3 数控技术在蜗杆铣齿机的应用工作原理及效率

  将数控技术运用于蜗杆铣齿机,如图2所示,其工作过程是:加工程序经数控系统运行,对各轴发出运动指令,经过伺服驱动器控制各轴伺服电机运转。其数控系统的控制工作过程为:程序在数控系统运行,由运动指令控制各轴移动或旋转,具体完成过程如图3所示,数控系统发出指令给伺服驱动器,伺服驱动器驱动伺服电机运转,通过旋转编码器将位移反馈回驱动器进行比对,再有驱动器将信息返回系统,以保证位移的准确,从而保证加工精度。

  数控蜗杆铣齿机的工作原理:伺服主轴电机2接受到运动指令,进行旋转,带动工件旋转或定向、分度等位移,根据蜗杆螺距与头数不同,系统根据程序发出相应的指令。同时,进给电机8带动滚珠丝杠副7转动,使刀架做前后位移(进刀或退刀),主轴旋转时,刀架旋转伺服电机5接收运动指令,进行旋转与主轴做插补运动,带动刀架快速转动或匀速转动,快速转动一个角度,当铣刀Ⅰ接近工件时,匀速转动,进行螺旋槽一侧的切削加工,刀具转过固定的角度离开工件,刀架开始做快速转动,当转过固定角度,铣刀Ⅱ接近工件时,匀速转动,进行螺旋槽另一侧的切削加工,刀具转过固定的角度离开工件,刀架开始做快速转动,当转过固定角度,铣刀Ⅲ接近工件时,匀速转动,进行螺旋槽底部的切削加工,当刀具转过固定的角度离开工件,第一次切削加工结束,信号开关10将取到刀架旋转一周的信号,送入系统,系统将发出进刀指令,进行下次切削加工(单头蜗杆);双头蜗杆时,系统在接收到刀架旋转一周的信号时,将发出指令,让主轴分度,然后,与刀架进行插补运动,加工第二条螺旋线,当刀架旋转一周后,向系统发出信号,系统将发出进刀指令,进行下次切削加工,如此重复,直到螺旋槽加工深度到位。该工件加工完成。

  将数控技术应用于该机床,提高各轴的传动精度,保证了零件的加工精度,减轻了操作者的劳动强度,缩短了加工时间,保证了工件的质量和一致性,而且,改变了专人专机的局面,实现一人多机的生产模式,降低了生产成本,从而提高经济效益和社会效益。

  综上所述,数控技术及数控装备做为现代制造业的核心设备,将数控技术应用于专用设备是企业发展的一个创新,为企业、为社会的发展起到了推动作用,加速了企业的经济发展,提高了企业的制造能力和水平,同时,提高了企业对动态多变的市场经济的适应能力和竞争能力。

审核编辑(王静)
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