大模数高效高精度多工位可调式数控铣齿机及数控方法技术

大模数高效高精度多工位可调式数控铣齿机及数控方法。设数控转台，其上放齿轮工件和铣齿工装；周向设２－６个工位，每工位有铣头、立柱和可相对径向移动的数控下滑台；铣头与立柱间装可相对竖向切削的立柱滑台。铣头从上至下有变频电机、传动装置、主轴及铣刀。总体结构简单，多工位功效提高。用大模数硬质合金成型铣刀和材质，精度达国标７级，且实现一次径向切削的高速加工。采用工业控制计算机和运动控制卡的开放式数控系统，并提供了量体裁衣地ＶＣ＋＋专用程序，节约大量开发费用；使转台分度精度≤４″，进给精度达０．０１ｍｍ。本发明专利技术实现了大模数铣齿机高效高精度加工，与常规插齿机比，采用两工位提高工效２．５倍，成本由４８４８万元下降为１００多万元。可用于大模数齿轮，特别是风力发电变桨轴承内齿的加工。

Large module, high efficiency and high precision multi position adjustable numerical control gear milling machine and numerical control method

Large module, high efficiency and high precision multi position adjustable numerical control gear milling machine and numerical control method. A NC rotary table, put the gear workpiece and milling fixture; to set up 2 weeks - 6 stations, each station has a milling head, column and relative NC radial moving slipway; milling head and column is arranged between the relative sliding column vertical cutting. The milling head is provided with a frequency conversion motor, a driving device, a main shaft and a milling cutter from top to bottom. The overall structure is simple and the efficiency of multi station is improved. With large modulus carbide forming milling cutter and material, the precision reaches the national standard 7, and realizes the high speed machining of a radial cutting. The industrial control computer and motion control card of open CNC system, and provide tailored to VC + + special procedures, saving development costs; the table indexing accuracy is less than 4, the feed accuracy reached 0.01mm. The invention realizes the high efficiency and high precision machining of the large modulus gear milling machine. Compared with the conventional gear shaper, the utility model uses two stations to improve the work efficiency by 2.5 times, and the cost is reduced from 48 million 480 thousand yuan to about 1000000 yuan. The utility model can be used for the processing of large module gears, especially the inner teeth of a wind power generation variable pitch bearing.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种大模数数控铣齿机及数控方法，是一种加 工齿轮内齿的铣床，特别是加工风力发电机变桨轴承内孔直齿。属齿轮的制 造类(B23F)、控制或调节系统类(G05B)。(二)
技术介绍
针对目前国内对清洁能源的巨大需求，正大量开发风力发电机组。风电 机组的变浆轴承内圈内孔为与风电机组的变桨减速电机驱动的小齿轮啮合 的内直齿3.1，内孔直径4>>1600咖(见图6)，内直齿模数m=12mm， Z=139。 为加工出此内直齿，按常规方法，用插齿机加工一件零件需要36小时，接近 5个工作日(每天按7小时计算)，按目前用户需求的生产效率是6件/天， 按此要求需要12台插齿机，以303万元/台(2.5米数控插齿机)，共需4848 万元，需要12名操作工，按每台机床占地4米X2. 5米计算，共占地2520A/2 。 由此可以看出，采用常规插齿机加工费用大，占地面积大，用工多。为满足上述风电机组的变浆轴承大模数内齿轮要求高效率加工需求，在 国内也可以购到所需机床，但价格昂贵高达1400万元/台，且专用刀具也达26 万元/套件。显然，选用插齿机和外购机床要满足所需求的高效高精度是现有人 力物力无法实现的。
技术实现思路
:本专利技术提出的大模数高效高精度多工位可调式数控铣齿机 及数控方法，就是解决与现有风电机组的变桨轴承内齿模数、内径相同或相 近的内齿轮的加工问题，既要满足这种大模数内齿加工精度，又要满足现要 求的效率和能提供的投入。为此必须进行自主开发新型数控铣齿机。其技术方案如下大模数高效高精度多工位可调式数控铣齿机，其特征是A、 该铣齿机包括如下部分中心底部设由伺服电机1.1和蜗轮蜗杆驱动 的数控转台l(选用精密数控转台)，数控转台上放随其转动的带齿轮的工件3 和固定工件的铣齿工装2;围绕数控转台在其周向可配置24个工位的加工 体，每工位加工体装有铣头4、立柱5和其下面支撑立柱的数控下滑台6;立 柱5上装有可相对立柱竖向移动的立柱滑台5.1，铣头4固定于立柱滑台5.1， 设驱动立柱滑台和铣头竖向移动的立柱伺服电机5.3和竖向传动件；设驱动立 柱5并带动立柱滑台5.1和铣头4同时相对数控下滑台6径向移动的立柱进 刀电机5.2和径向传动件滚珠丝杠。B、 铣头4从上至下设有驱动用变频电机4.1、顺次传动连接的传动装置 4.2、传动系统末级主轴4.3以及装在其上的大模数硬质合金成型铣刀4.4;C、数控系统包括工鹏制计飾7.1和型号为MPC08的通用工鹏动控制卡7.2。上述具体优化结构和数控铣齿机的控制方法等下面结合附图再详细描述。①本专利技术提供的铣齿机，采用单齿廓大模数硬质合金成形铣刀和多工位加工， 总体结构简单，为满足所需的高效率和较低投入提供了一种优化的组合机床。② 数控系统采用开放式数控系统，方便于根据需要调整多工位数目。③ 采用国内较先进的工业控制计算机和型号为MPC08的通用工业运动控制 卡，并根据专用机床的实际需要，量体裁衣地开发出￥€++高效实用应用程序， 适当地省去了国内外现有的数控系统中带有的而又用不到的功能,从而节约了 大量的开发费用；实现了加工过程的高效功能，且操作也很方便；同时数控转 台在数控系统控制下能完成Z=139个齿的加工分度工作，分度精度正转和反转 分别为15秒，重复定位精度为正反转4秒，保证了轴承设计精度要求，即转 台分度精度可达到等于小于4"。④ 数控下滑台位置控制采用滚珠丝杠螺距i^补^^序，径向进给精度能够达到 O.Olmm。程序中提供的径向进给量(粗加工一次进给25.35mm，精加工一次进给 lmm)，保证了高效高精度的切削加工。⑤ 采用新研制的大模数大尺寸硬质合金成型铣刀，同时解决了精铣刀工艺上 关键的问题，使加工的内齿精度达国标7级。又由于铣刀用优化材质和变频调 速，实现粗铣刀切削速度为110m/min，进给速度为300mm/min，切屑厚度 0.245mm/Z;精铣刀切削速度为160m/min，进给速度为190mm/min，切屑厚度 0.1mm/Z。实现高速高效。⑥ 设2-6工位，多个铣刀同时加工内齿，提高工效2-6倍。⑦ 数控下滑座的地脚螺栓孔个数为两个及以上，实现可调整数控下滑台6和 数控转台1的相对位置，可以加工不同尺寸的产品，实现为可调式。⑧ 综上所述本专利技术铣齿机基本做到了加工精度高加工时间短，(若用两工位) 由原来14小时/件到现在4.5小时/件，提高工效2.5倍，并且成本大大降低。 若用插齿机加工需要4848万元，现用专机100多万元左右，节约了大量的资 金。即用此专机加工的产品能满足工艺要求，也满足了用户的需求。附图说明图1本专利技术总体结构及布置示意图 图2图1A向视图(俯视图) 图3图1B向视图(径向从内向外) 图4硬质合金成型铣刀4,4形状图 图5铣头4结构6铣刀4.4和轴承内圈工件3加工位置示图 图7 ￥0++专用程序流程图 图8开放式数控系统7框图具体实施例方式见图1，见图2，图3，图6，本实施例铣齿机结构如下: 中心底部设精密数控转台1,它由伺服电机L1驱动，经蜗轮蜗杆减速后带动 转动。数控转台1上放置工件，风电机组的变浆轴承内圈3，轴线竖向Z向放 置；见图6,内孔直径4)为1600mm，内直齿3. 1模数npl2mm， Z=139。装设铣齿工装2夹紧固定工件，此工装按轴承加工工艺要求设计，保证加工定位要求。 围绕数控转台周向均匀配置两个工位加工体，每工位加工体装有铣头4、立 柱5和数控下滑台6。立柱上装有可相对立柱竖向移动的立柱滑台5.1，铣头 4固定于立柱滑台5.1上，立柱滑台由立柱伺服电机5.3经丝杠传动驱动竖向 移动，并带动铣头4竖直方向快进和工进。加工时径向进给时，由立柱进刀电 机5.2驱动，经滚珠丝杠带动立柱5并经立柱滑台带动铣头4同时相对数控 下滑台6径向进给移动。数控下滑台6的数控下滑座地脚螺栓孔在径向X方向个数为两个及以上, 由此可调整数控下滑座的地脚螺栓孔与地基的不同安装位置，从而调整数控 下滑座和数控转台的径向相对位置。见图5,铣头4从上至下设有驱动用变频电机4.1、顺次传动连接的传动装 置4.2、下端传动系统末级主轴4.3以及装在其上的大模数硬质合金成型铣刀 4.4。传动装置4.2由箱体和其内的一对传动伞齿轮4.21,4.22、六对传动斜齿 轮4.23,4.24,4.25,4.26,4.27,4.28和八根传动轴等组成。见图4，图6，铣刀为大模数硬质合金成型铣刀4.4直径①4=400 mm,厚度 b4=100 mm,斜角P 2=20° 。铣刀4.4的刀盘材质为钢和防震材料组成；成型 刀片材料为精加工为LC610T，粗加工为LC225T 。见图8,本专利技术采用的工业控制计算机(以下简述为工控机7.1)加运动控制卡 模式的开放式数控系统7包括如下部分①通用工业运动控制卡7.2选用型号 MPC 0 8卡，插入工控机的PCI插槽中，安装￥0++专用程序7.3。由此被控 数控转台的分度精度达到《4"，径向进给精度达到O.Olmm。②在工控机7.1 内装入数/模转换卡即D / A卡和可编程序控制器P L C:工业运动控制卡7.2 发出的数字信号经数/模转换卡和P L C共同控制两立柱5进刀电机5.2、驱动 两刀具4.4的本文档来自技高网...

【技术保护点】
大模数高效高精度多工位可调式数控铣齿机，其特征是：　　　　Ａ．该铣齿机包括如下部分：中心底部设由伺服电机（１．１）和蜗轮蜗杆驱动的数控转台（１），数控转台上放随其转动的带齿的工件（３）和固定工件的铣齿工装（２）；围绕数控转台在其周向可配置２－６个工位的加工体；每工位加工体装有铣头（４）、立柱（５）和其下面支撑立柱的数控下滑台（６）；立柱（５）上装有可相对立柱竖向移动的立柱滑台（５．１），铣头（４）固定于立柱滑台（５．１），设驱动立柱滑台和铣头竖向移动的立柱伺服电机（５．３）和竖向传动件；设驱动立柱（５）并带动铣头（４）同时相对数控下滑台（６）径向移动的立柱进刀电机（５．２）和径向传动件滚珠丝杠；　　　　Ｂ．铣头（４）从上至下设有驱动用变频电机（４．１）、顺次传动连接的传动装置（４．２）、传动系统末级主轴（４．３）以及装在其上的大模数硬质合金成型铣刀（４．４）；　　　　Ｃ．数控系统采用包括工业控制计算机（７．１）和通用工业运动控制卡（７．２）的开放式数控系统（７）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：文鉴恒，
申请(专利权)人：文鉴恒，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]