圓弧端齒數(shù)控加工技術(shù)初探

摘要：文章以圓弧端齒數(shù)控加工為研究對(duì)象，結(jié)合圓弧端齒加工實(shí)例，從圓弧端齒數(shù)控加工技術(shù)關(guān)鍵問題分析以及圓弧端齒數(shù)控加工結(jié)果檢驗(yàn)分析這兩個(gè)方面入手，圍繞圓弧端齒數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用這一中心問題展開了較為詳細(xì)的分析與闡述，希望能夠引起相關(guān)工作人員的特別關(guān)注與重視。

關(guān)鍵詞：圓弧端齒；數(shù)控加工技術(shù)；模型創(chuàng)建；刀具選擇；走刀軌跡

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2012）30-0071-02

1 圓弧端齒數(shù)控加工技術(shù)關(guān)鍵問題分析

本文所列舉圓弧端齒共具備凹/凸兩類齒形，齒形相互之間嚙合充分且穩(wěn)定。整個(gè)圓弧端齒輪盤端面位置共具備36個(gè)齒形，齒長(zhǎng)參數(shù)經(jīng)測(cè)定為23mm，齒深參數(shù)經(jīng)測(cè)定為5.2mm，上表面與中節(jié)面間有效距離參數(shù)經(jīng)測(cè)定為2.28mm，砂輪半徑參數(shù)經(jīng)測(cè)定為102.00mm，砂輪中心半徑參數(shù)經(jīng)測(cè)定為138.00mm，壓力角角度經(jīng)測(cè)定為30°，底座厚度min值經(jīng)測(cè)定為2.50mm。在有關(guān)該圓弧端齒數(shù)控加工的作業(yè)過程當(dāng)中，重點(diǎn)需要關(guān)注模型的創(chuàng)建、刀具的選擇以及走刀軌跡的設(shè)定這三個(gè)方面內(nèi)容。具體而言，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注如下幾個(gè)方面的問題：

1.1 圓弧端齒數(shù)控加工中的模型創(chuàng)建分析

在整個(gè)有關(guān)圓弧端齒的數(shù)控加工作業(yè)過程當(dāng)中，模型的創(chuàng)建作業(yè)既是基礎(chǔ)，同時(shí)也是保障。大量的數(shù)控操作實(shí)踐向我們證實(shí)了一個(gè)方面的問題：模型預(yù)處理作業(yè)的開展、模型質(zhì)量的構(gòu)建以及模型構(gòu)建編程輔助元素的建立相對(duì)于整個(gè)數(shù)控加工作業(yè)程序的編制無疑有著至關(guān)重要的作用與意義。在本文所列舉圓弧端齒數(shù)控加工作業(yè)實(shí)踐當(dāng)中，所需要加工的圓弧端齒齒槽高達(dá)36個(gè)，若按照傳統(tǒng)加工方式進(jìn)行逐個(gè)加工，一方面忽視的加工時(shí)間消耗明顯加大，另一方面也使得整個(gè)加工過程中的人為性誤差問題得到明顯增大。從這一角度上來說，通過對(duì)一個(gè)高質(zhì)量齒槽加工模型的構(gòu)建能夠使數(shù)控加工程序操作及其應(yīng)用更為便捷，同時(shí)也能夠輔助編程作業(yè)人員更為有效地開展程序編制作業(yè)，從而自源頭上確保圓弧端齒加工效果的有效性。

1.2 圓弧端齒數(shù)控加工中的刀具選擇分析

在有關(guān)圓弧端齒數(shù)控加工的作業(yè)過程當(dāng)中，刀具選取的有效性直接關(guān)系著數(shù)控加工成品的精度指標(biāo)。相關(guān)實(shí)踐研究結(jié)果證實(shí)：在針對(duì)刀具進(jìn)行選取的過程當(dāng)中，數(shù)控作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體加工工件的尺寸與距離、角度等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行粗加工/精加工刀具的選取作業(yè)。在本文所列舉圓弧端齒數(shù)控加工作業(yè)實(shí)踐的過程當(dāng)中，通過對(duì)待加工齒槽尺寸的分析不難發(fā)現(xiàn)：粗加工過程當(dāng)中應(yīng)選取Ф5mm尺寸大小的整體刀進(jìn)行數(shù)控加工作業(yè)，而精加工過程當(dāng)中應(yīng)選取Ф2mm尺寸大小的球刀進(jìn)行數(shù)控加工作業(yè)。

1.3 圓弧端齒數(shù)控加工中的走刀軌跡設(shè)計(jì)分析

在上一步驟明確整個(gè)圓弧端齒數(shù)控加工作業(yè)所選取刀具之后，應(yīng)當(dāng)針對(duì)UG型腔銑進(jìn)行選取。相關(guān)實(shí)踐研究結(jié)果證實(shí)：良好的加工程序能夠在確保圓弧端齒數(shù)控加工質(zhì)量穩(wěn)定發(fā)揮的基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)加工過程中各種不必要程序段的合理縮短與控制，從而使走刀路線更為合理與科學(xué)，走刀過程中的空程問題得到有效避免，從而在此過程當(dāng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)圓弧端齒數(shù)控加工作業(yè)效率的提升。具體而言，在本文所列舉圓弧端齒數(shù)控加工作業(yè)實(shí)踐當(dāng)中，通過對(duì)內(nèi)側(cè)壁連續(xù)無抬刀走刀軌跡的設(shè)計(jì)以及程序編制，一方面能夠使刀具在整個(gè)數(shù)控加工過程中不必要的切削承載量得到了有效控制與緩解，另一方面也使得刀具的有效使用壽命得到了明顯提升。

2 圓弧端齒數(shù)控加工結(jié)果檢驗(yàn)分析

除針對(duì)加工工藝進(jìn)行必要優(yōu)化處理以及借助于動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)圓弧端齒數(shù)控加工跟蹤控制的基礎(chǔ)之上，為確保所加工圓弧端齒部件質(zhì)量及其精度的穩(wěn)定性，還需要在整個(gè)數(shù)控加工作業(yè)完成之后針對(duì)試驗(yàn)結(jié)果展開進(jìn)一步的檢驗(yàn)處理，其目的在于實(shí)現(xiàn)對(duì)圓弧端齒數(shù)控加工工藝的進(jìn)一步完善。具體而言，應(yīng)當(dāng)從著色檢驗(yàn)、軸度檢驗(yàn)以及角向位置檢驗(yàn)這三個(gè)方面入手予以實(shí)現(xiàn)：

2.1 圓弧端齒數(shù)控加工中的著色檢驗(yàn)作業(yè)分析

在有關(guān)圓弧端齒數(shù)控加工結(jié)果著色檢驗(yàn)的作業(yè)過程當(dāng)中，要求相關(guān)檢驗(yàn)工作人員借助于毛刷，通過涂刷紅油的方式針對(duì)圓弧端齒凹齒標(biāo)準(zhǔn)間齒槽進(jìn)行均勻性涂抹作業(yè)，在此基礎(chǔ)之上將其與凸齒零件扣合嚴(yán)密。與此同時(shí)，還需要使用木錘對(duì)其進(jìn)行輕緩敲打，在確保敲打閉合穩(wěn)定且充分的基礎(chǔ)之上，將兩者分離，并針對(duì)凸齒齒面圓弧端齒零件的著色情況予以檢測(cè)。一般情況下，若圓弧端齒凸齒齒面位置的著色面積達(dá)到90%比例以上，則應(yīng)當(dāng)判定圓弧端齒凹凸齒面接觸全面且充分。

2.2 圓弧端齒數(shù)控加工中的同軸度檢驗(yàn)作業(yè)分析

在有關(guān)圓弧端齒數(shù)控加工同軸度檢驗(yàn)的作業(yè)過程當(dāng)中，要求相關(guān)檢驗(yàn)工作人員分別針對(duì)凹/凸齒整環(huán)試驗(yàn)件進(jìn)行中心孔的加工作業(yè)。與此同時(shí)，為確保圓弧端齒凹凸齒面能夠?qū)崿F(xiàn)充分且有效的嚙合處理，并以下整環(huán)試驗(yàn)件中心孔為集中，對(duì)上整環(huán)試驗(yàn)件中心孔進(jìn)行跳動(dòng)量指標(biāo)打表檢測(cè)作業(yè)。一般情況下，若圓弧端齒凹/凸齒面同軸度設(shè)定參數(shù)控制在Ф0.05mm參數(shù)范圍之內(nèi)，則應(yīng)當(dāng)判定圓弧端齒凹凸齒面數(shù)控加工結(jié)果精度有效。在本文所列舉圓弧端齒數(shù)控加工實(shí)例當(dāng)中，其凹/凸出面整環(huán)試驗(yàn)件中心孔同軸度參數(shù)測(cè)定結(jié)果分別為Ф0.01mm以及Ф0.02mm，加工精度有效。

2.3 圓弧端齒數(shù)控加工中的角向位置檢驗(yàn)作業(yè)分析

在有關(guān)圓弧端齒數(shù)控加工角向檢驗(yàn)作業(yè)過程當(dāng)中，要求相關(guān)檢驗(yàn)工作人員針對(duì)圓弧端齒凹/凸齒各做角孔，并打穿圓弧端齒凹齒的角向孔，并確保其能夠與凹齒插銷相互配合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)角向數(shù)值的有效驗(yàn)證。一般情況下，若圓弧端齒凹/凸齒角向位置在5.2mm范圍之內(nèi)，則應(yīng)當(dāng)判定圓弧端齒數(shù)控加工結(jié)果有效。在本文所列舉圓弧端齒數(shù)控加工實(shí)例當(dāng)中，圓弧端齒凹/凸齒面角向齒高參數(shù)測(cè)定結(jié)果分別為Ф5.16mm以及Ф5.17mm，加工精度同樣有效。

3 結(jié)語

通過本文以上分析不難發(fā)現(xiàn)：圓弧端齒數(shù)控加工技術(shù)能夠確保圓弧端齒零件相關(guān)技術(shù)指標(biāo)以及精度指標(biāo)的有效滿足，并且數(shù)控加工技術(shù)自身所具備的突出應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在實(shí)踐作業(yè)中表現(xiàn)顯著，應(yīng)當(dāng)予以關(guān)注。總而言之，本文針對(duì)有關(guān)圓弧端齒數(shù)控加工技術(shù)相關(guān)問題做出了簡(jiǎn)要分析與說明，希望引起各方關(guān)注與重視。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫殿柱，崔傳輝，康新才，等.基于散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)的五軸數(shù)控加工刀軌生成算法[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2012，43（5）：221、226-229.

[2] 楊旭靜，周元生，陳澤忠，等.五軸數(shù)控加工中旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)引起的非線性誤差分析及控制[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2012，48（3）：140-146.

[3] 劉凱，陸永華，趙東標(biāo)，等.參數(shù)曲線自適應(yīng)加減速控制方法在弧齒錐齒輪數(shù)控加工中的應(yīng)用[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2009，45（12）：198-204.

[4] 徐彥偉，張連洪，魏巍，等.重型弧齒錐齒輪銑齒機(jī)數(shù)控加工模型建立與仿真[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2009，40（10）：211-215.

[5] 孔馬斌，胡自化，李慧，等.基于等距曲面的弧面凸輪單側(cè)面數(shù)控加工刀位優(yōu)化算法[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2008，44（11）：277-282.

作者簡(jiǎn)介：黃建軍（1971-），男，江蘇海門人，廣東省湛江機(jī)電學(xué)校機(jī)械講師，研究方向：機(jī)械制造技術(shù)及裝備。

（責(zé)任編輯：周 瓊）