【JX344】滚齿机主传动箱设计[Y38型][FY+RW+KT]【4A0】
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jx344
机主
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【JX344】滚齿机主传动箱设计[Y38型][FY+RW+KT]【4A0】,jx344,机主,传动,设计,y38,fy,rw,kt,a0
- 内容简介：
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2001) 18:399403 2001 C a C a A by or of a ( (is a/D of is is in of is NC or of to of be D, is of be as is a D, ), is in of is C, 1% 5% 1% V), of of rt in of of . 7, it is of to C 111. of by to be by a is In of by of S 12 of is is a a in of 1. by a, of f1,in of in to D, of . 2. f1,in of in to of of of of of of of in 1) 13,14C of an a of an an of a of D is be 3. of a 1, C 2, of 3, of 4, of of , of f1 6, 7,C 8, of 11021 , to 10, of f1 11,of 12,of 13, of 14,of NC a 2) of f1 f1 is in of f2 is in to a is of f1 f2 in in of .8 .4 mm,11021 s= s. of of so it to of of 13,14, is a of f1 in in s f2 in is of C 4. of of byNC of a of NC 15). 1, 2, 3,4, 5, 7, x,y,z,. . .); 8, S, T, M,. . .); in C 10, 11, 12, 3, 14, 15, 16, 17,18, 19, 20, 21, 22, 23, or C 015. of of is on C of in 17 an 02, 6. of of x, y, z)of of of of is 3. of be 4):as by C of as by C it C as . in 16 in of 17.A a 0 A to at 18, 19 s IN . mm )()10 6 20g 205 2000 80 5 2000 240 0 1500 30 0 1500 20 . 7. of (a) (b) (c) (d) . of .1( we of of 47 20 mm 0 mm of 4 D. of 0 mm of 8. (a) (b) of . of of of of of x, of 6) on D of of on a 50 (or of A C 03of of of in of of a 11. by in of of of of of of up D be on be on of is of is of of is in a of It as an in a 20A. B. A. et V. A. O. et V. I. V. V. A. D. et J. H. N. E. in or to P. M. M. C. H. Y. by in A. W. M. C. J. . J. . rarara100 2. 6. M. B. “of S. of in F. “fur 120(11), 923926, F. . “of in of 94, 8 994, 81487, B. F. . “of of 100(1/3), 241249, 2000. 外文翻译 专 业 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 毛 建 军 班 级 制 051 学 号 0520110108 指 导 教 师 邢 青 松 外文资料名称 ： A C 外文资料出处 ： 2001)18:399 )2001 附 件： 指导教师评语： 签名： 年 月 日 一种逐步铣削的新型数控机床控制装置 马里博尔大学 ,机械工程学院，智能制造实验室，马里博尔 ， 斯洛文尼亚 毛建军 译 摘要： 本文介绍的设计方案，操作和分析一种逐步铣削新型数控机床控制装置的洗削步骤。 逐步建立功能齐全，一步铣削装置可确保 该 铣削工件月底或锥形铣刀 ，两者的比例约为深度铣 (铣削刀具直径 D(于 1.5(a/致在增加耐磨性的最前沿。打破该铣刀减至最低，不是经常的，和铣削力降低，因而造成规模较小的挠度 铣削工具 和 控制精度 较 高的加工 ，该机床 使用比较好 。 关键词： 数控机床控制 装置； 按部就班铣 1 前言 技术问题发生 在 当加工一些复合部件使用完或锥形铣刀的小直径在大切削深度。根据该建议刀具制造商的深度铣 削必 须符合范围 D ，其中 通常 ，深度铣所需用于制造的零件可能高达六自由度。 这个问题尤为严重，当加工零件（模具 ） ，以锥形铣刀 （ 切削深度是 4D，锥角 3 至 6 ） ，如粗铣一 件 特 别粗的 粗刀是不可能的 和 在案件模具加工 中（材料的模具钢是根据 碳 ， 1 硅 ， 5 铬， ，钼， 1%钨） 为挤压铝 的钢筋，管道，及横梁 。 2 国内外研究现状与现有的解决方案 当前 先进的技术 对各类型的加工提供了 较 合适的解决方案。对 工业用途 来说 ， 当 主要问题出现时 ，在以 制造 时间 ，刀具磨损 的阻力 ，表面 质量 ，几何精度和制造成本 的前提下， 优化选择技术解决方案 ，是很有必要的。 在 确保数控车铣 的高品质方面 ，文献也记载了一些解决方法 。 该文献包含了用特殊形状的刀具进行逐步铣削的 讨论 方法。对用逐步铣削的加工 每个形状 的使用来说 ， 一种 特殊形状 的刀 具 是必要的 。在这个过程中 刀 具 的运动路线是不会改变的， 只有制造的形状 会改变 ，铣刀 逐步铣削出来的形状会 受到外届因素的影响。 美国专利提出了一 种很 高速度的绝热面铣床。 这种芯片 的 去除系统 效率是象那种重复铣削的芯片几乎淘汰并且使得 刀具寿命得到 了 提高。 这个解决方案 需要一种新的机床和 一个 高投资 。 在文章中 上述铣削 的装置 和方法 并不包括逐步铣削的新的解决方法的描述。 3 循序渐进的铣削方法 这种逐步 铣削方法的特点 是在铣削描述方面的铣刀距离用（ ）的步骤和在描述相反方向的 相关运动的铣刀 距离用 （ ，如 （图 1 ）。 图（ 1） 图 削的深度， 方向上的加工距离， 图（ 2） 图 动轨迹的终点。一个偏差的终点和下一个运动的起点的点）。 4 数控机床控制装置 逐步铣削的数控控制装置包括一块输入通信模块，一个步码的发电机，一个适当的控制程序，一块输出通信模块和一个 微处理器。 铣刀的运动路线是如达到一 个 深度和 铣刀直径高达 5D 的比率的，而 不能用常规控制铣床 所取得的比率 。该装置读取 某一特定产品的 数控程序 的程序步骤 ， 在逐步铣削过程中 确定了理想的其始 点 图 2 ）和 终 点（ t ） 和其 加工过程 中的 参 数 参数 加工正 方向 上的距离 ， 参数 数 的最优值是指 ， 且着两个参数必须满足 f1停时间是 装置改变了刀具目前状况的值，以至于 它 与 预期的限值 和一种逐步铣削的方法的要求想对应。 该装置的 生成路径的特点， 在发明基础上，是在 计划轨迹 中的 一个循环反复的一步 运动。 在预定的（期望）的方向 上的刀 具 运 动， 在值 刀具 反方向上运动。 这一步 运动 是反复沿 着刀 具 运动的指定轨迹 的运动 。 图（ 3） 图 3. 一个新的 刀 具 路线的生成流程图。 床的 句 ； 17， 差 时记录的步骤； 算机算法 数控控制 装置 自动 演示 该 刀 具的 步骤 和坐标 的变化 。 图（ 4） 图 4. 一台机床 进入数控装置单元内逐步控制的方法（来自数控机床的单元的布局） 1，手动输入； 2，输入与冲压磁带； 3， 4， 译码 ； 5，计算机； 7，位置坐标（ x,y,z.）； 8，功能记忆（ S， T， M.）； 步装置（在计算机里）；步装置（记忆前）； 步装置（在数控输入前）； 10，插补； 11，函数执行单元； 12，插数据流； 13，比较单元； 14， 15，转换单元； 16，数控机床控制单元； 17，位置数据； 18，测量数据； 19，数据功能； 20，机床； 21，接口； 22，测速发电机； 23，步进（ 或伺服 ）马达。 图（ 5） 图 计算机解决方案 的模型 是基于以下假设条件和要 求： 1)、未经矫正的加工（ 。 2)、 程序员 编写 数控加工的 “ 常规 ”程序；逐步 加工开始和结束 是 由文本形式 的两项纪录 确定大的 。 3)、该程序 包括加工功能 18 。 4)、 该 程序 表 现了 所有职能 在 加工过程 中的影响 （ 01， 5)、该程序包含了所有三个坐标（ x,y,z）的同时加工。 6)、该程序的变化只是对块标志里的陈述的变化。 7)、报表数字的重编。 8)、输出数据文件的建立。 9)、 该 程序 包含加工更正 的查核。 10)、计算机程序的操作算 法如图 3所示。 在 理想的 位置 上偏差的检查 是自动进行。 图（ 6） 图 6. 力用图形来表示 4 3把现有的 方法 编 入现有的数控控制单元 这种 控制可以被 结合 到铣削 加工中用如图 4所示的 三种方式 ： 1)、对 铣削机床控制单元 来说 ， 它在原来的位置 和插补 如 位置所示的之间。 2)、对 数控控制单元 来说它紧靠在 数据模块 读数后 ， 如 。 3)、在 数控控制单元 之前 ，该数控程序截取输入数据，并适当地处理， 5 实验和试验 1)、为铣削通过 传统 的方法 和新 方法 的 按部就班装置 测试是被执行。 2)、在实验室里和为铝挤出的刀具的真实产品里这些测试被执行。 3)、带有 托盘系统 和 一个工具 库的 卧式 4 轴 的 加工中心（海勒东亚 - 05 ）被 使用。 4)、 模具 固定 是与 具的加工是水平的。（ 5)、 一 种为 测量切削力 的 测量 装置 是 被固定在 加工中心 座上。 为得到 加工测量结果 一些测量实验和软件使用在马里博尔大学的机械工程学院已经被广泛应用。 6)、这些测试内容是铝 和 有根据 定的钢。 表 1 对铝 刀 具耐磨性 进行的 两个计划测试 表 1 表 2 表面粗糙度的测量 为 加工我们选择了四种类型刀具材料 是 的 铣刀 ： 径104圆锥形， 200铣削深度是 4D。用 乳液 来 冷却 。每一个测试块的切削路线的长度是 50 加工形状和工件如图 5所示。 测量切削力 的 测试 时计划和选定参数都在表 1中给定了。该测试包含了切削力的测量法，耐磨性， 刀具切削边缘 的抗压性，加工 的几何精度，加工表面的粗糙度和工件的 可视化分析 。 削力的分析 y,和 平均值的计算。最大值的确定和切削力的标准偏差的计算； 结果用图来表示切削力的平均值，最大切削力，切削力的平均偏差， 切割速度 如图 6所示。 测量 加工 狭长孔形状的测量在一个 用测量中心）的实验室里进行为所有工件和 理想 狭长孔形状 和 实际狭长孔形状的比较。一种 编程软件 它会自动感应理想曲线 的点被使 用 。图 7表现了在传统工艺和当逐步铣削加工的方法中狭长孔的理想曲线（虚线）和实际曲线（实线）之间 的偏差。 图（ 7） 图 7 真实曲线 （虚线） 和 理想 曲线 （实线） 的偏离 。常规铣削过程 ：（ a）轨迹 (b)轨迹 步铣削： (c)轨迹 (d)轨迹 表面粗糙度的测量方法是通过 11 的方法执行的。这些结果是通过 微型处理器 理的 中给出并且表现了在传统铣削处理和逐步铣削例子中表面粗糙度之间的不同。 5 5可视化分析 传统加工和逐步加工的结果可以在图 8中看见。 6 结论 通过逐步铣削装置，深度的比率和铣削切削直径达 5D 都能达到。而这些在传统铣削机床中是不能达到的。这种方法可以加工机器部件而在以前是不能加工的。研究表明当在相同加工参数下，逐步铣削的在刀具切削边缘的切削力更小，而且铣削刀具的 挠度 也更小，还有加工的几何精度更精确。这些就是使用逐步铣削装置好的“一面”的影响。 图 （ 8） 图 8(a)传统加工； (b)逐步加工。 文中所提到的装置在刀具和需要大量材料的移动还有一些有复杂形状的产品的金属加工行业中是特别有用的。 它可以象条件优化系统中不可缺少的一部分 一样的注册。 文 献 资 料 专 业 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名 毛 建 军 班 级 制 051 学 号 0520110108 指 导 教 师 邢 青 松 文 献 资 料 1 尹洋 , 张根保 , 曹东锋 , 张新玉 . 零传动干式滚齿机关键部件结构设计 与研究 J. 机床与液压 , 2008， (04)： 382 刘润爱 , 张根保 . 滚齿机及滚齿加工技术的发展趋势 J. 现代制造工程 , 2003,(11)： 143 张新玉 , 张根保 , 黄强 , 曹东锋 . 零传动滚齿机几何误差和热误差综合建模 J. 机械设计 , 2008,(03):354 巩丽 , 张根保 , 刘润爱 , 黄强 . 零传动数控滚齿机的精度分析 J. 机床与液压 , 2006,(02):405 刘润爱 , 张根保 . 零传动齿轮加工机床关键技术研究 J. 制造技术与机床 , 2004,(12):526 廖绍华 ,李先广 ,曹华军 ,何彦 . 面向绿色制造的滚齿机研究现状分析及发展趋势 J制造技术与机床 , 2004,(11):347 孙广山 , 吴永国 . 箱体类零件用平面定位基准定位时的夹紧力 J. 辽宁工学院学报 , 1995,(01):228 罗城钢 . 箱体类零件孔的同轴度误差检测方法初探 J. 工具技术 , 2003,(12):509 杜建铭 ,吴 序堂 ,吴宏 . 基于 开放体系数控滚齿系统的研究 J机械科学与技术 , 2003,(04):4710 王萍萍 . 零传动滚齿机直接驱动工件主轴关键技术研究 D 2006. 2008年 4月第 36卷 第 4期机 床 与 液 压 日 期 : 2007 - 06 - 25基 金 项 目 : 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (批 准 号 : 50575232 ) ; 高 等 学 校 博 士 点 专 项 科 研 基 金 资 助 项 目 (批 准 号 :20020611004)作 者 简 介 : 尹 洋 ,“ 西 部 之 光 ” 重 庆 大 学 访 问 学 者 , 西 华 大 学 机 械 工 程 与 自 动 化 学 院 副 教 授 。 E - 传 动 干 式 滚 齿 机 关 键 部 件 结 构 设 计 与 研 究尹 洋 1, 2 , 张 根 保 2 , 曹 东 锋 2 , 张 新 玉 2(11西 华 大 学 机 械 工 程 与 自 动 化 学 院 , 成 都 610039; 21重 庆 大 学 机 械 工 程 学 院 , 重 庆 400044)摘 要 : 从 实 现 干 切 削 的 角 度 出 发 , 论 述 了 零 传 动 干 式 滚 齿 机 关 键 部 件 设 计 原 则 , 设 计 出 具 有 合 理 的 床 身 结 构 和 快 速 排屑 系 统 的 零 传 动 干 式 滚 齿 机 , 提 出 了 干 式 滚 刀 选 用 原 则 , 样 机 加 工 精 度 试 验 证 明 了 该 机 床 结 构 的 可 行 性 。 将 设 计 的 零 传 动干 式 滚 齿 机 用 于 生 产 将 会 大 大 减 小 环 境 污 染 , 节 约 加 工 成 本 。关 键 词 : 零 传 动 ; 干 切 削 ; 滚 齿 机 ; 结 构 设 计中 图 分 类 号 : 文 献 标 识 码 : A 文 章 编 号 : 1001 - 3881 (2008) 4 - 229 - 3l D in 2 , 110039, 2100044, p of in of of of of p p of p of le by be be if is p D D ry 引 言金 属 切 削 中 的 切 削 液 具 有 冷 却 、 润 滑 和 排 屑 等 作用 , 可 获 得 良 好 的 加 工 质 量 , 并 提 高 刀 具 耐 用 度 和 生产 率 。 但 切 削 液 对 环 境 的 污 染 、 对 操 作 者 健 康 的 伤 害已 不 容 忽 视 , 而 对 这 种 危 害 的 治 理 使 制 造 成 本 显 著 增加 。 因 此 , 不 使 用 切 削 液 的 干 切 削 就 成 为 改 善 生 态 环境 , 降 低 生 产 成 本 的 有 效 措 施 , 也 是 实 现 清 洁 化 生 产的 一 条 重 要 途 径 。 在 齿 轮 加 工 方 面 , 国 外 著 名 的 齿 轮加 工 机 床 制 造 商 及 齿 轮 刀 具 制 造 商 , 均 把 研 制 满 足 环保 要 求 的 干 式 切 削 机 床 和 刀 具 作 为 产 品 开 发 的 一 项 首要 的 任 务 来 抓 。 目 前 , 国 外 主 要 的 齿 轮 加 工 机 床 厂 家都 在 大 力 开 发 数 控 高 速 干 切 滚 齿 机 。 例 如 : 德 国L 的 列 滚 齿 机 , 美 国 的 滚 齿 机 , 日 本 三 菱 重 工 公司 的 滚 齿 机 等 均 可 以 采 用 高 速 干 式 切 削 加工 。 国 内 齿 轮 机 床 制 造 厂 家 在 齿 轮 加 工 干 切 削 技 术 方面 , 目 前 正 处 于 研 究 的 初 级 阶 段 。 我 们 同 某 公 司 联 合研 制 开 发 了 零 传 动 干 式 滚 齿 机 已 进 入 型 式 试 验 阶 段 。1 零 传 动 干 式 滚 齿 机 概 述该 项 目 所 研 制 的 零 传 动 干 式 滚 齿 机 (图 1) 除 了图 1 零 传 动 干 式 滚 齿 机在 工 件 主 轴 与 滚 刀 主轴 的 传 动 上 完 全 取 消了 机 械 传 动 副 , 直 接由 内 置 电 动 机 驱 动 ,还 在 干 式 切 削 的 方 面进 行 了 充 分 考 虑 。 零传 动 干 式 滚 齿 机 极 大地 简 化 了 机 床 的 机 械结 构 , 齿 轮 加 工 实 现了 高 速 、 高 精 度 , 在降 低 制 造 成 本 的 同 时 达 到 了 清 洁 加 工 及 绿 色 环 保 性 的要 求 。零 传 动 干 式 滚 齿 机 的 开 发 研 究 突 破 了 传 统 齿 轮 加工 机 床 的 结 构 设 计 原 理 , 其 高 速 、 高 精 度 和 干 切 削 的实 现 亦 是 国 内 齿 轮 机 床 的 重 大 变 革 。 在 零 传 动 基 础 上还 要 满 足 干 式 切 削 是 核 心 问 题 , 而 能 否 进 行 干 式 滚齿 , 不 是 简 单 地 提 高 转 速 和 不 用 切 削 液 , 而 还 需 要 对机 床 、 刀 具 和 工 艺 参 数 进 行 综 合 协 调 处 理 , 作 出 较 大改 进 才 能 实 现 。 因 此 , 干 切 削 技 术 本 身 是 一 项 庞 大 的系 统 工 程 , 它 在 研 究 如 何 提 高 刀 具 在 干 切 削 中 的 性 能的 同 时 , 也 对 机 床 结 构 、 工 件 材 料 及 工 艺 过 程 等 提出 了 新 的 要 求 。 以 下 主 要 就 实 现 干 切 削 加 工 的 重 要 手段 机 床 和 刀 具 两 方 面 的 设 计 与 选 用 进 行 阐 述 。2 高 速 干 式 切 削 床 身 及 排 屑 系 统 设 计211 高 速 干 式 切 削 床 身 及 排 屑 系 统 设 计 原 则高 速 干 切 削 对 机 床 的 要 求 主 要 针 对 机 床 的 整 体 结构 和 辅 助 设 施 , 支 承 件 (床 身 ) 是 保 证 机 床 稳 定 性的 基 础 大 件 , 其 结 构 应 达 到 以 下 要 求 :(1) 要 求 床 身 有 足 够 的 强 度 和 刚 度 、 较 好 的 抗振 性 , 结 构 简 单 , 重 量 轻床 身 刚 性 的 好 坏 直 接 影 响 整 个 机 床 的 刚 性 , 这 里的 刚 性 主 要 指 床 身 的 抗 扭 弯 变 形 。 刚 性 好 , 在 强 力 切削 时 机 床 变 形 小 、 产 生 的 振 动 小 。 床 身 应 采 用 热 稳 定性 较 好 的 整 体 铸 造 框 架 式 或 龙 门 式 结 构 , 增 加 绝 热 倾斜 盖 板 。(2) 保 证 排 屑 顺 畅机 床 尽 可 能 采 用 方 便 排 屑 的 立 式 主 轴 布 置 。 内 部减 少 凸 台 、 凹 槽 , 方 便 排 屑 。 在 结 构 允 许 的 情 况 下 ,降 低 立 柱 高 度 , 有 利 于 顺 利 排 屑 , 还 可 减 少 机 床 支 承件 的 热 变 形 。 在 刀 架 下 方 的 床 身 上 设 计 出 排 屑 槽 , 可保 证 切 屑 在 重 力 的 作 用 下 顺 利 落 入 排 屑 槽 下 的 切 屑 传送 装 置 上 。 考 虑 到 干 、 湿 式 滚 齿 加 工 中 完 全 不 同 的 温度 情 况 , 设 计 干 式 切 削 机 床 的 着 重 点 放 在 如 何 快 速 地将 滚 烫 的 切 屑 排 出 , 以 便 快 速 地 散 发 加 工 产 生 的 热量 , 防 止 机 床 的 温 度 升 高 。(3) 改 善 隔 热 条 件 , 减 少 排 屑 过 程 中 切 屑 传 给机 床 部 件 的 热 量对 于 铸 铁 床 身 , 采 用 保 护 罩 来 保 护 陡 峭 的 倾 斜壁 , 防 止 切 屑 与 机 床 铸 件 之 间 的 直 接 接 触 , 排 屑 槽 用绝 热 材 料 制 造 等 。(4) 采 取 均 热 结 构 , 保 证 热 平 衡 性热 变 形 影 响 加 工 精 度 的 原 因 不 仅 仅 是 温 升 , 更 重要 的 是 温 度 不 均 的 影 响 。 对 机 床 的 热 稳 定 性 有 影 响 的所 有 发 热 源 的 一 项 调 查 显 示 , 干 切 削 机 床 的 对 称 性 设计 尤 为 关 键 。 热 平 衡 性 的 概 念 , 包 括 将 电 机 设 置 在 机床 的 纵 向 轴 上 , 床 身 的 横 向 对 称 设 计 , 同 时 加 大 床 身面 积 , 为 热 补 偿 而 设 计 的 床 身 内 部 空 腔 , 密 闭 工 作 间内 增 加 通 风 设 施 , 以 及 将 排 屑 器 设 置 在 机 床 中 央 等 ,采 取 这 些 措 施 可 有 效 提 高 机 床 的 加 工 能 力 和 精 度 。212 床 身 结 构 及 排 屑 系 统 具 体 设 计为 保 证 机 床 的 刚 性 、 热 平 衡 及 排 屑 顺 畅 , 零 传 动滚 齿 机 的 床 身 结 构 见 图 2, 采 用 了 高 刚 性 的 多 层 壁 结构 及 便 于 排 屑 的 大 斜 面 结 构 , 合 理 布 置 内 部 隔 板(采 用 “ 井 ” 字 形 肋 ) 和 肋 条 , 尽 量 采 用 对 称 设 计 ,既 保 证 了 刚 性 好 , 又 保 证 了 热 平 衡 。 排 屑 槽 设 计 在 机床 的 加 工 区 域 的 正 下 方 , 切 屑 靠 重 力 作 用 直 接 下 落 ,可 以 快 速 地 将 滚 烫 的 切 屑 排 出 。图 2 床 身 立 体 图对 于 高 速 干 式 切 削 滚 齿 机 , 切 屑 的 快 速 顺 利 排 除可 以 避 免 高 温 切 屑 在 机 床 中 存 留 引 起 机 床 各 零 件 产 生热 变 形 。 因 此 , 要 求 设 计 机 床 时 加 工 区 域 内 不 能 有 凹面 及 大 平 面 , 而 尽 可 能 设 计 为 大 斜 面 , 同 时 在 这 些 面上 安 装 一 层 不 锈 钢 板 , 使 其 表 面 光 滑 且 具 有 隔 热 作用 , 利 于 切 屑 尽 快 落 到 排 屑 器 中 排 出 机 外 (图 3和图 4)。 对 于 有 可 能 积 存 切 屑 的 地 方 , 如 夹 具 的 定 位面 , 则 采 用 常 规 压 力 空 气 将 其 吹 走 , 也 保 证 了 定 位 面的 清 洁 , 这 样 , 切 屑 的 处 理 可 完 全 不 用 切 削 液 。 另外 , 由 于 发 热 切 屑 不 接 触 床 头 , 切 屑 所 引 起 的 滚 齿 机热 变 形 可 以 控 制 在 最 低 限 度 。 根 据 机 床 结 构 和 布 局 的总 体 设 计 , 零 传 动 滚 齿 机 的 排 屑 系 统 如 图 4所 示 , 采用 侧 面 排 屑 方 式 。032 机 床 与 液 压 第 36卷3 滚 刀 设 计 与 选 用由 于 不 使 用 切 削 液 , 干 切 削 的 切 削 温 度 比 普 通 的湿 切 削 要 高 很 多 , 刀 具 能 否 承 受 干 切 削 时 巨 大 的 热 能 ,是 实 现 干 切 削 的 关 键 。 滚 齿 加 工 时 通 常 采 用 高 速 钢 滚刀 进 行 加 工 , 但 受 高 速 钢 切 削 性 能 (最 主 要 是 最 高 线速 度 限 制 ) 的 影 响 , 滚 刀 可 正 常 使 用 的 最 高 转 速 较 低 ,造 成 零 件 生 产 率 较 低 。 采 用 硬 质 合 金 滚 刀 加 工 齿 轮 可实 现 高 速 、 高 进 给 量 的 高 效 切 削 , 提 高 生 产 率 。 在 干切 削 中 对 刀 具 进 行 涂 层 处 理 , 是 提 高 刀 具 性 能 的 重 要途 径 。 该 滚 齿 机 建 议 选 用 硬 质 合 金 滚 刀 , 且 对 其 进 行复 合 涂 层 (如 : 氮 碳 化 钛 涂 层 )。在 刀 具 结 构 方 面 , 几 何 参 数 的 优 化 非 常 重 要 , 原有 的 标 准 已 不 能 适 应 干 切 削 , 干 切 削 刀 具 的 几 何 参 数和 结 构 设 计 必 须 满 足 干 切 削 对 断 屑 和 排 屑 的 要 求 。 进行 干 切 削 的 滚 刀 应 设 计 成 多 头 多 槽 的 长 滚 刀 , 切 削 槽数 越 多 , 参 加 切 削 的 刀 齿 数 目 越 多 , 可 以 提 高 齿 形 精度 , 减 小 切 屑 厚 度 , 但 必 须 保 证 有 足 够 的 容 屑 空 间 和刃 磨 次 数 。采 用 硬 质 合 金 涂 层 刀 具 进 行 干 切 削 , 尽 管 第 一 次购 刀 价 格 比 湿 式 刀 具 价 格 高 , 但 因 切 削 效 率 高 且 刀 具寿 命 长 , 还 节 省 了 切 削 液 及 喷 淋 过 滤 装 置 的 费 用 , 从而 单 件 齿 轮 的 加 工 成 本 反 而 有 所 降 低 , 同 时 又 符 合 环保 无 污 染 的 要 求 。4 加 工 精 度 试 验 验 证表 1 检 验 精 度 要 求检 验 项 目 齿 距 累 计 偏 差 偏 差 偏 差 / m 18 715 12在 该 零 传 动 干 式 滚 齿 机 上 作 了 加 工 精 度 试 验 。 采用 的 工 艺 参 数 : 滚 刀 转 速 260m /m 满 足 干 切 削 加工 工 艺 需 要 的 线 速 度 250 400m /m , 轴 向 进 给0115 r, 径 向 进 刀 深 度 216 016 刀 参 数 : m = 1125, Z = 62, = 20 , = 20 , 日本 小 笠 原 公 司 硬 质 合 金 刀 。 表 1是 机 床 设 计要 求 的 精 度 。 连 续 滚 切 20件 , 分 别 测 出 3项 检 验 项目 : 齿 距 累 计 偏 差 齿 距 偏 差 向 偏 差 作 出 偏 差 分 布 见 图 5 7。图 5 齿 距 累 计 偏 差 分 布 图由 这 些 图 可 知 , 该 机 床 在 精 度 切 削 状 态 下 , 可 以达 到 设 计 要 求 52626级 ( 88)。5 结 论(1) 干 切 削 加 工 机 床 关 键 部 件 的 设 计 主 要 考 虑热 应 力 和 快 速 排 屑 装 置 ;(2) 采 用 硬 质 合 金 复 合 涂 层 技 术 滚 刀 在 干 式 滚齿 加 工 中 具 有 一 定 优 越 性 ;(3) 机 床 加 工 精 度 试 验 证 明 该 设 计 可 实 现 高 速干 式 滚 齿 加 工 , 机 床 加 工 精 度 满 足 设 计 要 求 。参 考 文 献【 1】 刘 志 峰 , 张 崇 高 , 任 家 窿 . 干 切 削 加 工 技 术 及 应 用M . 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社 , 200519.【 2】 张 伯 霖 . 高 速 切 削 技 术 及 应 用 M . 北 京 : 机 械 工 业出 版 社 , 200219.【 3】 刘 润 爱 . 零 传 动 滚 齿 机 关 键 技 术 研 究 与 应 用 D . 重庆 : 重 庆 大 学 , 2006.【 4】 冯 辛 安 . 机 械 制 造 装 备 设 计 M . 2版 . 北 京 : 机 械工 业 出 版 社 , 200613.【 5】 刘 杰 华 . 刀 具 精 确 设 计 理 论 与 实 践 M . 北 京 : 国 防工 业 出 版 社 , 信 息专 利 名 称 : 一 种 剪 切 机 床 的 曲 柄 支 承 装 置专 利 申 请 号 : 0311480412 公 开 号 : 日 : 2003101109 公 开 日 : 2004107. 28申 请 人 : 上 海 科 鸣 机 械 设 备 有 限 公 司一 种 剪 切 机 床 的 曲 柄 支 承 装 置 , 通 过 在 原 有 剪 切 机 床单 支 承 曲 柄 支 承 装 置 的 基 础 上 增 加 了 一 个 支 撑 座 , 大 大 减轻 轴 承 承 载 , 显 著 延 长 了 轴 承 和 变 速 箱 的 使 用 寿 命 。 本 发明 由 支 承 轴 承 座 、 曲 柄 、 曲 轴 、 连 杆 构 成 。 所 述 的 连 杆 设置 在 曲 轴 上 , 所 述 的 曲 柄 一 端 与 所 述 的 曲 轴 相 联 接 , 构 成曲 柄 连 杆 机 构 , 所 述 曲 柄 的 另 一 端 由 后 支 承 轴 承 座 支 承 ,所 述 的 曲 轴 另 一 端 由 前 支 承 轴 承 座 支 承 。(王 元 荪 供 稿 )132第 4期 尹 洋 等 : 零 传 动 干 式 滚 齿 机 关 键 部 件 结 构 设 计 与 研 究面 向 绿 色 制 造 的 滚 齿 机 研 究 现 状 分 析 及 发 展 趋 势廖 绍 华!李 先 广!曹 华 军何 彦（!重 庆 机 床 厂 ， 重 庆 !#；重 庆 大 学 制 造 工 程 研 究 所 ， 重 庆 !$）摘 要 ： 对 面 向 绿 色 制 造 的 滚 齿 机 研 究 的 意 义 及 研 究 现 状 进 行 了 分 析 ， 并 指 出 高 速 干 式 切 削 滚 齿 机 是 今 后 发展 的 主 要 趋 势 。关 键 词 ： 绿 色 制 造 滚 齿 机 现 状 分 析 发 展 趋 势 干 式 滚 切!#$% %& % $% #( #)* +($)*, %& -($) .%/0)1 2#30)$&() *+,-+.,!， & /0,12.,12!， 3() 4., 46 7,1（!3+,:+01; -?A， 3+#， 34B；3+10D;?3+$， 34B）!#$%&$： 1 E+0A G,G;?， E+; 1:; ?;A;,?:+012 +,:+01;A K?;1 9,E.?012（ +,A I;1 G?;A;1， ,1M E+; ; % E+; % ,?E ,1M E?;1?; ,1,=O (=E G? E+,E +02+ M M?F +,L:+01; 0A E+; J,01 E?;1M 01 E+; ;O()*+,%-#： K?;1 9,E.?012； 4,:+01;； 60E.,1,=Q;D;=E 8?） ， 又 称 环 境 意 识 制造 （ /86 、 面 向 环 境的 制 造 （ 等 。 近 年 来 的 研 究 非 常 活 跃 ， 如 ： ! 美 国 制 造 工 程 师 学 会 （ +./） 发 表 了 关 于 绿 色 制 造的 蓝 皮 书 56778 98? $， 提 出 绿 色 制 造 的 概念 ， 并 对 其 内 涵 和 作 用 等 问 题 进 行 了 较 系 统 的 介 绍 ，! +./ 又 在 国 际 互 联 网 上 发 表 了 “ 绿 色 制 造 的 发展 趋 势 ” 的 网 上 主 题 报 告 (。 国 际 电 子 电 器 工 程 师 协会 （ I/） 和 日 本 生 态 设 计 （ /?8） 协 会 联 合 发 起 ，在 松 下 、 + 丰 田 等 多 家 跨 国 公 司 赞 助 下 ， 国 际环 境 意 识 设 计 和 逆 向 制 造 研 讨 会 迄 今 已 成 功 举 办 了 #届 。 美 国 的 一 些 国 家 重 点 实 验 室 和 国 家 标 准 技 术 研 究院 ， 以 及 麻 省 理 工 学 院 、 州 大 学 等 著 名 高 等学 校 ， 均 纷 纷 开 展 了 这 方 面 的 研 究 。 欧 洲 、 日 本 、 美 国等 发 达 国 家 的 许 多 跨 国 公 司 都 制 定 了 绿 色 制 造 实 施 目标 和 措 施 ， 开 展 节 能 、 降 耗 、 产 品 生 命 周 期 评 估 （ 、环 境 审 核 、 绿 色 产 品 开 发 等 具 体 工 作 。 如 日 本 本 田 公司 %! 年 曾 提 出 “ 到 %# 年 将 全 面 实 施 绿 色 制 造 ” 的口 号 。 特 别 是 ， 近 年 来 随 着 I+N!$% 环 境 管 理 体 系 系列 标 准 、 +!H% 职 业 健 康 与 安 全 卫 生 标 准 系 列 、绿 色 产 品 标 志 认 证 等 的 颁 布 ， 企 业 环 境 管 理 和 绿 色 制造 的 研 究 更 加 活 跃 。 截 至 % 年 底 ， 已 有 !H 个 国 家$G $0 家 企 业 获 得 I+N!$%! 环 境 管 理 体 系 认 证 。 %年 度 ， 由 于 中 国 政 府 和 企 业 的 积 极 参 与 ， 有 ! 3!H 家 企业 获 得 认 证 ， 列 全 球 第 位 ， 仅 次 于 日 本 。绿 色 制 造 自 提 出 以 来 受 到 了 国 内 各 单 位 的 高 度 重视 ， 并 展 开 了 大 量 的 研 究 。 目 前 包 括 重 庆 大 学 、 清 华 大学 、 中 国 工 程 院 、 上 海 交 通 大 学 、 合 肥 工 业 大 学 、 北 京 理工 大 学 、 山 东 大 学 等 在 内 的 许 多 单 位 都 进 行 了 这 方 面的 研 究 0 !%。 国 家 和 国 家 自 然 科 学 基 金 也 支 持了 大 量 绿 色 制 造 方 面 的 课 题 ， 有 力 地 推 动 了 该 领 域 的研 究 工 作 。 在 近 年 来 的 研 究 工 作 中 ， 已 形 成 了 一 批 专门 从 事 绿 色 制 造 研 究 的 科 研 队 伍 ， 发 表 了 大 量 的 研 究论 文 ， 出 版 了 多 本 绿 色 制 造 方 面 的 专 著 ， 有 关 技 术 手 册也 收 录 了 绿 色 设 计 与 制 造 方 面 的 技 术 。 国 家 现 代集 成 制 造 系 统 网 络 1I.+2/P 已 将 绿 色 制 造 列 为 技 术综 述 $H 制 造 技 术 与 机 床%$ 年 第 ! 期专 题 之 一 ， 跟 踪 报 道 绿 色 制 造 的 研 究 动 态 。! 滚 齿 机 的 国 内 外 研 究 现 状 分 析（ ） 滚 齿 机 国 内 研 究 现 状近 几 年 ， 我 国 在 滚 齿 机 设 计 技 术 方 面 研 究 的主 要 内 容 经 历 了 从 传 统 机 械 式 滚 齿 机 通 过 数 控 改 造 发展 为 # $ % 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 。 由 于 滚 刀 线 速 度 在大 于 & ()(*+ 后 会 产 生 大 量 油 雾 ， 目 前 油 雾 的 处 理 是采 用 全 密 封 护 罩 加 油 雾 分 离 器 的 方 式 将 油 和 雾 分 开 ，将 不 含 油 的 雾 排 向 车 间 ， 冷 凝 后 的 油 回 到 机 床 内 循 环使 用 ； 夹 着 油 污 的 铁 屑 则 通 过 磁 力 排 屑 器 将 铁 屑 和 大部 分 油 污 分 离 。 目 前 ， 国 内 主 要 滚 齿 机 制 造 商 重 庆 机床 厂 及 南 京 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 重 庆 机 床 厂 从 # 年 开 始 研 究 面 向 绿色 制 造 的 高 速 干 切 滚 齿 技 术 ， # 年 初 研 制 成 功 既 能干 切 又 能 湿 切 的 ,-.%# 六 轴 四 联 动 数 控 高 速 滚 齿机 ， #% 年 初 又 开 始 研 制 面 向 绿 色 制 造 的,/%0121& 高 速 干 式 切 削 滚 齿 机 ， 即 将 进 入 商 品 化阶 段 。（ #） 滚 齿 机 的 国 外 研 究 现 状在 提 高 生 产 效 率 、 降 低 制 造 成 本 的 同 时 ， 做 到 环 境保 护 、 清 洁 加 工 是 当 前 国 外 先 进 发 达 国 家 对 机 床 研 究的 最 前 沿 技 术 。在 国 外 发 达 国 家 ， 由 于 在 工 业 发 展 过 程 中 大 量 掠夺 性 使 用 资 源 及 只 注 重 生 产 效 率 ， 使 其 工 业 已 发 展 到较 高 的 水 平 ， 人 们 的 物 质 生 活 水 平 也 得 到 了 提 高 。 此时 他 们 已 感 到 早 期 的 掠 夺 性 使 用 资 源 及 生 产 过 程 中 不重 视 对 环 境 的 保 护 ， 造 成 了 对 地 球 环 境 的 极 大 破 坏 。因 此 ， 目 前 发 达 的 工 业 国 家 如 美 国 、 德 国 及 日 本 等 都 极其 重 视 对 环 境 的 保 护 ， 在 制 造 业 领 域 绿 色 制 造 的 要 求提 出 得 较 早 。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 的345678+9 :;6 公 司 ， 德 国 的 ?*5 公 司 ， 日 本 的 三菱 重 工 公 司 、 坚 藤 、 清 和 公 司 和 意 大 利 的 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?*5 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 ， ?*5、 345678+ 9 :;6、 三 菱 重 工 、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 司 、 美 国 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 陕 西 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 。表 为 目 前 国 外 最 先 进 干 式 切 削 滚 齿 机 的 制 造 商及 代 表 性 产 品 的 主 要 技 术 规 格 参 数 表 。 其 中 345678+9 :;6 的 3:% 系 列 可 以 达 到 不 用 切 削 液 、 液 压 油和 润 滑 油 。高 速 干 式 切 削 滚 齿 机 是 滚 齿 机 朝 着 全 数 控 化 、 数控 高 速 化 后 更 进 一 步 发 展 的 结 果 。 它 的 实 现 还 得 益 于表 ! 目 前 国 外 最 先 进 干 切 削 滚 齿 机 的 主 要 技 术 规 格 参 数 表序 号 项 目345678+3:% 立 式?*5?1F 立 式三 菱 重 工3/ 式坚 藤121 立 立 式 最 大 加 工 直 径 )( % F G G # 最 大 加 工 模 数 )( % # I I % 滑 板 行 程 )( #G #G #G I #I 滚 刀 最 高 转 速 )（ )(*+） % J % % % GG 工 作 台 最 高 转 速 )（ )(*+） F G 0 滚 刀 最 大 直 径 K 长 度 )( F K & J K # K F % K F F K #I& 滚 刀 窜 刀 量 )( I F G G #F 主 电 动 机 功 率 )I $ # G!G 床 重 量 ) G G G & G 0 G综 述制 造 技 术 与 机 床#I 年 第 期 滚 刀 制 造 技 术 的 提 高 和 数 控 技 术 、 电 主 轴 及 力 矩 电 动机 等 技 术 的 发 展 。! 面 向 绿 色 制 造 的 滚 齿 机 的 发 展 趋 势从 环 保 生 态 学 和 技 术 经 济 角 度 出 发 ， 废 除 切 削 油 ，采 用 干 式 切 削 是 大 势 所 趋 。 干 式 滚 齿 分 为 高 速 干 式 滚齿 和 低 温 冷 风 干 式 滚 齿 两 种 方 式 。湿 式 切 削 法 需 要 配 置 油 箱 及 油 路 系 统 ， 还 需 采 取措 施 防 止 油 变 质 ， 以 及 进 行 废 油 处 理 、 工 件 清 洗 和 切 削油 排 除 处 理 等 。 而 切 削 油 中 含 有 对 人 体 有 害 的 硫 化物 、 氯 化 物 等 。 湿 式 切 削 只 能 通 过 全 密 封 护 罩 加 油 雾分 离 器 的 方 式 部 分 地 达 到 绿 色 制 造 的 要 求 。 目 前 这 种环 保 型 湿 式 切 削 滚 齿 机 在 发 展 中 国 家 还 会 有 大 量 需求 。低 温 冷 风 切 削 是 在 现 有 高 效 滚 齿 机 的 基 础 上 增 加低 温 冷 风 装 置 并 采 用 极 少 量 的 切 削 润 滑 油 ， 滚 刀 线 速度 在 ! # $% &() 均 可 。 这 种 方 式 的 干 式 切 削 在 现有 高 效 滚 齿 机 的 绿 色 化 改 造 中 会 大 有 前 途 。近 年 来 ， 随 着 刀 具 材 料 、 涂 层 技 术 等 的 发 展 ， 现 在的 滚 刀 线 速 度 已 可 达 到 * &()， 这 就 为 高 速 干 式 切削 滚 齿 机 的 应 用 提 供 了 保 障 。 干 式 切 削 与 湿 式 切 削 相比 ， 高 速 干 式 切 削 滚 齿 机 由 于 完 全 不 需 要 切 削 油 及 不需 要 增 加 低 温 冷 风 装 置 ， 不 但 极 大 地 提 高 了 机 床 的 生产 效 率 、 降 低 了 工 件 的 加 工 成 本 ， 而 且 有 利 于 保 护 环境 、 节 约 自 然 资 源 。 随 着 环 境 保 护 意 识 的 日 益 提 高 和人 们 越 来 越 重 视 各 种 各 样 的 节 能 技 术 ， 高 速 干 式 切 削滚 齿 机 将 成
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