实习报告-滚齿机-6000字

实习报告一、实习地点、时间、实习目的大四下学期已悄然开学了，这也是我们在学校的最后一个学期了，然后就得踏上社会之路了。在这个学期我们唯一的学习任务就是做好我们最后一个设计毕业设计,虽说只有这个任务，但我们丝毫没有感到半分的轻松。为了将这次毕业设计圆满完成，我们根据我自己的选题在老师的带领下，我们该组同学于2月29号再次走进了*机床厂进行为期两天的实习。亲眼目睹下滚齿机的结构，了解下它的传动系统，工作方式。二 、公司概况 *机床厂是一家传统齿轮加工机床厂。*机床制造有限公司是在*机床厂基础上改制公司，原是国家机械工业部生产齿轮加工机床定点企业之一。该公司拥有现代国际水平进口的CNC加工中心设备，德国精密磨齿机、瑞士座标镗床，Y3780高精蜗轮母机，高精度外元磨，螺纹磨及高精度测试仪器，并具有较大规模的热处理中心。该公司工艺装备精度优良，检测理化分析程序完善，确保了产品质量。曾荣获“国家经委新产品奖”，“国家科委技术开发优秀成果奖”，“机械工业部产品标准认可证书”等奖项。 目前生产各种滚齿机有：Y381、Y38-1G、Y381H（加工齿厚250毫米、370毫米、600毫米）、Y3150E，机床加工精度为国家标准7级精度，适用于銑削圆柱体、直齿轮、斜齿轮、蜗轮、链轮、同步带轮及齿轮轴、花键轴等。三 齿轮加工原理及方法介绍齿轮加工常见的有两种，仿形加工和范成（展成）加工。1.仿形加工。齿轮加工刀具切出齿轮的齿槽，刀具的“截面形状”是齿轮齿槽的形状。加工齿轮时，没有齿轮啮合运动，加工出来的齿轮精度低，一般精度在11级以下。2.范成加工。齿轮加工刀具本身就是“齿轮或齿条”，齿轮滚刀可以“认为”是齿条，属于齿条类型刀具。加工时，齿轮刀具与被加工齿轮之间有“齿轮啮合”运动。齿轮刀具齿廓刀刃，运动包络出被加工齿轮的齿廓（齿面），是理想的渐开线，加工精度较高，常见的有，滚齿、插齿、剃齿。四 滚齿机概况介绍滚齿机机床主要由床身、大立柱、工作台、小立柱、传动箱、刀架等几部分组成。床身为箱体结构，内部分隔开两个箱、一个液压箱、一个冷却箱，其右上部的导轨为V平导轨，工作台壳体置于其上，可以沿导轨做直线运动。大立柱坚固在床身的左上方，刀架滑板装在大立柱的双V导轨上，其上装有挡块，滚切工作时可根据工件的需求，将撞块调到适当位置，当进刀到位撞下挡块时，可使机床自动停车。本机床适用于成批、小批及单件生产加工圆柱直齿轮、圆柱斜齿轮和蜗轮，也可用花键滚刀连续分度滚切长度小于300mm的6齿以上的短花键轴。主要技术参数 最大工件直径：800mm 最大加工模数：10mm 最少加工齿数：6 最大加工宽度：300mm 滚刀最大直径：180mm 滚刀最大长度：175mm 工作台直径：625mm 工作台孔径：80mm 滚刀主轴转速9级：4250r/min 刀架最大回转角度：240 主电机功率：5.5kw 机床外形尺寸：268014001920mm刀架滑板上装有滚刀箱，滚刀主轴孔为莫氏5号锥度，滚刀主轴可以沿轴向窜动55mm，为滚切对刀所用。工作台分度运动由高精度蜗轮副驱动。小立柱固定在工作台底座上，其上有双V导轨。支承工件心轴的支架可在导轨上由液压驱动上下移动。传动箱、进给箱分别紧固在大立柱的后面和侧面，内装有主运动、进给、分齿、差动机构以及调整各个传动链的挂轮架。该机床具有主运动、分齿运动、垂直进给运动、径向进给运动及加工斜齿轮的差动运动。滚齿机是齿轮滚刀加工齿轮的专用机床，在齿轮加工中应用最广泛，广泛应用汽车、拖拉机、机床、工程机械、矿山机械、冶金机械、石油、仪表、飞机航天器等各种机械制造业。在滚齿机上可切削直齿、斜齿圆柱齿轮，还可加工蜗轮、链轮等。 用滚刀按展成法加工直齿、斜齿和人字齿圆柱齿轮以及蜗轮的齿轮加工机床。这种机床使用特制的滚刀时也能加工花键和链轮等各种特殊齿形的工件。普通滚齿机的加工精度为76级(JB179-83),高精度滚齿机为43级。最大加工直径达15米。 古代的齿轮是用手工修锉成形的。1540年，意大利的托里亚诺在制造钟表时，制成一台使用旋转锉刀的切齿装置；1783年，法国的勒内制成了使用铣刀的齿轮加工机床，并有切削齿条和内齿轮的附件；1820年前后，英国的怀特制造出第一台既能加工圆柱齿轮又能加工圆锥齿轮的机床。具有这一性能的机床到19世纪后半叶又有发展。 1835年，英国的惠特沃思获得蜗轮滚齿机的专利；1858年，席勒取得圆柱齿轮滚齿机的专利；以后经多次改进，至1897年德国的普福特制成带差动机构的滚齿机，才圆满解决了加工斜齿轮的问题。在制成齿轮形插齿刀后，美国的费洛斯于1897年制成了插齿机。 二十世纪初，由于汽车工业的需要，各种磨齿机相继问世。1930年左右在美国制成剃齿机；1956年制成珩齿机。60年代以后，现代技术在一些先进的圆柱齿轮加工机床上获得应用，比如在大型机床上采用数字显示指示移动量和切齿深度；在滚齿机、插齿机和磨齿机上采用电子伺服系统和数控系统代替机械传动链和交换齿轮；用设有故障诊断功能的可编程序控制器，控制工作循环和变换切削参数；发展了数字控制非圆齿轮插齿机和适应控制滚齿机；在滚齿机上用电子传感器检测传动链运动误差，并自动反馈补偿误差等。 1884年，美国的比尔格拉姆发明了采用单刨刀按展成法加工的直齿锥齿轮刨齿机；1900年，美国的比尔设计了双刀盘铣削直齿锥齿轮的机床。 由于汽车工业的需要，1905年在美国制造出带有两把刨刀的直齿锥齿轮刨齿机，又于1913年制成弧齿锥齿轮铣齿机；1923年，出现了准渐开线齿锥齿轮铣齿机；30年代研制成能把直齿锥齿轮一次拉削成形的拉齿机，主要用于汽车差动齿轮的制造。 40年代，为适应航空工业的需要，发展了弧齿锥齿轮磨齿机。1944年，瑞士厄利康公司制成延长外摆线齿锥齿轮铣齿机；从50年代起，又发展了用双刀体组合式端面铣刀盘，加工延长外摆线齿锥齿轮的铣齿机。五 滚齿机各传动链的运动平衡式的分析 1、速度传动路线及公式N（滚刀每分钟转数）=n电115/16521/4236/36A/B28/2828/2828/2820/80=125A/B(其中A/B为变速挂轮速比)因此i速度传动比=A/B=N/125变速挂轮共6级： 变速挂轮速比A/B=22/44 档位一 n= 40转/，分档位二 n= 63转/分，档位三 n= 50转/分 变速挂轮速比A/B=44/22 档位一 n= 160转/分，档位二 n= 250转/分，档位三 n= 200转/分2、分齿（分度）串动路线及公式 滚刀1转=80/2028/2828/2828/2842/56a/bc/de/f1/72=k/z即1/24a/bc/de/f=k/zi分齿挂轮=1/24a/bc/de/f=k/z当5z/k20 e=48 f=24 ac/bd=12k/z当21z/k142 e=36 f=36 ac/bd=24k/z当143z/k e=24 f=48 ac/bd=48k/z3、垂直进给系统传动线路级公式1（工作台转一圈）72/12/2539/39a1/b123/69u进给量3=s垂直即ux=a1/b1u进给量=s/0.4608垂直进给量(mm)分为12级： 0.40 26/52 一档位 0.56 32/46 一档位 0.63 26/52 二档位 0.87 32/46 二档位 1.00 26/52 三档位 1.41 32/46 三档位 1.16 46/32 一档位 1.60 52/26 一档位 1.80 46/32 二档位 2.50 52/26 二档位 2.90 46/32 三档位 4.00 52/26 三档位4、滚螺旋齿轮传动线路及公式（差动）滚刀垂直移动一个导程T（即齿轮附加一圈的行程距离）时，丝杠需要转T/325/22/25a2/b2c2/d236/72u合成e/fux1/72=1转(工作台转一周) T=m端z/tg m= m法/cosT=m法 zx/sin整理上式得：ux=f/e24k/zxuy= a2/b2c2/d2=9sin/m法k六 通用滚齿机和数控机的比较及通用滚齿机的市场需求 (一)通用滚齿机和数控机的比较传统的机械传动式滚齿机床机械结构非常复杂，其特征为各主轴采用机械式的传动形式，包括差动、分齿、工件轴、滚刀轴和进给等。由于传动链固有的理论误差和安装间隙，造成速度很慢，精度很低。工作时，滚刀装在滚刀主轴上，由主电动机通过齿轮副和蜗轮副驱动作旋转运动；刀架可沿立柱导轧垂直移动，还可绕水平轴线调整一个角度。工件装在工件轴上，由分度蜗轮副带动旋转，与滚刀的运动一起构成展成运动。滚切斜齿时，差动机构使工件作相应的附加转动。工作台(或立柱)可沿床身导轨移动，以适应不同工件直径和作径向进给。但同时为加工不同齿轮，还需要更换各种挂轮调整起来复杂费时2，大大降低了劳动生产率。 随着科技的发展，出现了数控技术。数控机床：(1) 具有高度柔性 在数控机床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合。也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。 (2) 加工精度高 数控机床的加工精度，一般可达到0.0050.1mm，数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，则机床移动部件移动一个脉冲当量（一般为0.001mm），而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿，因此，数控机床定位精度比较高。 (3) 加工质量稳定、可靠 加工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好，质量稳定。 (4) 生产率高 数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数控机床的主轴转速和进给量的范围大，允许机床进行大切削量的强力切削，数控机床目前正进入高速加工时代，数控机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率。 (5) 改善劳动条件 数控机床加工前经调整好后，输入程序并启动，机床就能自动连续的进行加工，直至加工结束。操作者主要是程序的输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大降低，机床操作者的劳动趋于智力型工作。另外，机床一般是封闭式加工，即清洁，又安全。 (6) 利于生产管理现代化数控机床的加工，可预先精确估计加工时间，所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理。数控机床使用数字信号与标准代码为控制信息，易于实现加工信息的标准化，目前已与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）有机地结合起来，是现代集成制造技术的基础。 随着数控技术的发展，出现了13个轴数控化的滚齿机，其中的一部分轴采用伺服电机数字化控制。直到20世纪80年代，世界上才出现真正意义上的六轴数控滚齿机。在过去的20年中，数控滚齿机的发展可以划分为4代。第一代数控滚齿机的工件轴和滚刀轴等采用传统的蜗杆蜗轮副传动，速度依然较低，但精度有所提高。随着刀具技术的发展，切削线速度有了很大的提高，原来的滚齿机已不能满足刀具的高速切削要求，于是更快的第二代数控滚齿机诞生。其工件轴和滚刀轴采用齿轮副传动，速度有很大的提高。格里森凤凰牌125GH是第二代数控滚齿机的代表。GENESIStm 130H的人造大理石床身第三代数控滚齿机于90年代末期出现，它与世界上两大齿轮装备巨头的合并不无干系。差动机构滚齿机发明人H.Pfaute创办了PFAUTER公司，100多年来，PFAUTER公司不断探索，使滚齿机制造技术始终处于世界领先地位。1997年，世界著名锥齿轮制造商美国格里森公司成功收购德国PFAUTER公司。通过技术的强强联手，第三代数控滚齿机GP系列诞生。其以全直驱技术的利用为特征，工件轴和滚刀轴的直接驱动实现了真正意义的全闭环控制。直驱技术的使用，保证了高速度；电子齿轮箱和机械间隙的数控补偿，保证了高精度。这时，数控滚齿机似乎进入顶峰。 作为齿轮技术和装备的领导者，近10年间，基于多年的齿轮机床制造经验以及不断的创新意识，格里森公司又开发出第四代滚齿机GENESIStm 130H，这也是当今世界上唯一的第四代数控滚齿机。GENESIStm 130H采用“三合一”的人造大理石床身，只有在高精度磨床上才使用的床身被应用于粗加工机床，可见粗加工对于后续工序的进行影响很大。同时，GENESIStm 130H还应用了快速上下料机构、干切技术、快换夹具、人性化的人机界面、安全集成模块等最新技术。数控滚齿机朝着超高速、超精度、超可靠性、超数字化方向发展。 第四代数控滚齿机GENESIStm 130H 格里森 GENESIStm 130H 立式滚齿机具备突破性的新设计，可以优化干切程序，显著减少占地面积，大大改善节拍时间。床身采用先进的人造大理石的整体性框形结构，将传统的床身和机床立柱、尾架立柱铸造为一体，两立柱上部用横杆共同组成整体框架。采用人造大理石的优点在于，它不会因为时间的推移、温度的变化而降低精度。另外，它比常规铸铁床身的制成速度更快、更精确，具有更高的刚度。这既保证了优越的减振效果和热稳定性，也保证了更小、更紧凑的机床占地面积，只有7m2，使用户只需叉车就可以安装和搬迁机床。 机床具备湿切和干切功能。工作区域与机床结构完全隔绝，使由于与热铁屑接触而产生的热扩散减到最低。它的不锈钢内罩有个陡坡，便于铁屑快速转移。该机装备了创新性的、由机械凸轮驱动的、与机床一体化的双抓爪装载器，降低了非生产时间，零件装/卸载时间仅需23s。 GENESIStm 130H运用新的、即将获得专利的滚刀驱动系统来取代复杂的机械和液压夹紧系统，使主轴能传送更多扭矩，同时较小的跳动改善了工具寿命。机床备有伺服电机直接驱动工件轴和滚刀轴，运转可靠；速度与扭矩调整范围更大，滚刀轴转速可达4000r/min，工件轴可达1000r/min；为高速的硬质合金滚刀等高速滚刀使用提供了广阔的空间，减少了节拍时间，增加了整体生产力。整体的气动、润滑和液压模块，可选择的倒角和去毛刺功能，最新的WINDOWS XP环境里运行的GLEASON软件，无不包含着先进的技术气息。夹具快换装置的设计和使用，可以在1015min内完成产品的更换。除此之外，机床还使用了西门子840D系统最新集成安全模块，在可靠性上又有大幅的提高。数控装置的MTBF值远超过6000h，伺服系统的MTBF值远超过30000h，表现出非常高的可靠性。 2007年4月，中国本土生产的第一台带有人造大理石床身、高速主轴直驱的滚齿机正式问世。这台滚齿机经过严格测试，各项精度指标和性能完全满足格里森美国和德国标准，标志着中国齿轮机床的制造技术从此跨入了一个崭新的高度。 格里森公司首先在中国投产的就是当今世界最先进的数控滚齿机GENESIStm 130H。机床采用西门子840D数控系统，具有7个数控轴（X轴是径向轴，Y轴是切向轴，Z轴是轴向轴，A是刀架旋转轴，B是滚刀主轴，C是工件轴，Z2是尾架轴），其中，4个为联动轴（X、Z、B和C）；采用干切技术，高速钢滚刀切削；转速达955r/min，线速度达180m/min，完成单件全部（包括上下料）过程仅需19s；精度高于DIN Class 7；用于精密加工时可达到DIN Class 5甚至更高，真正达到高精度、高速度。 如下表所示，GENESIStm 130H的加工效率是普通数控滚齿机的3.5倍多，大大节约了加工时间，提高了切削效率。滚齿技术的未来发展方向 效率是效益的最根本因素，质量是产品的生命之源，更快、更精是滚齿机永恒的发展方向。在科学技术的进步和市场需求的引导下，未来，机床还会朝以下几个方向继续发展。 首先，新型刀具材料的出现，如陶瓷、金属陶瓷、氮化硅陶瓷、PCBN、PCD等刀具材料，为高速切削提供了广阔的空间，为提高切削效率也提供了基础，朝着更高的速度发展。 其次，用于高精密机床的材料和技术在滚齿机上的应用，滚齿技术将朝着更精密的方向发展。 再次，数控进一步智能化，内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如：加工过程的自适应控制、工艺参数