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Y7132型磨齿机改造为展成法数控直齿锥齿轮磨齿机范良成【摘要】介绍了一种由平顶齿轮刨齿工作原理推导出的展成法磨削直齿锥齿轮的方法.Y7132型磨齿机经数控化改造后,实现展成法摩削直齿锥齿轮,通过磨削实例分析加工原理,并介绍加工方法.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】4页(P123-126)【关键词】直齿锥齿轮;展成法磨削;数控化改造【作者】范良成【作者单位】浙江务成机械制造有限公司,浙江台州318017【正文语种】中文【中图分类】TG61+6直齿锥齿轮磨齿机是用两个碟形砂轮以滚切法同时磨削两个齿面完成加工的机床[1]。
由于这种磨床目前用得很少，所以文献[1]也未对其作详细说明。
但从其文字表述可知，该设备可能是类似于直齿锥齿轮双刀盘铣齿机，只是将铣刀变成了砂轮。
据了解，这种磨床国内尚无生产且价格不菲。
直齿锥齿轮渗碳淬火后必然产生热处理变形，若各热处理工序控制不好，其变形量对齿轮啮合质量的影响是巨大的。
笔者所在单位为提高齿轮精度，决定对直齿锥齿轮进行磨削加工，但购买进口设备又不现实。
为此，笔者通过对平顶齿轮刨齿工作原理的研究，提出一种由Y7132型磨齿机数控化改造后展成法(也叫滚切法)磨削直齿锥齿轮的方法。
通过实践，磨削效果令人满意。
文中将对此进行介绍。
该磨齿机(改装)的工作原理实质就是平顶齿轮刨齿工作原理。
刨齿工作原理分平顶齿轮原理和平面齿轮原理。
虽然按平顶齿轮原理刨出的齿轮曲线是一条近似于渐开线的曲线，但刨刀的切削运动方向不受被切齿轮齿根角θf的影响，这使得机床动作大大简化，如Y236刨齿机便是按此原理设计的[2]。
况且磨前齿坯也是按平顶齿轮原理刨齿机加工而成的。
1.1 平顶齿轮刨齿工作原理平顶齿轮原理[2-3]就是顶锥角等于90°的锥齿轮，其节锥面为一锥面(如图1)，以成对刨刀来代替平顶齿轮的一个齿与被加工齿轮做无间隙啮合，就能切出所需齿形。
YK7332A数控成形砂轮磨齿机软件操作流程及注意事项软件开启：在桌面上双击“ChengXingMo”快捷方式，启动软件。
主界面说明如图中所示，主窗体标题栏中显示当前零件件号和当前激活的子窗口名。
主窗体下方有一排按钮，打开不同的子窗体，按钮将会相应变化；对应于每个按钮，也可以按下键盘上的F1～F6功能键进行相应操作。
关闭当前激活的子窗口。
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如果子窗体由多页组成，则可移至下一页。
子窗体打开时，其上的内容一般是不能直接修改的，只有单击编辑按钮才可以进行修改。
可以将子窗体中所作的数据修改保存到系统。
如果您选择了编辑按钮修改子窗体数据，则一定要选择保存按钮将所作修改保存，否则软件将拒绝进行下一步操作。
显示退出系统窗口。
在软件中，您单击那个按钮，那个按钮以黄色显示。
窗体最下方有两个时钟显示标签，其中左边时钟显示当前时间，右边时钟显示软件运行时间。
工件号选择件号管理窗口选取“数据输入”菜单中的“工件号选择”子菜单，显示“件号管理”窗口，此窗口以零件件号名称为索引列出数据库中所有可以调用的零件件号。
在此窗口中，您可以完成新增零件件号、删除已有零件件号、选取加工零件件号等一系列零件件号管理功能。
数据库定位按钮：将指针移到零件数据库的第一笔。
将指针移到零件数据库的上一笔。
将指针移到零件数据库的下一笔。
将指针移到零件数据库最后一笔。
以上是零件数据库的指针定位按钮。
除此以外，您还可以使用鼠标直接选择件号，或者使用键盘的上、下箭头键直接将指针定位于某条零件记录。
当指针定位于某条记录时，此记录将加亮显示，并且此记录状态栏显示箭头作为标记（如上图所示）。
件号管理按钮增加一条空记录。
删除当前零件记录。
将当前新零件记录保存到数据库。
取消编辑。
将当前新零件记录保存到数据库中，并刷新数据库记录。
退出件号管理窗体，进入齿轮几何参数输入窗体。
增加一条空记录:选择按钮您可以在当前记录前增加一空记录，用于加入新的零件，此时，您可以输入新的零件件号。
一、陕西秦川机床工具集团有限公司简介秦川机床集团有限公司（原名秦川机床厂），1965年从上海内迁至陕西宝鸡，是我国精密机床制造行业的龙头企业。
公司现有员工3472人（含控股子公司），其中硕士以上学历60余人，各类专业技术人员1115人，国家级专家8人。
截止2005年底，公司资产总额16.3亿元，形成了精密数控机床、塑料机械与环保新材料、液压与汽车零部件、精密特种齿轮传动、精密机床铸件、中高档专用机床数控系统及数控机床维修服务等六大主体产业群。
拥有20多家控股、参股公司，是上市公司陕西秦川机械发展股份有限公司（股票代码000837）的实际控股方。
公司曾获“中国机械工业优秀企业”、“中国机械工业管理进步示范企业”、“全国机械工业企业核心竞争力30佳”、“全国机械工业企业核心竞争力之星”、“全国机械工业质量效益型先进企业”等荣誉称号。
跻身“2005、2006中国工业（金切机床）行业排头兵企业”，位列第三。
2003、2004、2005连续三年蝉联中国机床工具行业“产品销售收入十佳企业”“数控产值十佳企业”以及“精心创品牌活动十佳企业”等三项殊荣。
公司是国家级高新技术企业，拥有国家级企业技术中心和博士后科研工作站。
具有动态条件下的“三精”（精密加工、精密装配、精密检测）优势。
1997年通过了ISO9001（1994版）质量体系认证。
2003年取得 ISO9001(2000版)质量管理体系认证。
2004年取得ISO/TS16949-2002汽车行业质量体系认证。
到2005年底，公司负责或参与制定的国家、行业技术标准57项，拥有各种专利43项，尚有5项在申请或受理中。
四十年来，先后开发200多项国内领先和国际先进水平的新产品，50多项获国家、部和省级科技进步奖。
其中：精密数控磨齿机形成七大系列、200多个规格产品，国内市场占有率达75%以上，06年被授予“中国名牌产品”，并出口到美国、韩国、日本及东南亚二十多个国家和地区,是目前世界上品种最多、规格最全的磨齿机制造商，产品技术水平接近或达到当今国际先进水平。
YK7232A磨齿机数控伺服控制系统技术使用说明书一、技术规格该系统是为 YK7232A 数控蜗杆砂轮磨齿机配套的数控装置，系统原理请参看《电气说明》。
其技术指标如下：1、工作温度：+5℃～+40℃2、输入电压：3相，50HZ，380V,±10％额定功率：1.2KVA(不包括空调输入)3、砂轮参数机床砂轮主轴转速：1100～1900 RPM主轴光电编码器 : ROD260，18000 Imp/Rev4、工件电机参数：5.1 NM ，2000r/85V工件轴光电编码器：ROD260，18000 Imp/Rev工件跟踪主光栅精度误差：＜±１脉冲，＜18″在负载突加（减）或正弦变化时，精度误差：＜±１脉冲5、齿轮工件参数齿数：12～256模数：1～6螺旋角：-45°～+45°齿形角：10°～45°齿宽：10～170 mm外径：20～320 mm公法线：1～800 μm6、工件架速度：0.4～4 mm/rev7、机箱外型尺寸：2000×800×600 mm（高×宽×深）机箱重量：400kg8、机箱冷却方式：空调机二、、电气说明该机电气控制系统主要由三部分组成：触摸屏显示界面、伺服控制系统、可编程控制器。
系统构成如图所示：1、伺服控制系统1.1 锁相伺服系统原理该系统是一个闭环伺服控制系统。
在这样一个系统中，被控对象的过程参数始终被连续测量，并与理论值进行比较，得到的差值再用来调整被控对象的过程参数。
其原理性框图如下：再具体化，可得到下图：1.2 YK7232A磨齿机伺服控制系统原理该控制系统是基于自动控制系原理，由两个闭环伺服控制环组成。
主伺服环是由砂轮旋转编码器来的输入量与工件旋转编码器来的实际值相比较，其差值经调节器、功率放大器等部件控制工件马达运动。
另一个伺服环是由长度测量编码器脉冲与工件电机旋转编码器脉冲同步、比较，经脉冲／电压转换器、前置放大及功率驱动等部件，控制液压比例阀带动工件架按给定速度运动。
从CCMT2010看数控齿轮加工机床的快速发展Rapid Development of CNC Gear Cutting Machines Viewed from CCMT2010王红利钟晓玲（陕西秦川机械发展股份有限公司技术研究院）第六届中国数控机床展览会（CCMT2010）于2010年4月12－16日在南京国际博览中心隆重举行。
展会集中展示了代表当代机床工具技术发展方向以及我国数控机床产业高速发展的最新产品和技术。
本届展会，各类齿轮加工机床展品众多，尤其是大规格齿轮加工机床，争奇斗艳，给观众留下了很深的印象。
下面下将详细介绍本届展览会上展出的数控齿轮加工机床。
1磨齿机由于硬齿面齿轮广泛应用，以及高速、高性能要求的齿轮需求日益增多，因此要求磨齿加工在效率和质量上都要提高。
加之有些产业对齿轮质量的要求很高，有的产业需要实现特殊的齿形，例如，重卡车工业、航空工程以及用于发电、变电的减速器工业，都依靠磨削去做齿轮精加工。
本届展览会上展出的磨齿机适用范围广，可满足汽车、风电、煤炭、冶金、石油、船舶、矿山等行业圆柱齿轮、螺旋锥齿轮、准双曲面齿轮等的高效、精密磨削加工。
国内磨齿机制造商近年来在提高磨齿机效率、精度、性能、自动化程度等方面下了不少功夫，磨齿机正在向全数控化、高精度化、高效率、高速化、自动化、功能复合化、绿色环保等方面发展，同时在砂轮修整技术上进行了创新，提高了机床的加工效率及精度保持性。
机床结构简单合理，操作日趋简捷方便、可靠，另外加工成本降低也是该领域追求的目标。
本届展览会展出的数控成形磨齿机可以磨削最大齿顶直径4000mm。
陕西秦川机床工具集团有限公司、齐重数控装备股份有限公司、湖南中大创远数控装备有限公司等展出了磨齿机。
陕西秦川机床工具集团有限公司展出的YK7332A数控成形砂轮磨齿机（图1），主要集成了成形磨削专家系统，开发了成形砂轮计算软件；采用了成形砂轮数控修整技术和高效率高精度高刚性成形磨齿结构设计，可适用于汽车、航空、机床等行业齿轮加工，特别适用于对齿形有修形要求及对齿根、齿顶过渡部分有特殊要求的高精度齿轮和多联齿轮的加工。
YK7250A数控蜗杆砂轮磨齿机
佚名
【期刊名称】《《现代制造》》
【年(卷),期】2012(000)024
【摘要】该机床采用连续展成磨削原理。
集合发展了长期设计制造技术，使之获得高的功能特性。
机床采取高刚度、灵敏度和惯量匹配设计。
各个运动和传动部件均进行了精心安排，保证传动的稳定性。
【总页数】1页(P58-58)
【正文语种】中文
【中图分类】TG616
【相关文献】
1.西门子840Dsl系统双通道功能在数控蜗杆砂轮磨齿机上的应用 [J], 于瑞荣
2.数控蜗杆砂轮磨齿机修整器与刀架碰撞问题的处理 [J], 于瑞荣
3.数控蜗杆砂轮磨齿机几何误差检测与分析 [J], 廖琳;钟金童
4.YKS7225数控双工位蜗杆砂轮磨齿机的特点及质量控制 [J], 秦川机床工具集团股份公司
5.秦川数控YK7632A数控蜗杆砂轮磨齿机 [J],
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数控成形磨齿机砂轮修整技术数控成形砂轮磨齿机广泛应用于航空航天、船舶、风电、核电、军工等重型机械传动行业精密齿轮磨削，尤其适合大模数、少齿数齿轮精密磨削。
成形砂轮磨齿机磨削齿轮是将砂轮截形修整成与齿轮齿槽相适应的形状，通过往复磨削获得精确齿廓。
数控成形砂轮磨齿机的最大优势在于数控砂轮修整器，配备相应的软件后可以磨制各种齿形修缘、齿根圆角过渡曲线、鼓形齿、各种特殊齿形、摆线齿、圆弧齿和花键等。
数控成形砂轮磨齿机采用成形法磨削，砂轮截形精度是关键，这取决于截形计算精度及砂轮修整精度。
国内外磨齿机制造商对成形砂轮修整技术进行了深入研究，开发了不同的砂轮修整装置，以此保证砂轮的修整精度，提高齿轮磨削精度。
本文介绍了数控成形砂轮磨齿机砂轮修整技术方面的进展和现有的数控砂轮修整装置及修整技术，并对如何获得高的廓形精度进行了讨论。
1 数控成形砂轮磨齿机砂轮修整方法对成形砂轮的修整主要有金刚笔和金刚滚轮两种形式，金刚笔修整结构简单、成本低，理论上可以获得更高的修整精度。
由于金刚笔磨损严重、寿命短、磨损量难以估测，无法精确补偿，导致砂轮廓形精度一致性差，对于大型齿轮的磨削加工影响较大，逐渐被金刚滚轮修整所取代。
金刚滚轮刚性高、修整量大、效率高，采用轨迹包络方法，更加适合修整复杂的成形表面。
金刚石滚轮修整砂轮的方法分为切入式滚轮修整和摆动式滚轮修整。
成形磨齿原理见图1。
图1 成形磨齿原理图2 切入式修整原理(1) 切入式滚轮修整采用切入式滚轮修整时，金刚石滚轮在修整电机驱动下高速旋转，沿砂轮径向做切入运动，为了修整成形表面，金刚滚轮和砂轮沿轴向相对运动。
如图2所示，修整成形砂轮时，修整滚轮和砂轮以一定的线速比绕自身回转中心回转。
砂轮沿自身轴线（Y轴）方向往复运动，修整滚轮沿自身径向（W轴）方向，以一定的比例关系跟随砂轮轴向运动。
Y轴和W轴插补走圆弧或直线，金刚滚轮R圆弧圆心走砂轮廓形等距线（见图3）。
利用滚轮和砂轮的接触点包络出砂轮截形。
YK7332A数控成形砂轮磨齿机
YK7332A数控成形磨齿机是φ300mm以下高精度、大批量以及特种齿轮磨削的磨齿设备，可适用于汽车、航空、机床等行业齿轮加工，特别适用于对齿形有修形要求及对齿根齿顶过渡部分有特殊要求的高速齿轮和多联齿的加工，另外还可以磨削非渐开线齿形如摆线齿轮、油泵转子、高精度花键和螺杆等。
整机共有五个伺服轴：工作台走刀轴X,砂轮架进刀轴Y、砂轮架走刀轴Z、砂轮架旋转轴A,工件旋转轴C 为全闭环控制。
直线轴X、Y ,Z轴导轨选用进口高精度、高刚性滚柱直线导轨。
砂轮架旋转轴A选用高精度分度头，满足砂轮架螺旋角准确定位和高刚性要求。
分度轴C采用蜗杆消隙机构，保证分度旋转定位精确要求机床选用台湾进口数控系统，根据用户要求可以实现人机对话框编程，提高工效，使用更加方便。
磨头电机选用电主轴最高转速可达18000rpm，可满足小规格磨具砂轮及高速砂轮线速度要求。
机床磨削选用砂轮为普通砂轮或者成形CBN砂轮。
利用高精度修整器和滚轮，修整砂轮，满足工件磨削。
机床磨削工作循环由数控系统控制通过一次编程完成砂轮修整补偿及工件磨削自动循环制控。
机床罩壳为全封闭式。
工件冷却选用大流量高压力冷却泵，工控箱配有恒温制冷设备。
整机配备静电吸雾
装置，工作环境干净、卫生。
YK7332数控成形砂轮磨齿机软件系统主要功能模块：1．齿轮的几何参数计算模块.包括标准的、变位的、修形的直(斜)齿圆柱齿轮的几何参数计算以及常用工艺参数、测量参数计算，同时向数据库中录入基本的工件数据。
2．成形砂轮截形计算模块根据工件的基本参数及用户对所加工齿轮的特殊要求，包括齿形修形参数、齿
向修形参数、齿顶及齿根过渡曲线参数等，自动计算出精确的砂轮截形数据，满足用户对齿轮的各种特殊磨削要求。
3．磨削工艺参数及磨削加工程序自动生成模块根据用户输入的齿轮工艺参数和磨削参数，如磨削工件的材料、硬度、精度以及机床所选用砂轮规格、磨料、结合剂等，自动生成磨削齿轮加工的G代码。
用户可以直接使用此G代码进行磨削，也可以进行人工干预和调整。
4．随
机测量程序模块机床的随机测量系统，可根据测量数据绘制齿形、齿向、周节、累积等齿轮测量图，并可打印输出或保存，供用户对当前磨削效果进行分析。
程序也可对测量结果进行自动分析和判断。
并对机床参数和砂轮截形数据进行自动修正。
5．工件参数及加工程序管理模,实现所有磨削工件的几何参数、工艺参数及加工程序的数据库管理，达到安全、直观、易用的目的。
随着机床使用的不断成熟，用户的操作经验将被记录在此数据库中，逐渐形成一些成熟、典型的磨削工艺，便于用户随时调用、查询、参考。
(另外配置电脑和软件）
机器规格
机器主要规格YJK7332A YJK7332B
最大加工外径320mm(9.8 in) 320mm(9.8 in)
最小加工外径20 mm(0.8 in) 20 mm(0.8 in)
最大加工长度450 mm(11.8 in) 450 mm(11.8 in)
最大模数M 20(DP 2.54) M 20(DP 2.54)
最大轮磨深度35 mm 35 mm
最少/最多加工牙口数1/99 1/99
最大导程角0°±45°
最小/最大顶心距80～550 mm 80～550 mm
砂轮轴倾角0°0°～90°
最大加工行程450 mm(17.7 in) 450 mm(17.7 in)
工作最大重量30 kg 30 kg
最小/最大导程0 - 300/∞0 - 300/∞
工具规格
最小/最大砂轮直径80/200 mm 80/200 mm
最大砂轮转速18，000 rpm 18，000 rpm
最大砂轮厚度50 mm 50 mm
砂轮马达马力14.6 kw 14.6 kw
CNC控制器
宝元LNC-600 FANUC 32i
标准附属品
油雾分离器
自动润滑油装置
标准工具一式
磁性过滤器单元。
