数控高效大模数高精度铲齿磨床设计制造

一、现状介绍我公司现拥有C8950铲齿车床3台，其中1台为建厂初期购置的设备，已经过3次大修，由于各项精度严重超差，现在生产中多用来进行铲车（刀体加工和刀片热处理前粗加工），另外2台为近两年购置的二手设备，经大修改造后，恢复了几何精度，Z轴改装为滚珠丝杠，加工精度有较大提高，但对滚刀的高精度要求还有差距，即便是A级滚刀，顺利时也要在铲磨和检查工序之间进行5—6次的反复，有时需要多达10次以上的反复。由于磨削方式为低速磨削，最终加工完成的滚刀，虽然主要精度达到了A级滚刀的要求，但光洁度仍比较低，对应加工出来的齿轮光洁度也比较低。外购来的AA级滚刀，经使用磨损较大时，为了提高滚刀使用寿命，往往需要进行重新铲磨，一旦经过我们铲磨，即便再认真的铲磨，滚刀的精度也要降为A级以下。该型号设备为大连机床厂60年代产品，设备生产厂家报价128万元，但由于市场需求小，在目前需大于供的市场下，给多少钱厂家也不干，即便给生产了，由于是普通机床，再加上磨削方式仍为盘型砂轮磨削，也同样不能满足我公司的产品需求。国际市场上只有小模数的高效滚刀铲齿磨床，也不能满足我公司的产品需求。二、设计思路借助自行设计的机械予载无间隙圆周传动和目前数控高精度设备上广泛采用的直线导轨、滚珠丝杠组合，以及我们对数控系统的了解，设计制造一台数控高效大模数高精度铲齿磨床，改变传统的盘型砂轮磨削为指状砂轮磨削后，可实现高速磨削，排除安全隐患，由此可以保证砂轮修形母线就是加工曲线，使得砂轮修形更接近于理论形状，同时也排除了盘型砂轮铲磨时产生的干涉，使得滚刀齿型更准确。不仅可以提高大模数滚刀的精度和光洁度，也可以大幅度提高滚刀的生产效率和重磨效率，同时可对滚刀齿形进行各种修形，以提高齿轮类产品的质量。该设备投入使用后，可铲磨出AA级以上滚刀，也可为16米滚齿机投产后M50滚刀的潜在需求作好设备准备，并可磨削多头硬齿面蜗杆，为中信重机公司的新产品开发提供设备支持。1.砂轮选择为了提高磨削速度，排除安全隐患，变传统的盘型砂轮铲磨为指型砂轮铲磨，由于可以保证修形母线就是加工曲线，使得砂轮修形更接近于理论形状，同时也排除了盘型砂轮铲磨时产生的干涉，使得滚刀齿型更准确。驱动采用偃师帅旗主轴机械厂生产的磨削用电主轴（DZW18C/16，功率16KW，转速18000r/min），据生产厂家介绍，该型号磨削用电主轴的轴承采用脂润滑的情况下，寿命为800小时，采用该电主轴时备用一台，一旦轴承损坏，由于生产厂家较近，可发往生产厂家更换轴承。2.机床共设4轴① Z轴：砂轮架的纵向运动，采用直线导轨，滚珠丝杠，伺服机直联减速机驱动，闭环控制。② X轴：砂轮架的横向运动，采用直线导轨，滚珠丝杠，伺服机直联同步带驱动，闭环控制。③ C轴：滚刀（工件）的回转运动，采用自行设计的机械予载无间隙圆周传动，伺服机直联减速机驱动，闭环控制。④ Z1轴：砂轮修形轴，采用直线导轨，滚珠丝杠，伺服机直联减速机驱动，开环控制。3.使用方法① 铲磨状态：Z轴、X轴、C轴三轴数控联动实现铲磨滚刀侧后刃面。② 砂轮修形状态：X轴、Z1轴两轴数控联动实现对砂轮的修整，可对砂轮进行20度直线修形或曲线修形，一旦滚刀检验合格，该程序可储存于电脑中备下次该摸数滚刀铲磨时使用。③ 混合使用：编程使得铲磨状态和砂轮修形状态混合反复工作，可大副提高工作效率。④ 磨削方式：滚刀的通用铲磨方式为干磨，滚刀的切削刃或多或少总有一定量的退火，削弱滚刀的耐用度，新设计的铲齿磨床，在磨削液的使用方面多下一些功夫，实现湿磨，这样加工出来的滚刀耐用度一定会比过去的滚刀有所提高