齿轮加工机床的方法原理结构
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滚齿机的数控系统及其程序编写滚齿机是一种常用于齿轮加工的机床设备,其数控系统起着至关重要的作用。
数控系统可以通过预先编写程序和指令,精确地控制滚齿机的运动和加工过程,实现高效、精确的齿轮加工。
本文将介绍滚齿机数控系统的基本原理和程序编写方法。
一、滚齿机数控系统的基本原理滚齿机数控系统由硬件和软件两部分组成。
硬件包括数控设备(如计算机、控制卡、数控面板等)和滚齿机本身的传感器、执行机构等。
软件包括数控程序和指令。
滚齿机数控系统的基本原理是根据齿轮加工的工艺要求,通过数学模型将加工过程分解成一系列的运动指令。
数控程序根据这些指令,在计算机上生成一系列运动轨迹和控制信号,然后通过控制卡将这些信号传递给滚齿机的执行机构(如电机、液压系统),实现齿轮加工过程的控制。
滚齿机数控系统的核心是数控程序和指令。
数控程序是一种特定的编程语言,用于描述加工过程中的运动轨迹和控制信号。
通过编写数控程序,可以实现齿轮加工过程的参数设定、加工轨迹的生成、工艺优化等功能。
二、滚齿机数控程序的编写方法滚齿机数控程序的编写主要包括以下几个步骤:设定加工参数、生成加工轨迹、生成控制信号、优化程序。
1. 设定加工参数:根据齿轮加工的要求,首先需要设定加工参数,如齿轮的模数、齿数、齿轮面宽等。
这些参数将作为程序的输入,用于生成加工轨迹和控制信号。
2. 生成加工轨迹:根据设定的加工参数,利用数学模型和运动规律,生成齿轮加工过程中的运动轨迹。
这些轨迹由一系列的点、线、圆弧等基本元素组成,描述了机床在加工过程中的运动路径。
3. 生成控制信号:根据生成的加工轨迹,将其转化为数控系统可以理解的控制信号。
控制信号包括机床坐标轴的位置、速度、加速度等。
通过控制信号,数控系统可以精确地控制滚齿机的运动,实现齿轮加工的精度和效率要求。
4. 优化程序:对于复杂的齿轮加工过程,可以通过优化程序来提高加工效率和质量。
优化程序可以采用各种算法和方法,如路径规划、加工时间优化等,来实现最佳的加工结果。
各种齿轮的加工原理一个齿轮的加工过程是由若干工序组成的。
为了获得符合精度要求的齿轮,整个加工过程都是围绕着齿形加工工序服务的。
齿形加工方法很多,按加工中有无切削,可分为无切削加工和有切削加工两大类。
无切削加工包括热轧齿轮、冷轧齿轮、精锻、粉末冶金等新工艺。
无切削加工具有生产率高,材料消耗少、成本低等一系列的优点,目前已推广使用。
但因其加工精度较低,工艺不够稳定,特别是生产批量小时难以采用,这些缺点限制了它的使用。
齿形的有切削加工,具有良好的加工精度,目前仍是齿形的主要加工方法。
按其加工原理可分为成形法和展成法两种。
成形法的特点是所用刀具的切削刃形状与被切齿轮轮槽的形状相同,用成形原理加工齿形的方法有:用齿轮铣刀在铣床上铣齿、用成形砂轮磨齿、用齿轮拉刀拉齿等方法。
这些方法由于存在分度误差及刀具的安装误差,所以加工精度较低,一般只能加工出9~10 级精度的齿轮。
此外,加工过程中需作多次不连续分齿,生产率也很低。
因此,主要用于单件小批量生产和修配工作中加工精度不高的齿轮。
展成法是应用齿轮啮合的原理来进行加工的,用这种方法加工出来的齿形轮廓是刀具切削刃运动轨迹的包络线。
齿数不同的齿轮,只要模数和齿形角相同,都可以用同一把刀具来加工。
用展成原理加工齿形的方法有:滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿等方法。
其中剃齿、珩齿和磨齿属于齿形的精加工方法。
展成法的加工精度和生产率都较高,刀具通用性好,所以在生产中应用十分广泛。
一、滚齿(一)滚齿的原理及工艺特点滚齿是齿形加工方法中生产率较高、应用最广的一种加工方法。
在滚齿机上用齿轮滚刀加工齿轮的原理,相当于一对螺旋齿轮作无侧隙强制性的啮合,见图9-24 所示。
滚齿加工的通用性较好, 既可加工圆柱齿轮,又能加工蜗轮;既可加工渐开线齿形,又可加工圆弧、摆线等齿形;既可加工大模数齿轮,大直径齿轮。
滚齿可直接加工8~9 级精度齿轮,也可用作7 级以上齿轮的粗加工及半精加工。
滚齿可以获得较高的运动精度,但因滚齿时齿面是由滚刀的刀齿包络而成,参加切削的刀齿数有限,因而齿面的表面粗糙度较粗。