Y3150型滚齿机设计毕业论文
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目录摘要 (1)关键词 (1)一.前言 (2)1.1 PLC的国内外的状况 (2)1.2 PLC的组成及特点 (4)1.3 PLC的用途 (5)1.4 PLC常用语言 (6)1.5本课题的主要任务 (6)二.整体方案的选择 (7)2.1整体功能介绍 (7)2.2控制要求 (7)2.3电器说明.............................................................................. .. 8 2.4保护装置 (8)2.5电气原理图、电器接线图……………………………………………………. .8三.硬件系统设计 (9)3.1 PLC机型的选择步骤与原则 (9)3.2 F1系列PLC的指令系统简介 (10)3.3 YM3150E型滚齿机的硬件系统设计 (11)四软件系统的设计 (13)4.1 PLC程序设计的相关指令 (13)4.2根据控制要求绘制梯形图 (15)五结束语 (16)小结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)附录1程序 (20)附录2外文文献翻译……………………………………………………………………… ..23附录3外文文献原文 (34)YM3150E型精密滚齿机的PLC改造摘要近年来,作为机电一体化重要技术的可编程序控制器(PLC)产品的集成度越来越高,工作速度越来越快,功能越来越强,使用越来越方便,特别是远程通信功能的实现,易于实现柔性加工和制造系统,使得PLC如虎添翼。
本文简要的介绍了YM3150E型精密滚齿机的控制原理,并利用PLC对滚齿机进行改造,设计PLC控制系统,使滚齿机的控制更加方便。
关键词:滚齿机,控制系统,机电一体化,PLCReconstruction of YM3150E Precision Gear HobbingMachine by PLCAbstractIn recent years, as an important technology in Mechatronics, Programmable Logic Controller (PLC) products are more integrated, working faster and faster, more powerful in function, more and more convenient to use, especially in telecommunications function implementation, it is easy to implement flexible processing and manufacturing systems, makes the PLC even more powerful. This article briefly describes YM3150E Precision hobbing machine control principle, and to use PLC to reform of the hobbing machine, PLC control system designed to enable gear hobbing machine control more convenient.Keyword:Hobbing Machine,Control System, Mechatronics, PLC1.前言现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。
摘要本文讲述了Y3150E滚齿机液压系统的基本原理和设计过程。
本论文首先概述了滚齿机的发展趋势,了解了滚齿机的基本规格参数,然后明确技术要求对Y3150E滚齿机液压系统进行了分析和设计,其中包括液压系统各个回路的分析和元器件的选择。
同时,对滚齿机的润滑系统和冷却系统进行了分析和设计。
关键词:Y3150E滚齿机;液压系统;传动;冷却;润滑。
ABSTRACTThis paper introduced the Y3150E gear hobbing hydraulic system the basic principle and design process.This paper first outlines the development trend of gear hobbing. Understand the basic specifications the gear hobbing, and clarify the technical requirement of Y3150E gear hobbing hydraulic system is analyzed and design, including hydraulic system of each circuit analysis and components choice. Meanwhile, the lubrication system of gear hobbing and cooling system analysis and design.Keyword: Y3150E gear hobbing machine; Hydraulic system; Transmission system;Cooling system; Lubrication system.第一章概述1.1 滚齿机国内外研究现状分析及发展趋势1.1.1滚齿机国内研究现状齿轮加工机床是一种技术含量高且结构复杂的机床系统,由于齿轮使用的量大面广,齿轮加工机床已成为汽车、摩托车、工程机械、船舶等行业的关键设备。
国家职业资格全省统一鉴定维修电工技师(国家职业资格二级)文章题目: YM3150E滚齿机电气控制的设计改造姓名:身份证号:目录第一章:选题背景及YM3150E滚齿机简述 (1)1.1 YM3150E滚齿机电气控制的缺点 (1)1.2 YM3150E滚齿机机床简述 (1)1.3 电路控制原理原理图 (4)1.4 对YM3150E滚齿机电气控制的改造方案 (7)第二章:对YM3150E滚齿机电气控制硬件设计 (7)2.1 传感器的选择 (7)2.2 PLC的选择 (9)2.3 元件清单 (10)2.4 I/O 分配表 (11)2.5 PLC接线图 (12)第三章:对YM3150E滚齿机软件设计 (13)3.1 流程图 (13)3.2程序 (14)总结 (17)答谢词 (18)参考文献 (19)YM3150E滚齿机电气控制的设计改造摘要:本文简要介绍了1YM3150E滚齿机工作原理,并利用PLC和传感器对滚齿机的改造,使滚齿机的控制更加方便,机器的操作更简单、灵活,更方便维修,发挥了PLC控制系统的运行可靠、控制灵活的优点。
关键词:滚齿机 PLC 传感器控制系统第一章:YM3150E滚齿机简述齿轮加工机床是一种用途广泛的机床,可进行多种齿轮加工。
包括直齿轮加工、斜齿轮加工、蜗轮加工等。
在各种机床中,滚齿机操作方便,灵活,适用范围广,具有典型性。
本次论文主要介绍了YM3150E滚齿机控制系统的改造。
1.1 YM3150E滚齿机电气控制的缺点一、行程开关目前存在的缺点:1.由于长期使用,使得行程开关易损坏、影响生产,增加了电器人员的维修工作量。
2.电磁铁在使用一段时间后,容易失灵。
导致电器系统执行动作不可靠,影响了生产,不便管理。
3. 线路复杂,维修不方便。
二、YM3150E滚齿机采用了传统的接触器——继电器控制系统。
继电接触器控制系统是使用按钮、开关、行程开关、接触器、继电器组成的控制系统。
它通过电气触电的闭合和分断来控制电路的接通与断开。
滚齿机传动设计与滚刀调整摘要齿轮是现代机械传动中的重要组成部分。
从国防机械到民用机械,从重工业机械到轻工业机械,无不广泛的采用齿轮传动。
随着汽车、机械、航天等工业领域的高速发展,对齿轮的需求量日益增加,对齿轮加工的效率、质量及加工成本的要求愈来愈高,滚齿机是齿轮加工机床中的一种,由于滚齿机既适合高效率的齿形粗加工,又适合中等精度齿轮的精加工,因此受到广泛的应用。
为此,本文对普通滚齿机的设计进行了研究。
为了实现对滚齿机的改进,提高齿轮加工的质量,本课题完成了对传统滚齿机Y3150E的部分设计绘制。
本文首先简单介绍了滚齿机的主要结构工作原理和发展趋势。
接着详细论述了滚齿机主要传动系统的设计方法,对传动轴进行强度设计和强度校核,对传动齿轮的接触强度、弯曲强度进行设计和强度校核。
最后给出滚削齿轮时需要调整机床的各个环节。
本文对从事滚齿机的设计和改造相关人员具有一定的参考价值,还可供从事齿轮加工的企业员工参考, 从而完成高效率、高质量齿轮的加工。
关键词:滚齿机,传动设计,滚齿机调整,滚刀调整Gear hobbling machine design and hob adjustmentABSTRACTModern mechanical transmission gear is an important component. From mechanical to civil defense machinery, from heavy machinery to light machinery, are all widely used gear. With the auto, machinery, aerospace and other industrial areas of rapid development, increasing demand on the gear, gear processing efficiency, quality and processing costs are rising ever higher, gear hobbling machine is a machine tool in as hobbling machine for high efficiency both roughing tooth, but also for middle-precision gear finishing, so by the wide range of applications. To this end, the paper design of the ordinary hobbling machine was studied ?In order to realize improvements in gear hobbling machine, gear cutting to improve the quality, the subject completed a traditional part of the design drawing Y3150E hobbling machine. First, this article introduces the working principle of the main structure hobbling and development. Then discusses in detail the main drive gear hobbling machine design method, the strength of the transmission shaft design and strength check of gear contact strength, bending strength design and strength check. Finally, gear hobbling machine when the need to adjust the various links In this paper, the design and renovation in hobbling related personnel have some value, but also for employees engaged in information processing gear, thus completing the high efficiency, high-quality gears.KEY WORDS: Hobbling machine, Transmission design, Hobbling machine adjustments, Hob adjustment目录前言 1第1章滚齿机概述 21.1滚齿机工作原理及滚齿机分类 21.1.1滚齿机工作原理 21.1.2滚齿机特点 31.1.3滚齿机分类 31.2滚齿机的发展趋势 5第2章滚齿机传动设计72.1滚齿机主传动72.2传动系统的设计82.2.1设计分析82.3 齿轮的设计92.3.1齿轮传动的设计与强度校核92.3.2低速级大小齿轮的设计: 112.4传动轴及轴承的设计与校核122.4.1从动轴和轴承的设计与校核12第3章滚齿机滚刀的调整 173.1 Y3150E滚齿机滚刀调整参数173.1.1滚刀的安装与角度调整173.1.2滚刀主轴转速的选择及调整183.1.3轴向进给量的调整193.1.4径向进给滚切蜗轮时机床的调整 203.1.5刀架工作行程挡块位置的调整213.1.6滚刀精加工的调整213.1.7无差动滚削的调整参数223.1.8齿数大于100的质数及整倍数齿轮的调整24结论26谢辞27参考文献28外文资料翻译29The gear processing 29齿轮的加工31前言齿轮是机械产品的重要基础零件,它以其恒功率输出、承载能力大、传动效率高等优点而被广泛应用于机床、汽车、摩托车、农机、建筑机械、工程机械、航空、兵器、工具等领域,其质量、性能、寿命直接影响到各类机械的总成质量。
专业综合设计与实践报告书专业班级学号姓名目录第一章YM3150E滚齿机简介 (1)1.1整体功能介绍 (1)1.2控制要求 (1)1.3 课题现状分析 (1)第二章YM3150E滚齿机的运动分析 (4)第三章YM3150E滚齿机的电路分析 (5)第四章YM3150E滚齿机的PLC选型 (8)4.1 PLC的基本概念 (8)4.2三菱PLC的主要特点 (8)4.3 PLC的选型 (9)第五章YM3150电气控制线路的PLC改造 (11)5.1输入输出的设计 (11)5.2 YM3150E滚齿机的电气改造图 (12)5.2YM3150E滚齿机的PLC改造梯形图 (14)第六章仿真与调试 (16)第六章总结 (19)参考文献 (20)第一章YM3150E滚齿机简介1.1整体功能介绍重庆机床厂生产的YM3150E型精密滚齿机采用了传统的接触器—继电器控制系统.继电接触器控制系统是使用按钮、开关、行程开关、继电器、接触器等组成的控制系统。
它通过电气触点的闭合和分断来控制电路的接通与断开,实现对电动机拖动系统的起动、停止、调速、自动循环与保护等自动控制。
它具备控制器件结构简单、价格低廉、控制方式直观、容易掌握、工作可靠易维护等优点,但是体积较大、控制速度慢,改变控制功能必须通过改变接线来完成,比较麻烦和困难,在现在工厂的实际操作中,越来越不适应现场控制。
本文就针对新的方案解决YM3150E型精密滚齿机难控制的问题,使用PLC对它进行改造。
该机床由液压泵电机、主电机、冷却电机和快速移动电机组成。
液压泵电机主要是提供液压阀的压力来润滑机械等功能;冷却电机提供机械的冷却循环系统,使得机械的温度不至于过高,控制在一定的范围里;快速移动电机用于装置的快速移动,提高非工作时段的效率,以提高整体的效率。
1.2控制要求在这些电机中有一定的启动顺序,只有满足一定的启动要求后才能确保机械的安全使用,保证它的稳定性,所以必须在液压泵电机起动并使水银继电器触点闭合以后主电机才能起动,在主电机起动以后冷却电机才能起动.当液压泵电机停止以后整个机床处于停止工作状态。
Y315滚齿机总体设计摘要滚齿机是齿轮滚刀加工齿轮的专用机床,在齿轮加工中应用最广泛,机床主要由床身、大立柱、工作台、小立柱、传动箱、刀架等几部分组成。
其床身为箱体结构,内部分隔开两个箱、一个液压箱、一个冷却箱,其右上部的导轨为V-平导轨,工作台壳体置于其上,可以沿导轨做直线运动。
大立柱坚固在床身的左上方,刀架滑板装在大立柱的双V导轨上,其上装有挡块,滚切工作时可根据工件的需求,将撞块调到适当位置,当进刀到位撞下挡块时,可使机床自动停车。
本论文结合Y315滚齿机的基本要求和特点,重点对滚齿机的总体设计和后立柱设计计算进行了介绍。
主要工作有一下几个方面:1.绪论部分主要是介绍了Y315滚齿机的组成、工作原理和传统滚齿机的生存空间2.方案设计主要是采用功能分析法分析Y315滚齿机的各功能并求解,确定最佳方案并进行分析3.技术设计主要是计算绘图所需要的主要尺寸,并且对主要零件:后立柱链轮和连轮轴进行计算,校核4.总体设计和人机工程设计主要是着重介绍合理利用人机工程进行Y215滚齿机的总体设计关键词:滚齿机;总体设计;人机工程AbstractGear hobbing is a gear hob special processing machine tools, gear processing in the most widely, primarily by machine bed, the column, table, small column, transmission boxes, tool carrier, such as a few parts. As the bed box structure, separating the two parts of me, a hydraulic box, a cooling box, the upper right of the guide rail for the V-level, working platforms under its shell, it can be along the rail do linear motion. Large column of solid in the upper left corner bed, slide tool carrier mounted on a large column of dual-V rail, which is equipped with a block, the work roll can be cut in accordance with the needs of the workpiece will be transferred into the appropriate location block, when feed into the next block in place, the machine can automatically.In this paper, combined with the basic requirements for hobbing Y315 and characteristics, focusing on the overall design of the hobbing machine and post-column design and calculation are introduced. About the main work areas:1. Introduction is to introduce some of the major components of the Y315 Hobbing Machine, working principle and the living space of the traditional gear-hobbing machine2. Program design is the introduction of the functional analysis of the main analysis of the function of Y315 Hobbing and solving to determine the best solution and analysis3. Technical design is needed to calculate the main drawing size, and the main parts: sprocket and even after the column to calculate axle, checking4. The overall design and ergonomic design mainly focuses on the rational use of man-machine engineering design for the Y215 Hobbing MachineKey words: hobbing machine;design;man-machine engineering目录摘要 (I)ABSTRACT ...................................................................................................................... I I 目录 . (III)第一章绪论 (1)1.1Y315滚齿机的主要组成 (1)1.2传统滚齿机的主要工作原理 (1)1.3传统滚齿机的生存空间 (2)第二章方案设计 (4)2.1明确总功能 (4)2.2功能原理方案的选择 (4)2.3功能图分解 (5)2.4最佳方案的分析及确定 (14)2.5计算滚刀的速度和功率并选择电动机 (19)第三章Y315滚齿机技术设计 (22)3.1后立柱链轮和链的计算 (22)3.2轴计算 (30)3.2.1 小链轮轴的计算 (30)3.2.2 大链轮轴的计算 (34)第四章总体设计 (38)4.1综述 (38)4.2总体造型设计 (38)4.3各大部件的尺寸设计 (39)4.3.1机架设计 (39)4.3.2导轨的设计 (40)第五章人机工程设计 (42)5.1机器造型设计 (42)5.2工作环境设计 (43)5.3机器的色彩设计 (44)参考文献 (47)致谢 (48)附件1 (49)附件2 (53)第一章绪论1.1Y315滚齿机的主要组成滚齿机是齿轮滚刀加工齿轮的专用机床,在齿轮加工中应用最广泛,机床主要由床身、大立柱、工作台、小立柱、传动箱、刀架等几部分组成。
2 总体设计2.1 总体设计要求为了使YK3150数控高效滚齿机适合汽车尤其是重型汽车,工程机械,船舶工业等齿轮行业的需要,以满足4—8 模数,一刀全齿深切削,稳定达到GB10095—2001 的7级精度要求,YK3150E 数控机床主轴的各项性能指标必须达到下列设计要求:1、滚刀主轴速度范围能适应采用单、双头或多头滚刀进行高速、高效滚齿加工。
2、为了达到高速、高效的滚齿要求,滚刀刀杆采用自动夹紧,自动放松,以及快卸螺母锁紧滚刀的刀架结构。
3、刀架主轴的轴承结构需采用高刚性,高精度方式,其主轴轴承采用高精度滚动轴承,主运动采用二级齿轮传动,未端应采用消除齿轮副间隙结构的传动,以保证切削刚性。
2.2数控滚齿机加工原理方案设计2.2.1 普通滚齿机加工原理滚切直齿圆柱齿轮的加工原理图普通滚齿机加工原理可用上图表示。
根据展成法加工原理,滚刀转一转,工件必须严格地转K/Z 转。
其中Z 为被加工齿轮的齿数,k 为滚刀的头数。
从图3.1中可以看出,必须保证B1和B2之间的严格传动比关系,这条传动链简称滚齿的内链。
在图中该内链的传动路线为:B1—4—5—i x—6—7—B2(工件)。
而形成直线导线的运动则是滚刀架沿工件轴线方向的垂直进给运动,即:工件—7—8—i s—9—10—刀架升降丝杆—刀架。
此外滚刀的旋转及调速由主传动链电机—1—2—i v—3—4—B1提供。
因而要进行加工圆柱齿轮所需传动链至少有三个链,即一个展成运动内链,两个执行简单运动的外链。
2.2.2 数控滚齿机加工原理数控滚齿机的加工原理图数控滚齿机的加工原理方案如图所示,其内链B1 与B2 传动比关系仍然遵循展成法加工原理,但数控滚齿机严格传动比关系不是通过调整机械传动比来实现,而是通过数控技术的“电子齿轮箱”来严格保证,实现展成运动。
“A”、“B1”、“B2”运动分别用单独的伺服电机进行控制,它们之间没有任何机械的联系,而由数控系统进行计算控制来实现滚齿展成加工。
Y3150型滚齿机设计毕业论文摘要 (1)Y3150E型滚齿机刀架系统 (1)第一章绪论 (3)1.1滚齿机国外研究现状 (3)1.2 滚齿机研制技术的发展趋势 (4)第二章滚齿机总体设计 (6)2.1滚齿机总体方案设计 (6)2.2 拟定传动方案设计 (6)2.3 确定详细传动方案 (8)2.4 滚齿机各部件方案设计 (9)2.4.1 床身设计 (9)2.4.2 主传动箱设计 (9)2.4.3 刀架立柱设计 (10)2..4.4 滚刀牙箱设计 (10)2..4.5 工作台设计 (10)2..4.6 外支架设计 (10)第三章滚刀箱结构设计 (11)3.1滚刀箱的特性 (11)3.2滚刀箱的结构设计 (11)3.2.1 滚刀箱的功能结构分析 (11)3.2.2 滚刀箱的壁厚 (12)3.3 滚刀箱的设计计算 (12)3.3.1 斜齿轮的设计 (12)3.3.2 滚刀心轴的结构设计 (17)第四章刀架底座部件设计 (19)4.1 工作要求 (19)4.2窜刀运动与工件轴旋转的联动关系 (19)4.3刀架底座部件的结构特点 (19)4.4动力参数设计 (20)4.4.1滚齿机切削力的关系及坐标变换 (20)4.4.2 等效负载转矩计算 (22)4.4.3 等效转动惯量的计算 (23)4.4.4 加速度扭矩的计算 (24)4.5滚柱丝杠副支承设计技术研究 (25)4.5.1 滚动轴承的选择 (25)4.5.2 支承形式设计 (25)4.5.3丝杠的预拉伸设计 (25)4.6 滚刀轴部件锁紧的实现 (27)第五章滚刀箱形状和尺寸的确定 (30)第六章结束语 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录1 (34)第一章绪论1.1滚齿机国外研究现状齿轮加工机床是一种技术含量高且结构复杂的机床系统,由于齿轮使用的量大面广,齿轮加工机床已成为汽车、摩托车、工程机械、船舶等行业的关键设备。
特别是,随着汽车工业的高速发展,对齿轮的需求量日益增加,对齿轮加工的效率、质量及加工成本的要求愈来愈高,使齿轮加工机床在汽车、摩托车等行业中占有越来越重要的作用。
滚齿机是齿轮加工机床中的一种,其占齿轮加工机床拥有量的40%~50%。
它主要用来加工圆柱齿轮和蜗轮等。
随着重型车市场的高速扩和产销量的迅速增长,变速箱和齿轮制造行业的部竞争必将进一步加剧,为齿轮机床行业增加了良性发展的大好机会,各生产厂商大规模技改投资齿轮加工机床。
目前国际上生产滚齿机的强国———美国、德国和日本,也是世界经济强国和汽车生产大国。
美国Gleason-pfauter公司,德国的Liebherr 公司,日本的三菱重工公司、坚藤、清和公司和意大利的SU公司是国外最具实力的滚齿机制造商。
这些公司目前生产的滚齿机都是全数控式的,中小规格滚齿机都在朝着高速方向发展,所有高效机床均采用了全密封护罩加油雾分离器及磁力排屑器的方式部分地解决环保问题。
近年来,为更好地满足滚齿加工中的绿色制造,德国Liebherr 公司早在十几年前就开始研究高速干式切削滚齿机。
日本三菱重工则是最早将高速干式切削滚齿机商品化的制造商,它们的成功还得益于滚刀制造技术的提高。
目前,Liebherr、Gleason-pfauter、三菱重工、SU、坚藤和清和均开发了适用于高速干式切削的滚齿机产品。
在特别重视环保的世界著名齿轮制造商中,如德国ZF公司、美国Ford汽车公司等使用高速干式滚齿已成为主流。
在我国上海汽车齿轮公司及发士特公司也已开始采购三菱重工公司生产的干式切削滚齿机。
近几年,我国在滚齿机设计技术方面研究的主要容经历了从传统机械式滚齿机通过数控改造发展为2-3轴(直线运动轴)实用型数控高效滚齿机,到全新的六轴四联动数控高速滚齿机的开发。
滚齿机加工(钢件)全部采用湿式滚齿方式。
目前,国主要滚齿机制造商机床厂及二机床有限责任公司生产的系列数控高效滚齿机已采取全密封护罩加油雾分离器和磁力排屑器的方式部分地解决环保问题。
世界上滚齿机产量最大的制造商——机床厂从2001年开始研究面向绿色制造的高速干切滚齿技术,2002年初研制成功既能干切又能湿切的YKS3112六轴四联动数控高速滚齿机,2003年初又开始研制面向绿色制造的YE3116CNC7高速干式切削滚齿机,即将进入商品化阶段。
传统滚齿机在加工过程中有以下特点:(1)滚削齿轮时,应用切削液可提高刀具寿命,改善加工表面质量和利于排出切削热而不致引起机床的热变形。
但是,在高速切削过程中切削液的飞溅和形成的油雾对生态环境和人类特别有害,变质切削液的排放也会严重污染环境。
(2)机床漏、混油严重。
(3)加工成本高。
机床的材料用量、能耗、油耗及附加费大,湿式齿轮加工中消耗的切削液及切削液附加装置的费用占加工成本的20%左右。
(4)生产效率低下,加工质量差,难以满足现代企业生产的要求。
开发研制新的滚齿机可以使公司拥有更大的市场份额,创造更好的经济效益和社会效益,同时在技术上达到一个新的高度。
1.2 滚齿机研制技术的发展趋势①高速、高效化[17,24,34-35]综合上面的分析比较,我们可以看到,具有国际先进水平的滚齿机充分利用了高速切削的原理,滚刀最高转速均在3000r/min以上,Liebherr的LC80立式滚齿机甚至达到了9000r/min[7],不仅提高了生产效率,而且由于切屑带走了90%以上的切削热,既能保证工件的精度又省去了冷却工件的切削液,避免了环境污染。
②全数控化[11-18,24]通过对机床各运动轴的 CNC 控制及部分轴间的联动,可增加机床功能,使滚削小锥度及鼓形齿轮变得简单;可缩短传动链,提高各轴精度和重复定位精度;可省去计算及更换分齿挂轮和差动挂轮、进给及主轴换档时间,从而减少辅助加工时间,增加机床柔性;由于机械结构变得简单,可在设计时更有利于提高机床的刚性及把热变形降到更低。
各轴间没有机械联系,结构设计变得更加典型,有利于实施模块化设计及制造。
③零传动化及高速干式切削[17,33]国外先进滚齿机已经广泛采用了零传动功能部件,最常见的是刀架由电主轴直接驱动,部分厂家工作台由力矩电机直接驱动。
零传动滚齿机滚刀轴速度一般在 3000 转/分以上,能够达到干式切削的速度要求,实现了机床的环保化。
干式切削滚齿机使齿轮加工彻底摆脱了切削液,从根本上解决了环境污染问题,还能提高 2 倍以上的加工效率,提高刀具 1~4 倍的寿命,大大降低单件齿轮加工的成本。
④网络化[17]由于计算机技术的高速发展,现在的高档数控系统已具备通讯联网的功能,数控机床正朝着网络化方向发展,实现远程监控和加工的功能,减少工人负担,提高加工效率。
⑤智能化[19]由于计算机技术及数控技术的发展,智能技术也逐渐应用于高性能数控齿轮机中,具体表现在:1) 完成加工质量与加工过程智能控制。
根据对工件在线检测的结果和实时采集的机床状态,预测工件的加工质量,并及时调整加工过程的工艺参数,以保证机床的加工精度。
2) 智能诊断。
故障诊断的智能化表现在两方面:一方面是机床会对曾经产生的故障作记录,当下次碰到该故障时,它会首先提示可能的原因;另一方面,现场信息经过压缩,存贮在机床的“黑匣子”中,一旦机床发生的故障超出其自身的诊断能力,就可以通过 Internet 从网上专家系统获得支持,进行交互式的远程协同诊断。
第二章滚齿机总体设计2.1滚齿机总体方案设计滚齿加工是依照交错轴螺旋齿轮啮合原理进行的。
用齿轮滚刀加工的过程,就相当于一对螺旋齿轮啮合的过程。
将其中的一个齿轮的齿数减少到一个或几个,螺旋角增大到很大,呈螺杆状,再开槽并铲背,使其具有切削性能,就成了齿轮滚刀。
机床使滚刀和工件保持一对螺旋齿轮副啮合关系作相关旋转运动时,就可在工件上滚切出具有渐开线齿廓的齿槽。
滚齿时,切出的齿廓是滚刀切削刃运动轨迹的包络线。
滚齿时齿廓的成形方法是展成法,成形滚刀旋转运动和工件旋转运动组成的复合运动就是展成运动,再加上滚刀沿工件轴线垂直方向的进给运动,就可切出整个齿长。
其设计依据如下:a) 最大切削模数8mm;b) 铣削圆柱齿轮最大外径500mm;c) 铣刀最大直径160mm;d) 铣刀最大垂直行程长度300mm;e) 滚刀转数围40~250r/min。
2.2 拟定传动方案设计加工直齿圆柱齿轮时,滚刀轴线与齿轮端面倾斜一个角度,其值等于滚刀螺旋升角,使滚刀螺纹方向与被切齿轮齿向一致。
它需具有以下三条传动链:a) 主运动传动链:电动机—1—2—iv—3—4—滚刀,是一条外联系得传动链,实现滚刀的旋转运动。
其中,iv为置换机构,用以变换滚刀的转速。
b) 展成运动传动链:滚刀—4—5—ix—6—7—工作台,是联系传动链,实现渐开线齿廓的复合成形运动。
对单头滚刀而言,滚刀转一转,工件应转过一个齿,所以要求滚刀与工作台之间必须保持严格的传动比关系。
其中换置机构为ix,用于适应工件齿数和滚刀头数的变化,其传动比的要求很精确。
由于工作台的旋转方向与滚刀螺旋角的旋向有关,故在这条传动链中,还设有工作台变向机构。
c) 轴向进给运动传动链:工件—7—8—if—9—10—刀架升降丝杠,是一条外传动链,实现齿宽方向直线形齿形的运动。
其中,换置机构为if,用于调整轴向进给量的大小和方向,以适应不同加工表面粗糙度的要求,轴向进给运动是一个独立的简单运动,作为外联系传动链它可以使用独立的运动源来驱动,这里所以用工作台作为间接运动源,是因为滚齿时的进给量通常以工件每转1转时,刀架的位移量来计量,且刀架运动速度较低,采用这种传动方案,不仅满足了工艺上的需要,还能简化机床的结构。
图2-1所示为滚切直齿圆柱齿轮齿轮的传动原理图。
图2-1 滚切直齿圆柱齿轮的传动原理图斜齿圆柱齿轮在齿长方向为一条螺旋线,为了形成螺旋线齿线,在滚刀作轴向进给运动的同时,工件还应作附加旋转运动B22(简称附加运动),且这两个运动之间必须保持确定的关系:滚刀移动一个螺旋线导程S时工件应准确地附加转过1转,因此,加工斜齿轮时的进给运动是一个螺旋运动,是一个复合运动。
实现滚切斜齿轮所需成形运动的传动原理图如图2-2所示。
其中,主运动、展成运动以及轴向运动传动链与加工直齿轮时相同,只是在刀架与工作台之间增加了一条附加运动链:丝杠-12-13-iy-14-15-i合成-6-7-ix-8-9-工件。
在保证刀架沿工作台轴线方向移动一个螺旋导程s时,工件附加转过±1转,形成螺旋线齿线。
图2-2 滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图2.3 确定详细传动方案本次所设计的Y3150E 型滚齿机,它主要用于加工直齿和斜齿圆柱齿轮,也可用于手动径向进给加工蜗轮。
因此,传动系统中共有6条传动链,它们分别是主运动链、展成运动链、轴向进给运动链、附加运动链、工作台的水平送进运动链和快速移动刀架的运动链。