對大模數齒輪精銑齒形的數控加工

李兆君

沈陽東基工業集團有限公司，遼寧 沈陽 110045

在采煤機行走箱內的行走輪中，大模數齒輪是比較關鍵的部件，大模數齒輪就是通過馬達的不斷轉動，其動力經過了一系列的傳輸，經過了一對小型直齒輪的傳動逐漸減速之后，最后再利用雙行星的減速器直接把扭矩傳送到行走的驅動輪之上，經行走輪與驅動輪與運輸機上的銷排的相互嚙合，就實現了驅動采煤機的正常運行。

1 大模數齒輪的設計路線與加工要求

1.1 加工精度

齒面的滲碳設計深度通常為2.5-3，芯部的硬度值為HRC36-42，而淬火的硬度則為HRC58-62。齒形的誤差要≤0.15，齒圈的直徑方向的跳動誤差值為≤0.24，節距的誤差也要≤O.17。

1.2 加工工藝路線

1鍛→2車→3熱（正火、高回）→4銑（粗、精銑齒形）→5劃→6磨→7鉗→8熱（淬火）→9車→10熱（滲碳） →11鉗→12車，工序4銑齒形的工序有：方案一、在數控的電火花線切割的機床上加工，其效率比較低，而機床成天都在運轉，需要64小時的時間；方案二、在螺旋銑床上的加工，目前很多公司都缺少這么大模數齒輪的加工螺旋銑床，方案三、在VMC1500的數控立式加工中心加工，程序控制，自制胎具，自動如同走刀加工，需要時間比較短，效率高，完全能夠滿足機床加工過程中的精度要求。這里筆者選擇了方案三。

2 VMC 1500立式加工中心

VMC1500立式加工中心屬于一種新型、高效率、高精度的數控機床，VMC1500立式加工中心是柔性加工系統（FMS）中最普遍的配備的機種。機床配置具有其行業較為先進的FANUC系統，囊括了常規加工與精致加工于一體，在工件的加工過程中，能夠一次性裝夾之后，同時可以連續自動運轉，從而完成銑、鉆、鉸、鏜及攻絲等一系列的工序加工，所以它比較適合用于一些比較復雜的凸輪零件加工和三維空間曲面的模具的加工；同時還能滿足中小批量或者大批量的生產規模。

2.1 主要參數與規格

工作臺x軸的行程參數為1500（ram）、工作臺的面積標準為800 X 1700（ram）、工作臺上的Y軸行程距離為800（mm）、機床配置的數控系統為FANUC-OI-MC的系統、主軸箱上的Z軸行程距離為700（mm）、以上數據都是符合VMC1500立式加工中心行走輪的所有加工條件。

2.2 加工準備

準備-夾具，夾具由底板和定位盤兩部分所組成的。工作臺用T形槽與底板兩端開槽螺栓緊固，底板與定位盤連接處有定位的直口，依據螺栓連接和緊固，行走輪內孔間隙與上端外圓相互配合實現定位的，中間通過一個長螺栓進行固定，其螺栓裝入行走輪和內孔上端，面有還應該上蓋，再通過螺母把所有的零件進行鎖緊。加工的時候零件一定要擺放到以劃中心線作為對刀標準點，然后根據沿圖中的箭頭所標注的路線進給，直到返回到對刀點。刀具的選用通常都是?40合金立銑刀。

2.3 加工編程指導書

我們根據其零部件的圖樣，結合其上所給出的所有圓柱齒輪參數進行數據設置，然后再進過使用電子圖板繪圖，利用軟件把所畫的漸開線齒輪的全部功能逐一打開，然后根據參數表將所有的數據輸進去，這樣就能畫出實際的運行圖形，最后再在漸開線得一側，即齒形上（不包括齒跟圓弧段）選取26個不同的點，然后跟據三點確定一個圓的原則，在兩個點之間取第三個點，通過此方法找出所有點的圓心坐標，在跟據FANUC-OI-MC系統的編程指令，進行下一步的編寫編程指導書。通常情況下都是先算出了行走路線中圓弧終點的圓心坐標的相對起點的增量。

其中03l4和O315是子程序，主程序是0313，執行0313主程序時，當走到子程序O3l4段的時候，0313程序的所有語句都走的是每一段小圓弧，他們走完一個齒形之后，才能回到0313接著再調用子程序03l5，0315子程序的語句是以XO、YO為中心旋轉25.714度，之后才回到了子程序0323上接著進行加工的，重復上述調用子程序十三次，才能回到主程序0313上，只有此時才屬于完成了所有走輪的加工。G40取消刀具補償，G17是XY平面選擇，G90絕對值編程，PXX是子程序號，GO3逆時針圓弧，OXXXX是程序號，GO1直線， NXXX是順序號， GO2是順時針圓弧， G41刀具半徑補償左側，M3主軸正轉， G80固定循環取消，G42刀具半徑償右側，G43刀具長度正向補償，G21毫米輸入G68旋轉變換G69旋轉取消，MOO主程序停止，M98調用子程序，G49刀具長度補償取消，IJ是圓心相對圓弧起點的坐標增量，FXX是進給速度mm/min，SXX是主軸轉速r/min，M99子程序停止。

3 結論

隨著我們國家科技的不斷進步，數控機床的普及，學會數控編程方法加工形狀復雜的零件勢在必行，提高了產品的精度和加工效率。

[1]孫永泰.自升式海洋平臺齒輪齒條升降系統的研究[J].石油機械，2010，32(1O)：23-26.

[2]邢義，趙東波.大模數、多齒數拉刀開發[J].工具技術，2008(3)：36-38.

[3]韓曉衛.高效率粗銑大模數齒輪[J].煤礦機械，2009(1)：31-32.

[4]雒方有.普通插床插削夫模數圓柱直齒輪[J].煤炭技術，2009，24(5)：18-19.

[5]牛豫.WKQ-6000G數控火焰切割機在精加工中的應用[J].造船技術，2007(9)：32-33.

[6]葉廷洪.燃氣燃燒特性對火焰切割性能的影響[J].電焊機，2009，29(5)：13-15.