基于精雕系統(tǒng)的精密弧面齒輪加工

2021-11-25 07:59:44揭曉張歡龍

金屬加工(冷加工) 2021年11期

揭曉，張歡龍

1. 臺州科技職業(yè)學(xué)院浙江臺州 318020

2. 北京精雕科技集團(tuán)有限公司北京 102308

1 序言

2 傳統(tǒng)齒輪加工情況

各種齒輪的加工工藝比較見表1。

表1 各種齒輪的加工工藝比較

目前，國際高端齒輪市場上的制造企業(yè)有：美國格里森、德國皮特勒、德國維拉（WERA）、日本那智不二越以及瑞士萊斯豪爾等。隨著產(chǎn)品逐漸向多品種、小批量發(fā)展，采用通用數(shù)控五軸機(jī)床加工齒輪成為近兩年來新的熱點(diǎn)問題。尤其是滾齒加工，一般是定制專用滾刀來進(jìn)行加工，這種加工方式的優(yōu)點(diǎn)是：適合批量大、品種少的場合。但是對于品種多、量少的場合就存在劣勢：定制滾刀的價格昂貴，不能適用于各種尺寸、形狀變化的齒輪。

3 弧面齒輪結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)

北京精雕設(shè)備由于擁有強(qiáng)大的在線檢測、在線補(bǔ)償技術(shù)，所以結(jié)合五軸聯(lián)動功能，已經(jīng)在精密齒輪加工中嶄露頭角。下面以精雕換刀機(jī)構(gòu)上的精密弧面齒輪加工為例，說明精雕設(shè)備在加工精密弧面齒輪上的優(yōu)勢。

精雕設(shè)備原有換刀機(jī)構(gòu)購自海外制造商，在承接手機(jī)外形零件加工時，由于需要高頻率地?fù)Q刀，所以當(dāng)次數(shù)在3萬次以上時，開始出現(xiàn)故障。基于上述情況，北京精雕利用自有設(shè)備嘗試加工換刀機(jī)構(gòu)的弧面齒輪（見圖1）獲得成功。經(jīng)現(xiàn)場驗(yàn)證，換刀次數(shù)在10萬次以上，都沒有出現(xiàn)故障。

圖1 弧面齒輪

圖2、圖3分別為小弧齒齒輪、大弧齒齒輪，其技術(shù)參數(shù)分別見表2、表3。

圖2 小弧齒齒輪

圖3 大弧齒齒輪

表2 小弧齒齒輪技術(shù)參數(shù)

表3 大弧齒齒輪技術(shù)參數(shù)

4 夾具設(shè)計(jì)方案

圖4為夾具及其與零件的組裝。采用螺栓夾緊，夾具平面度≤0.003mm；工件盡量放置在機(jī)床軸心位置，并使主軸下降位置適當(dāng)。

圖4 夾具及其與零件的組裝

5 采用精雕SurfMill軟件編程

圖5為齒輪設(shè)計(jì)圖樣。

圖5 齒輪設(shè)計(jì)圖樣

采用精雕JDSoft SurfMill軟件編程。該軟件針對齒輪加工的特點(diǎn)，按照與傳統(tǒng)加工方式一致的展成法計(jì)算方式，開發(fā)了相應(yīng)的加工模塊；實(shí)現(xiàn)了編程簡單化，操作簡單快捷，路徑計(jì)算精度高，可以滿足不同加工需求；同時融合了DT編程技術(shù)，使加工編程可視化，在機(jī)檢測技術(shù)保證了加工安全。

在精雕CAM軟件SurfMill中設(shè)置走刀方式、順序等，借助軟件中展成法路徑功能算法的實(shí)現(xiàn)，采用側(cè)刃模擬兩齒輪嚙合時的動作，沿齒面切向逐漸展成加工。軟件中展成法設(shè)置如圖6所示，軟件編程模擬結(jié)果如圖7所示。

我曾經(jīng)說過，我發(fā)表的能夠稱得上雜文的第一篇短文，是在1977年8月，那時，中央粉碎“四人幫”不到一年，很多思維還有局限。短文寫好后，本來能夠以個人名義發(fā)出的，部隊(duì)也只是要求見報(bào)篇數(shù)，并沒有硬性規(guī)定我們以組織名義撰寫批判文稿，報(bào)社也漸漸開禁了，但我想到以集體名義發(fā)出可能更容易被采用，就署了個并不存在的“XX部隊(duì)大批判組”。但是那次成功，并沒有激起我對雜文的興趣，回頭想來，很可能是因?yàn)槟菚憾畾q剛剛出頭，對很多問題難以達(dá)到深度思考，沒有寫作雜文的欲望。