數(shù)控雙軸剃齒機(jī)是一種高精度、高效率的齒輪精加工設(shè)備,主要用于對淬火前的圓柱齒輪(尤其是直齒和斜齒)進(jìn)行剃齒修形,以提高齒形精度、降低表面粗糙度、改善嚙合性能。該設(shè)備廣泛應(yīng)用于汽車、工程機(jī)械、減速機(jī)、電機(jī)及精密傳動部件制造等行業(yè),是齒輪制造工藝鏈中不可少的關(guān)鍵裝備。
設(shè)備核心部件包括高剛性床身、精密滾珠絲杠、高動態(tài)響應(yīng)伺服電機(jī)、自動潤滑系統(tǒng)及安全防護(hù)裝置。剃齒過程中,剃齒刀與工件按交錯(cuò)軸齒輪嚙合原理對滾,利用刀具刃口對工件齒面進(jìn)行微量刮削,去除微米級余量。相比傳統(tǒng)機(jī)械式剃齒機(jī),數(shù)控雙軸機(jī)型具有調(diào)整便捷、重復(fù)精度高(可達(dá)DIN 5~6級)、換型快、自動化程度高等優(yōu)勢,并可集成自動上下料或柔性生產(chǎn)線。
數(shù)控雙軸剃齒機(jī)的組成部分:
一、基礎(chǔ)機(jī)械結(jié)構(gòu)
床身
功能:作為整機(jī)的支撐基礎(chǔ),承受加工過程中的切削力、振動和熱變形。
特點(diǎn):采用高強(qiáng)度灰鑄鐵(如HT300)鑄造,內(nèi)部布置加強(qiáng)筋以提高剛性;部分機(jī)型采用礦物鑄造床身,進(jìn)一步降低振動和熱變形。
設(shè)計(jì):床身通常為整體式結(jié)構(gòu),確保長期穩(wěn)定性,表面經(jīng)過精密刮研或磨削處理,提高導(dǎo)軌安裝面的平面度。
立柱
功能:支撐刀架系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)徑向進(jìn)給運(yùn)動。
特點(diǎn):與床身剛性連接,采用厚壁結(jié)構(gòu)以減少變形;部分機(jī)型立柱可移動,擴(kuò)大加工范圍。
傳動:徑向進(jìn)給通過高精度滾珠絲杠或蝸輪蝸桿副實(shí)現(xiàn),由伺服電機(jī)驅(qū)動,確保定位精度。
工作臺
功能:安裝工件夾具,實(shí)現(xiàn)分度旋轉(zhuǎn)和軸向進(jìn)給。
特點(diǎn):采用高精度蝸輪蝸桿傳動,分度精度可達(dá)±2秒;工作臺面通常為圓形,可安裝多工位夾具以提高效率。
導(dǎo)軌:采用直線滾動導(dǎo)軌或靜壓導(dǎo)軌,減少摩擦,提高低速平穩(wěn)性。
二、傳動系統(tǒng)
主傳動系統(tǒng)
刀軸驅(qū)動:由變頻電機(jī)直接驅(qū)動剃齒刀旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)無級變速(通常范圍50-1000 rpm),適應(yīng)不同材料和齒形的加工需求。
工件驅(qū)動:部分機(jī)型配備獨(dú)立工件電機(jī),實(shí)現(xiàn)工件與刀具的同步旋轉(zhuǎn),提高加工效率。
進(jìn)給傳動系統(tǒng)
軸向進(jìn)給:由伺服電機(jī)通過滾珠絲杠驅(qū)動工作臺沿軸向移動,控制剃齒深度。
徑向進(jìn)給:由伺服電機(jī)通過滾珠絲杠或蝸輪蝸桿驅(qū)動刀架沿徑向移動,調(diào)整剃齒余量。
分度傳動:工作臺旋轉(zhuǎn)由高精度蝸輪蝸桿副實(shí)現(xiàn),確保分度精度。
三、數(shù)控系統(tǒng)
核心控制器
品牌與型號:通常采用西門子828D/840D、發(fā)那科(FANUC)或華中數(shù)控等高檔系統(tǒng)。
功能:實(shí)現(xiàn)多軸聯(lián)動控制(X/Y/Z軸及主軸)、參數(shù)化編程、故障自診斷、數(shù)據(jù)存儲與傳輸。
界面:支持中英文菜單顯示,操作直觀,可導(dǎo)入CAD/CAM圖形文件生成加工程序。
伺服驅(qū)動單元
組成:包括伺服電機(jī)、驅(qū)動器和編碼器,實(shí)現(xiàn)進(jìn)給軸的精確位置控制。
特點(diǎn):高響應(yīng)速度、低振動、過載保護(hù)功能,確保加工穩(wěn)定性。
四、刀架與刀具系統(tǒng)
刀架
結(jié)構(gòu):采用快換裝置設(shè)計(jì),可快速更換不同規(guī)格的剃齒刀。
功能:支撐剃齒刀并傳遞切削力,部分刀架具備角度調(diào)整功能以適應(yīng)斜齒加工。
冷卻:內(nèi)置冷卻液噴嘴,對刀具和工件進(jìn)行冷卻潤滑,延長刀具壽命。
剃齒刀
類型:根據(jù)加工需求分為直齒剃齒刀、斜齒剃齒刀、盤形剃齒刀等。
材料:通常采用高速鋼(HSS)或硬質(zhì)合金(Carbide),表面涂層處理以提高耐磨性。
安裝:通過液壓夾緊或機(jī)械夾緊方式固定在刀軸上,確保同心度。
五、輔助系統(tǒng)
液壓系統(tǒng)
功能:為刀架夾緊、工作臺分度、尾座頂緊等動作提供動力。
特點(diǎn):采用獨(dú)立液壓站,減少振動和熱變形;配備壓力傳感器和過濾器,確保系統(tǒng)穩(wěn)定性。
潤滑系統(tǒng)
功能:對導(dǎo)軌、絲杠等運(yùn)動部件進(jìn)行自動潤滑,減少磨損。
類型:集中潤滑系統(tǒng),可定時(shí)定量供油,部分機(jī)型配備油位檢測和報(bào)警功能。
冷卻系統(tǒng)
功能:通過冷卻液循環(huán)對刀具和工件進(jìn)行冷卻,防止熱變形并沖走切屑。
設(shè)計(jì):采用大流量泵和噴嘴,確保冷卻效果;部分機(jī)型配備切屑分離裝置,便于清理。
排屑裝置
功能:自動排出加工產(chǎn)生的切屑,保持機(jī)床清潔。
類型:鏈板式排屑機(jī)或螺旋式排屑器,可與冷卻系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)。
六、安全防護(hù)與操作裝置
防護(hù)罩
功能:封閉加工區(qū)域,防止切屑和冷卻液飛濺,保護(hù)操作人員安全。
設(shè)計(jì):采用透明有機(jī)玻璃或金屬網(wǎng)罩,便于觀察加工過程。
操作面板
功能:集成數(shù)控系統(tǒng)操作界面、急停按鈕、手動操作手柄等。
特點(diǎn):符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì),便于操作;部分機(jī)型配備遠(yuǎn)程操作終端。
安全傳感器
類型:包括限位開關(guān)、壓力傳感器、溫度傳感器等。
功能:實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)床狀態(tài),超限s自動停機(jī)并報(bào)警。