花鍵磨床數控改造

漢江工具有限責任公司 (陜西漢中 723002) 趙 榕 王銀山

漸開線花鍵拉刀用于漸開線內齒圈的拉削加工。隨著汽車工業的發展，內齒圈的結構及精度有了很大改進與提高，各種復合齒形內齒圈的出現給漸開線花鍵拉刀的制造帶來了很大的挑戰。國產M8612A花鍵磨床原有結構和加工精度完成不了該類拉刀齒形面的磨削加工。

10多年來，我公司先后引進多臺德國REFORM公司生產的數控花鍵磨床，用于該類型拉刀齒形面的磨削加工。隨著生產規模的擴大，這些設備已不能滿足生產需求。我們在消化吸收國外先進技術的基礎上，對國產M8612A花鍵磨床進行了數控改造，經過幾年的使用，效果很好，能滿足各種復合齒形漸開線花鍵拉刀齒形面的磨削加工。

本文重點對該機床的數控改造從以下幾個方面進行介紹。

1.花鍵磨床數控改造

(1)高精度數控分度裝置:機床分度裝置決定了被加工零件的齒距等分精度。該數控分度裝置采用蝸桿副傳動結構，在蝸桿類型、齒形角及結構上做了很多改進，以保證蝸桿副的嚙合精度、傳動剛性、合理的間隙及精度的持久保持。蝸輪、蝸桿按5級精度標準制造，蝸輪采用鑄錫磷青銅材料，蝸桿采用42CrMoA材料，經過碳、氮共滲熱處理工藝，以達到齒面硬度高、磨損小及精度保持時間長的目的。回轉主軸采用密珠軸承支撐結構，以保證主軸具有高的回轉精度。在回轉主軸后端安裝高精度旋轉及角度編碼器，該編碼器作為主軸轉角的測量反饋元件。箱體選用高強度鑄鐵材料。

按以上結構、材料及精度標準制造出的高精度數控分度裝置，精度可達到如下指標。系統最小分辨率0.001°;分齒精度相鄰誤差小于0.003°;累積誤差小于0.005°;主軸回轉跳動誤差小于0.003 mm。

(2)高精度數控砂輪修整裝置:漸開線花鍵拉刀齒形面的磨削加工屬于成形磨削加工，砂輪的形狀和輪廓精度決定了被加工零件的精度，所以砂輪修整裝置的結構和精度對花鍵磨床十分重要。在機床砂輪主軸上方，安裝兩坐標數控砂輪修整器，該修整器數控滑臺直線導軌選用德國施耐博格雙V形高精度滾動直線導軌，滾珠絲杠選用日本THK公司高精度滾珠絲杠，配置長度光柵尺做直線位置全閉環控制，有效行程80 mm。數控滑臺采用全封閉結構。

為保證砂輪修形精度，選用德國產金剛石滾輪，高精度電主軸驅動。

按以上結構、精度標準制造出的高精度數控砂輪修形裝置，精度可達到如下指標。系統最小分辨率0.001 mm;直線度誤差小于0.002 mm/80 mm;定位精度誤差小于0.005 mm;重復定位精度誤差小于0.002 mm。

(3)高性能、高可靠性的數控系統及加工軟件:從功能、可靠性、性價比及使用習慣幾個方面考慮，選用德國博世力士樂公司Micro數控系統，中文人機專用操作界面。配置辦公電腦，用于砂輪修整加工程序的計算及數據傳送。分齒機構采用德國博士力樂力矩電動機直接驅動。力矩電動機型號:MST 160C—0050(F=70 N，Fmax=180 N)，砂輪修整器用兩坐標滑臺采用德國博士力樂交流伺服電動機驅動。電動機型號:QSK061—C0300(M=8 N·m)。

在系統內安裝有各種類型的加工程序以備隨時調用。單獨配一個辦公電腦用于砂輪修整軌跡計算、程序的生成和程序的傳送。對于各種結構類型拉刀分別開發有相對應專用軟件，通過拉刀專用程序界面，選擇拉刀類型和齒形結構，輸入齒形計算用相關參數，即可生成相對應的砂輪修整加工程序，通過數據接口傳送到機床數控系統。該加工程序考慮多方面因素，把機床精度、砂輪、金剛石滾輪和磨削加工工藝等因素都融在一體。

(4)機床大修:對M8612A花鍵磨床進行大修，修磨機床各導軌配合面，保證應有的幾何精度及運動精度。修配砂輪主軸，保證應有的回轉精度。

經過以上4個方面的改進，M8612A花鍵磨床具備數控分齒、數控修砂輪的功能，操作工人只需按照拉刀設計圖樣，輸入所需要的相關參數，即可完成加工程序的設置。其余的操作與M8612A原操作方式一樣。

2.結語

漢江工具有限責任公司先后對M8612A花鍵磨床數控改造多臺，經過多年來的使用，效果很好，能滿足各種復合齒形漸開線花鍵拉刀齒形面的磨削加工。

設備的數控改造，以經濟、實用、快捷的方式，給M8612A花鍵磨床增加功能，擴大加工范圍，提高加工精度。這種方式是漸開線花鍵拉刀齒形面磨削加工的有效途徑。