一種在普通臥式銑床上加工長齒條的加工方法

劉俊

摘 要：本文闡述了一種在普通臥式銑床上加工長齒條的加工方法及其加工裝置的設(shè)計(jì)。利用專用非標(biāo)銑齒掛頭機(jī)構(gòu)和掛輪機(jī)構(gòu)縱向移距分度在普通臥式銑床上銑齒，通過改變刀具的銑削方向，選擇特定的掛輪傳動(dòng)比的方法，實(shí)現(xiàn)在臥式銑床上加工長齒條。

關(guān)鍵詞：銑齒掛頭機(jī)構(gòu)、分度銑齒機(jī)構(gòu)、掛輪比、長齒條

1 引言

眾所周知，齒條的加工通常是由專用的齒條加工機(jī)床進(jìn)行加工的。在沒有齒條加工專用設(shè)備的情況下，通常利用普通臥式銑床橫向移動(dòng)加工齒條，但因機(jī)床的橫向行程有限，導(dǎo)致能加工齒條的最大長度也非常有限。在我們公司，利用普通設(shè)備加工齒條的最大長度為250mm，若要加工長度超過橫向行程范圍的齒條就非常困難。而公司研制的某醫(yī)療加速器的縱向長齒條長為1180mm。由于零件特殊，且為小批量生產(chǎn)，若是送到專門的齒條加工廠進(jìn)行外協(xié)加工，不僅加工成本增加，而且將影響該產(chǎn)品的生產(chǎn)進(jìn)度，使產(chǎn)品交付延期，對公司造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。

2 實(shí)現(xiàn)長齒條自制的可行性

車間現(xiàn)有普通臥式銑床的縱向行程最大為1000mm，若拆除限位塊，可增加到1200mm;或采用移動(dòng)工件進(jìn)行多次裝夾，其加工范圍則可超出1200mm。如能設(shè)計(jì)出一種能改變刀具銑削方向，且操作方便、簡單、可靠的加工裝置，使刀具橫向切削，工件縱向移動(dòng)，并利用分度頭分齒，通過多次裝夾就能在普通臥式銑床上小批量加工長齒條。實(shí)現(xiàn)長齒條的自制造，從而降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的難題。

3 加工裝置的設(shè)計(jì)

3.1 裝置原理

利用分別安裝在驅(qū)動(dòng)軸和銑軸上的斜齒輪嚙合傳動(dòng)帶動(dòng)銑軸從動(dòng)，使銑齒刀的切削方向轉(zhuǎn)向90度，實(shí)現(xiàn)銑齒刀的橫向切削。根據(jù)齒條的齒距選擇適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)比，配備相應(yīng)掛輪，使分度盤每旋轉(zhuǎn)一固定刻度值，機(jī)床工作臺就移動(dòng)一個(gè)齒距，實(shí)現(xiàn)在臥式銑床上加工長齒條。

3.2 裝置的組成

該加工裝置由銑齒掛頭機(jī)構(gòu)和掛輪縱向移距分度銑齒機(jī)構(gòu)組成，銑齒掛頭機(jī)構(gòu)由夾具體、驅(qū)動(dòng)軸、銑軸、齒輪銑刀、斜齒輪構(gòu)成，夾具通過本身的燕尾槽安裝在機(jī)床上，并用鎖緊拉桿固定鎖緊;銑軸和驅(qū)動(dòng)軸裝在夾具上，齒輪銑刀裝在銑軸上，銑軸通過斜齒輪與驅(qū)動(dòng)軸相連;掛輪縱向移距分度銑齒機(jī)構(gòu)由銑床工作臺、分度頭、縱向絲桿、主動(dòng)齒輪、傳動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪構(gòu)成，分度頭裝在銑床工作臺上，并與主動(dòng)齒輪相連接，主動(dòng)齒輪與傳動(dòng)齒輪嚙合，傳動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪嚙合，從動(dòng)齒輪裝在縱向絲桿上，縱向絲桿裝在銑床工作臺中。

3.3裝置特點(diǎn)

該裝置的特點(diǎn)在于利用分別安裝在驅(qū)動(dòng)軸和銑軸上的斜齒輪嚙合傳動(dòng)帶動(dòng)銑軸從動(dòng)，實(shí)現(xiàn)銑齒刀的切削方向轉(zhuǎn)向90度。根據(jù)齒條的齒距選擇適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)比，配備相應(yīng)掛輪，使分度盤每旋轉(zhuǎn)一固定刻度值，機(jī)床工作臺就移動(dòng)一個(gè)齒距，實(shí)現(xiàn)在臥式銑床上加工長齒條的裝置。當(dāng)加工的齒條齒距改變時(shí)，只需更換齒輪銑刀7，并更換主動(dòng)齒輪13、傳動(dòng)齒輪12和從動(dòng)齒輪16，改變其傳動(dòng)比即可。

4 加工實(shí)例

在普通臥式銑床X62W上加工某外協(xié)產(chǎn)品上的縱向長齒條，齒條長為1180mm，m=2。

4.1 銑齒掛頭機(jī)構(gòu)裝置的安裝

將銑軸9和驅(qū)動(dòng)軸3分別用襯套10、墊圈6和螺母5安裝在夾具體2上;然后將銑齒掛頭機(jī)構(gòu)通過夾具體2本身的燕尾槽安裝在機(jī)床上，并用鎖緊拉桿1固定鎖緊。這樣銑軸9通過斜齒輪4與驅(qū)動(dòng)軸3相連，且銑軸9與驅(qū)動(dòng)軸3已互呈90度，驅(qū)動(dòng)軸3連接電動(dòng)機(jī);再利用鍵8、墊圈6和螺母5將齒輪銑刀7固定在銑軸9上。工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸3在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過斜齒輪4的嚙合傳動(dòng)使銑軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，且切削方向改變90°，銑軸9的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒輪銑刀7旋轉(zhuǎn)，從而完成銑齒過程。

4.2 掛輪的配備

4.3 掛輪縱向移距分度銑齒機(jī)構(gòu)的安裝

按照配備的掛輪進(jìn)行掛輪縱向移距分度銑齒機(jī)構(gòu)的安裝。將分度頭15安裝在銑床工作臺11上，并與主動(dòng)齒輪13相連接，主動(dòng)齒輪13與傳動(dòng)齒輪12嚙合，傳動(dòng)齒輪12與從動(dòng)齒輪16嚙合，從動(dòng)齒輪16裝在縱向絲桿17上，縱向絲桿17裝在銑床工作臺11中。把待加工工件裝夾于工作臺11上。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)分度頭15的分度頭搖柄14時(shí)，主動(dòng)齒輪13轉(zhuǎn)動(dòng)，通過齒輪嚙合使傳動(dòng)齒輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)齒輪16通過與傳動(dòng)齒輪12的嚙合隨之從動(dòng);當(dāng)從動(dòng)齒輪16轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，縱向絲桿17隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)銑床工作臺11移動(dòng)，分度盤每次轉(zhuǎn)動(dòng)2圈為一個(gè)齒距。

4.4 實(shí)現(xiàn)長齒條的加工

將零件毛坯經(jīng)過粗加工后進(jìn)行齒條的銑切加工，當(dāng)把銑齒掛頭機(jī)構(gòu)和掛輪縱向移距分度銑齒機(jī)構(gòu)按上述要求配備并安裝完畢后，把待加工的長齒條毛坯通過打表將其固定安裝在機(jī)床工作臺11上，啟動(dòng)機(jī)床主軸，銑齒刀7開始轉(zhuǎn)動(dòng)，搖下升降手柄到適當(dāng)位置進(jìn)行試切對刀，當(dāng)對刀完畢后將升降手柄固定不動(dòng)，開始銑切齒形。當(dāng)銑完一齒后，分度頭搖柄14就轉(zhuǎn)動(dòng)2圈，工件移動(dòng)一個(gè)齒距，然后再進(jìn)行下一齒的銑切，直至銑切到工藝要求的尺寸1180mm。

5 結(jié)束語

由于采用了此方法及其加工裝置，我們實(shí)現(xiàn)了加工長齒條的自制造。利用該加工裝置直接在普通臥式銑床上加工長齒條，不但操作方便、簡單、可靠，而且降低了生產(chǎn)成本，能自主控制生產(chǎn)進(jìn)度，避免因外協(xié)加工的產(chǎn)品交付延期而影響整個(gè)生產(chǎn)進(jìn)度，從根本上解決了公司因外協(xié)無法按時(shí)交付產(chǎn)品的難題。同時(shí)，本裝置還具有一定的通用性，當(dāng)要加工其他尺寸的長齒條時(shí)，只需根據(jù)齒條的模數(shù)m更換銑齒刀7，改變掛輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比，配備并更換主動(dòng)齒輪13、傳動(dòng)齒輪12和從動(dòng)齒輪16即可。

參考文獻(xiàn)

[1] 《銑工實(shí)踐》侯慧人、陳鈺才、張忠孝、張益芳編著，1979年8月出版，科學(xué)出版社。

[2] 《機(jī)械加工工藝手冊》孟少農(nóng)主編，1998年3月出版，機(jī)械工業(yè)出版社。