CN101219490B - 大模数高效高精度多工位可调式铣齿机数控方法 - Google Patents
大模数高效高精度多工位可调式铣齿机数控方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101219490B CN101219490B CN2008100452709A CN200810045270A CN101219490B CN 101219490 B CN101219490 B CN 101219490B CN 2008100452709 A CN2008100452709 A CN 2008100452709A CN 200810045270 A CN200810045270 A CN 200810045270A CN 101219490 B CN101219490 B CN 101219490B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- numerical control
- column
- milling head
- milling
- gear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003801 milling Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 14
- 238000007514 turning Methods 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000012946 outsourcing Methods 0.000 description 1
- 230000007115 recruitment Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Milling Processes (AREA)
Abstract
大模数高效高精度多工位可调式铣齿机数控方法。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。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。用于大模数齿轮，特别是风力发电变桨轴承内齿的加工。
Description
(一)技术领域：本发明涉及一种大模数铣齿机数控方法及铣齿机，是一种加工齿轮内齿的铣床，特别是加工风力发电机变浆轴承内孔直齿。属齿轮的制造类(B23F)、控制或调节系统类(G05B)。
(二)背景技术：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φ＞1600mm(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×2.5米计算，共占地2520M2。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。
(三)发明内容：本发明提出的大模数高效高精度多工位可调式铣齿机数控方法，就是解决与现有风电机组的变浆轴承内齿模数、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铣齿机数控方法，其特征是：
A.该铣齿机包括如下部分：中心底部设有伺服电机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，所述开放式数控系统，其内设有VC++语言的应用程序7.3，其数控方法有如下步骤：①开机；②机床回原点；③水平方向进刀；④转台分度；⑤竖直方向快进；⑥竖直方向工进：工进速度随时间增加为快--慢--快；⑦退刀加工完一个齿：刀盘退刀竖直升至快进起始位置；⑧进入相邻下一个齿的加工：返回到转台分度步骤执行前，数控转台周向转过一个齿距，重复上述⑤～⑦步骤 
一个工件加工完成；⑨停止加工卸装工件。上述③水平方向进刀中径向进给程序有粗加工时一次进给25.35mm，精加工时一次进给1mm。上述③水平方向进刀中设有控制下滑台位置的滚珠丝杠螺距误差补偿程序。上述具体优化结构和方法下面结合附图再详述。
本发明有益效果：
①本发明提供的铣齿机，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VC++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误差补偿程序，径向进给精度能够达到0.01mm。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1mm)，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综上所述本发明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。
（四）附图说明：
图1本发明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结构图
图6铣刀4.4和轴承内圈工件3加工位置示图
图7VC++专用程序流程图
图8开放式数控系统7框图
（五）具体实施方式：
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1.1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φ为1600mm，内直齿3.1模数m＝12mm，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Φ4＝400mm，厚度b4＝100mm，斜角β4＝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，本发明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MPC08卡，插入工控机的PCI插槽中，安装VC++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0.01mm。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PLC：工业运动控制卡7.2发出的数字信号经数/模转换卡和PLC共同控制两立柱5进刀电机5.2、驱动两刀具4.4的变频电机4.1、冷却电机和润滑电机等。③设与工业运动控制卡7.2连接的转接板7.4与数控转台伺服电机1.1、两个立柱伺服电机5.3等连接并发出信号进行控制。另外也可以通过手脉发出数字信号，通过转接板7.4控制数控转台1伺服电机1.1和两个立柱5伺服电机5.3等，实现机床的点动调整。④设与装入工控机的输入/输出卡(I/O卡)连接的转接板7.5，它与限位开关连接，用于处理机床限位开关量及原点信号。转接板7.5并与机床操作键连接。⑤电源7.6由三相380伏经变压器一组降压为220伏供工控机；另一路分别经两滤波器向全部驱动电机供电。转接板7.4和7.5由开关电源供电并控制。
见图7，VC++语言的专用程序7.3，由如下步骤组成：
①开机；②机床回原点；③水平方向进刀：包括在下滑台位置控制滚珠丝杠螺距误差的补偿程序；包括竖向粗精加工内齿时，径向进给程序：粗加工时一次进刀25.4mm，精加工时一次进刀1mm；④转台分度：一个齿分度完成；⑤竖直方向快进；⑥竖直方向工进：采用不同速度，工进速度随时间增加为快--慢--快；⑦退刀加工完一个齿：刀盘退刀竖直升至快进起始位置；⑦进入相邻下一个齿的加工：返回到转台分度步骤执行前，数控转台周向转过一个齿距，重复上述⑤～⑦步骤 
一个工件加工完成；⑨停止加工，卸装工件。
Claims (3)
1.大模数高效高精度多工位可调式铣齿机数控方法，其特征是：
A.该铣齿机包括如下部分：中心底部设有伺服电机(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)和立柱(5)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)；所述开放式数控系统，其内设有VC++语言的应用程序(7.3)，数控方法有如下步骤：
①开机；②机床回原点；③水平方向进刀；④转台分度；⑤竖直方向快进；⑥竖直方向工进：工进速度随时间增加为快--慢--快；⑦退刀加工完一个齿：刀盘退刀竖直升至快进起始位置；⑧进入相邻下一个齿的加工：返回到转台分度步骤执行前，数控转台周向转过一个齿距，重复上述⑤～⑦步骤；一个工件加工完成；⑨停止加工卸装工件。
2.按权利要求1所述铣齿机数控方法，其特征是③水平方向进刀：包括竖向粗精加工内齿时，径向进给程序：有粗加工时一次进给25.35mm，精加工时一次进给1mm。
3.按权利要求1所述铣齿机数控方法，其特征是在③水平方向进刀中设有控制下滑台位置的滚珠丝杠螺距误差补偿程序。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100452709A CN101219490B (zh) | 2008-01-28 | 2008-01-28 | 大模数高效高精度多工位可调式铣齿机数控方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100452709A CN101219490B (zh) | 2008-01-28 | 2008-01-28 | 大模数高效高精度多工位可调式铣齿机数控方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101219490A CN101219490A (zh) | 2008-07-16 |
| CN101219490B true CN101219490B (zh) | 2011-04-13 |
Family
ID=39629706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008100452709A Active CN101219490B (zh) | 2008-01-28 | 2008-01-28 | 大模数高效高精度多工位可调式铣齿机数控方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101219490B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102672279A (zh) * | 2011-03-11 | 2012-09-19 | 上海欧际柯特回转支承有限公司 | 风力发电大模数齿轮铣削成型方法 |
| CN104588786A (zh) * | 2014-12-15 | 2015-05-06 | 太原重工股份有限公司 | 大尺寸大模数内齿轮加工方法和内齿铣刀 |
| CN107252931A (zh) * | 2017-08-10 | 2017-10-17 | 青岛征和链传动有限公司 | 一种链轮齿形的制备方法及加工装置 |
| CN107824902A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-03-23 | 瓦房店轴承集团有限责任公司 | 风电轴承齿硬铣齿加工方法 |
| CN108971657A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-11 | 重庆工业职业技术学院 | 齿轮加工设备 |
| CN111745227A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-10-09 | 徐绍波 | 一种数控多刀移动式高效铣齿机 |
| CN111745228B (zh) * | 2020-07-16 | 2022-07-08 | 徐绍波 | 数控多刀移动式万能铣齿机 |
| CN111975122B (zh) * | 2020-07-31 | 2022-08-02 | 徐绍波 | 一机全覆盖数控伞齿铣床 |
-
2008
- 2008-01-28 CN CN2008100452709A patent/CN101219490B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101219490A (zh) | 2008-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101219490B (zh) | 大模数高效高精度多工位可调式铣齿机数控方法 | |
| CN101357490B (zh) | 具有双五轴联动系统的异型石材多功能复合加工中心 | |
| CN201175774Y (zh) | 大直径多工位可调式高效高精度数控钻床 | |
| JP4833153B2 (ja) | ベベルギヤの軟式機械加工のための装置及び方法並びに該装置の使用方法 | |
| CN100500352C (zh) | 极坐标数控高效铣、滚齿复合机床 | |
| CN103072005B (zh) | 镗削活塞销孔机床 | |
| CN200995307Y (zh) | 一种数控铣、滚齿组合机床 | |
| CN102151883A (zh) | 多头同步或异步雕(钻)铣数控加工设备 | |
| CN201009089Y (zh) | 一种五轴联动叶片加工中心机构 | |
| CN101195318A (zh) | 多工位数控雕刻机 | |
| CN202411844U (zh) | 一种龙门钻镗铣复合加工机床用回转工作台机构 | |
| CN102974897A (zh) | 数控齿轮倒角机 | |
| CN103658801A (zh) | 基于车床硬件平台的再制造数控滚齿机 | |
| CN202527800U (zh) | 加工平面二次包络蜗杆的四轴联动数控车床 | |
| CN2649242Y (zh) | 数控弧齿锥齿轮铣齿机布局 | |
| CN106001792B (zh) | 便携式三轴联动数控螺纹铣床 | |
| CN101513726A (zh) | 一种随动磨削方法及其数控装置 | |
| CN102248228B (zh) | 一种面齿轮数控滚齿加工装置 | |
| CN201702463U (zh) | 直齿锥齿轮加工机床 | |
| CN101979202B (zh) | 面齿轮数控加工装置及加工方法 | |
| CN103769997A (zh) | 一种矩形阵列同步摆动机构及基于该机构的多轴联动加工机床 | |
| CN202062109U (zh) | 内旋风蜗杆铣床 | |
| CN201154407Y (zh) | 一种螺旋锥齿轮数控铣齿机床 | |
| CN104785830A (zh) | 一种直驱式零传动全数控花键轴铣床 | |
| CN216540851U (zh) | 一种风力发电法兰盘加工用双刀数控立车装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20181211 Address after: Chengdu Kehua Heavy Bearing Co., Ltd. of Yixin Street, Datong Town, Qingbaijiang District, Chengdu City, Sichuan Province Patentee after: CHENGDU KEHUA HEAVY BEARING Co.,Ltd. Address before: Chengdu Kehua Heavy Bearing Co., Ltd. of Yixin Street, Datong Town, Qingbaijiang District, Chengdu City, Sichuan Province Co-patentee before: Wen Yu Patentee before: Lian Farong Co-patentee before: Wen Qing Effective date of registration: 20181211 Address after: Chengdu Kehua Heavy Bearing Co., Ltd. of Yixin Street, Datong Town, Qingbaijiang District, Chengdu City, Sichuan Province Co-patentee after: Wen Yu Patentee after: Lian Farong Co-patentee after: Wen Qing Address before: 610300 Chengdu Kehua Heavy Bearing Co., Ltd. of Yixin Street, Datong Town, Qingbaijiang District, Chengdu City, Sichuan Province Patentee before: Wen Jianheng |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Building 1, 1st Floor, No. 8 Jushi Avenue, Qingbaijiang District, Chengdu City, Sichuan Province, 610300 Patentee after: Chengdu Kehua Jincheng Precision Machinery Manufacturing Co.,Ltd. Address before: Chengdu Kehua Heavy Bearing Co.,Ltd. of Yixin Street Datong Town Qingbaijiang District Chengdu City Sichuan Province Patentee before: CHENGDU KEHUA HEAVY BEARING Co.,Ltd. |