CN102974896A - 一种确定数控插齿机插削参数的方法及转换控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种确定数控插齿机插削参数的方法及转换控制装置，根据加工齿轮的材质及模数和齿数及齿宽，确定齿轮插削加工参数：插齿刀冲程行程（mm/刀）、插齿刀冲程数（刀/min）、工件进刀次数（粗插1次、半精插1次、精插1次）、工件进给量（粗精插进刀量0.2-0.5mm/刀；粗精插进总进给量1/2齿高/粗，2/5齿高/半精，1/10齿高/精）、插齿刀和工件转动速度（齿/min）、冷却液、冷却浓度（%）、冷却流量（升/min）。本发明实现数控插齿机优质安全高效率加工的目的。操作简单，使用方便、安全可靠。
Description
技术领域
本发明一种确定数控插齿机插削参数的方法及转换控制装置，属于数控技术领域。
背景技术
目前，《机械工艺手册》（1990版）和数控插齿机插削加工参数的确定与控制方法主要通过以下技术方案来实现：由技术人员或技术工人根据加工齿轮的材质及模数和齿数及齿宽，借助理论和经验确定每道工步的加工参数：
1）、插齿刀冲程行程（mm/刀）、
2）、插齿刀冲程切削速度（8-20m/min）、
3）、工件进刀次数（粗插1次、半精插1次、精插1次）、
4）、工件进给量（粗精插进刀量0.2-0.5mm/刀；粗精插进总进给量1/2齿高/粗，2/5齿高/半精，1/10齿高/精）、
5）、插齿刀和工件园周速度（节园弧长0.06-0.5mm/刀）、插齿刀和工件园周进刀量（0.06-0.5mm/刀）、
6）、冷却液、冷却浓度（常规+）、冷却流量（++）。
再将每道工步的加工参数输入数控编程器后由数控装置自动控制插齿机插削，进行了自动控制加工。
每道工步的加工参数确定后，加工质量及效率就确定了。目前这种加工参数中的插齿刀冲程切削速度（18-50m/min）及插齿刀和工件园周速度（节园弧长0.06-0.5mm/刀）、插齿刀和工件园周进刀量（0.06-0.5mm/刀）都是反映技术人员及工人的理论工艺的。在实际插削过程中的质量控制人员及生产管理人员要想检查工艺执行情况或预算完工时间都要重新进行繁杂的计算，其主要不足：一是不能直观地检查数控插齿机实际插削参数与工艺要求是否一致；二是不便于直接反映质量和效率与加工参数的关系，不能直观地优化调整工艺参数以提高加工质量和效率。
发明内容
为了克服现有的数控插齿机插削加工参数的确定方法及控制装置的不足，本发明提供一种确定数控插齿机插削参数的方法及转换控制装置，该方法及转换控制装置根据加工齿轮的材质及模数和齿数及齿宽，通过确定每道工步的插削加工参数，并将加工参数输入转换控制装置实现对数控插齿机插削加工的自动化控制。实现数控插齿机优质安全高效率加工的目的。操作简单，使用方便、安全可靠。
本发明的上述目的是通过这样的技术方案来实现的：一种确定数控插齿机插削参数的方法，根据加工齿轮的材质及模数和齿数及齿宽，确定齿轮插削加工参数：
1）、插齿刀冲程行程（mm/刀）、
2）、插齿刀冲程数（刀/min）、
3）、工件进刀次数（粗插1次、半精插1次、精插1次）、
4）、工件进给量（粗精插进刀量0.2-0.5mm/刀；粗精插进总进给量1/2齿高/粗，2/5齿高/半精，1/10齿高/精）、
5）、插齿刀和工件转动速度（齿/min）、
6）、冷却液、冷却浓度（%）、冷却流量（升/min）、
参数的确定方法：插齿刀冲程数（刀/min）、插齿刀和工件转动速度（齿/min），按下列公式计算：
b---齿宽，mm
△---插削冲程补充量，mm
v---插齿刀冲程速度，m/min；
一种确定数控插齿机插削参数的转换控制装置，插齿刀冲程伺服电机、插齿刀旋转伺服电机、工件旋转伺服电机、工件径向进给伺服电机、冷却泵电机分别对应连接各自的电机控制器，所述电机控制器连接自动总控制器。所述自动总控制器设有操作屏。
本发明一种确定数控插齿机插削参数的方法及转换控制装置，根据加工齿轮的材质及模数和齿数及齿宽，本发明方法及转换控制装置用插齿刀冲程数（刀/min）代替插齿刀冲程切削速度（8-20m/min）；插齿刀和工件转动速度（齿/min）、代替插齿刀和工件园周速度（节园弧长0.06-0.5mm/刀）、插齿刀和工件园周进刀量（0.06-0.5mm/刀）。由于参数的单位改用分钟、刀数、齿数计量、冲程及冲程次数和转动齿数都是在现场查看时直观可数的，其目的之一：现场技术人员、质量控制人员和生产管理人员可以方便的检查实际加工过程与工艺是否一至，进行过程控制,保证质量保证效率；其二，可直观简单容易地方便技术人员及工人在掌握质量和效率与加工参数：插齿刀冲程数（刀/min）、插齿刀和工件园周速度（齿/min）的关系情况下，优化调整工艺参数提高产品质量，提高生产效率。
本发明通过确定齿轮插削加工参数：1）、插齿刀冲程行程（mm/刀）、2）、插齿刀冲程数（刀/min）、3）、工件进刀次数（粗插1次、半精插1次、精插1次）、4）、工件进给量（粗精插进刀量0.2-0.5mm/刀；粗精插进总进给量1/2齿高/粗，2/5齿高/半精，1/10齿高/精）、5）、插齿刀和工件转动速度（齿/min）、6）、冷却液、冷却浓度（常规+）、冷却流量（++）。
自动总控制器及操作屏和伺服电机控制装置，根据加工参数编好数控程序对插齿刀冲程伺服电机、插齿刀旋转伺服电机、工件旋转伺服电机、工件径向进给伺服电机、冷却泵电机的输入和反馈情况进行控制，实现数控插齿机优质安全高效率加工的目的。操作简单，使用方便、安全可靠。
附图说明
图1为本发明控制装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种确定数控插齿机插削参数的转换控制装置，插齿刀冲程伺服电机1、插齿刀旋转伺服电机2、工件旋转伺服电机3、工件径向进给伺服电机4、冷却泵电机5分别对应连接各自的电机控制器1.1、2.1、3.1、4.1、5.1，所述电机控制器1.1、2.1、3.1、4.1、5.1连接自动总控制器6。所述自动总控制器6设有操作屏。
插齿机包括：立柱机体7，机座14；立柱机体7上安装有冲程机构8，冲程机构8安装有插杆9，插杆9连有插齿刀10；机座14上安装有导轨11，导轨11上设有工作台12，加工时，工件13位于工作台12上。
实施步骤：
步骤一：
由工艺技术员或技术工人根据加工齿轮的材质及模数和齿数及齿宽，确定每道工步的加工参数：
1）、插齿刀冲程行程（mm/刀）、
2）、插齿刀冲程数（刀/min）、
3）、工件进刀次数（粗插1次、半精插1次、精插1次）、
4）、工件进给量（粗精插进刀量0.2-0.5mm/刀；粗精插进总进给量1/2齿高/粗，2/5齿高/半精，1/10齿高/精）、
5）、插齿刀和工件转动速度（齿/min）、
6）、冷却液、冷却浓度（常规+）、冷却流量（++）。
步骤二：
通过操作屏将每道工步的参数输入控制装置。
步骤三：
控制装置根据加工参数：
1）、插齿刀冲程行程（mm/刀次）、
2）、插齿刀冲程数（刀/min）、
3）、工件进刀次数（粗插1次、半精插1次、精插1次）、
4）、工件进给量（粗精插进刀量0.2-0.5mm/刀；粗精插进总进给量1/2齿高/粗，2/5齿高/半精，1/10齿高/精）、
5）、插齿刀和工件转动速度（齿/min）、
6）、冷却液、冷却浓度（常规+）、冷却流量（++）、
编好数控程序对插齿刀冲程伺服电机1、插齿刀旋转伺服电机2、工件旋转伺服电机3、工件径向进给伺服电机4、冷却泵电机5的输入和反馈情况进行控制。插齿刀旋转伺服电机2与工件旋转伺服电机3实施工插齿刀与工件13的配合旋转控制，插齿刀冲程伺服电机1实施冲插控制，工件径向进给伺服电机4实施工件13进给控制，冷却泵电机5实施冷却（润滑）控制。
插齿刀冲程速度由原来的（8-20m/min）直接转换成插齿刀冲程数（刀/min），插齿刀10和工件13园周速度由原来的节园弧长0.06-0.5mm/刀，直接转换成插齿刀10和工件13转动速度（齿/min）。
b---齿宽，mm
△---插削冲程补充量，mm
v---插齿刀冲程速度，m/min
步骤四：
在润滑加工过程中，技术人员、质量控制人员和生产管理人员很方便检查工艺与质量和生产效率实际执行情况，做出工艺优化或生产计划控制，实现数控插齿机优质安全高效率加工的目的。
实施例：
数控插齿机：YK511600—K；伺服电机配置：插齿刀冲程伺服电机1、插齿刀旋转伺服电机2、工件旋转伺服电机3、工件径向进给伺服电机4、冷却泵电机5。
控制器配置：总控制器6与伺服电机控器及操作屏
齿轮工件材料：35CrMo，硬度HB215-260
齿轮工件重量：1吨
齿轮加工要求：M=12 Z=133 b=130mm
加工粗糙度要求：
步骤1：
工艺设计：
加工工步：根据加工齿轮的材质及模数和齿数及齿宽，分粗插、半精插及精插三道工步。工件进给量（进给量1/2齿高/粗，2/5齿高/半精，1/10齿高/精；粗精插进刀量0.2-0.5mm/刀），确定每道工步的加工参数如下：
插齿刀冲程行程=b+△=130+60=190mm
b---齿宽，mm
△---插削冲程补充量，取60mm
v---插齿刀冲程速度，取8m/min
另：其它各工步插削加工参数依据齿轮技术要求确定，见下表：
步骤2：
通过操作屏将每道工步的参数输入控制装置的自动总控制器。
步骤3：
自动总控制器6及各电机控制器1.1、2.1、3.1、4.1、5.1对各伺服电机电源输入和反馈情况进行控制。粗插过程控制，插刀冲程伺服电机1实施插刀的冲程行程190mm和冲程速度21次/min数控控制、工件进给伺服电机4实施粗加工进给量6mm的分步进刀量0.3mm数控控制，插刀转动和工件转动伺服电机实施插刀和工件转动速度1.6齿/min数控控制、冷却液泵电机5实施冷却及润滑控制。
步骤4：
在粗插加工期间，技术人员、质量控制人员和生产管理人员很方便检查工艺与质量和生产效率实际执行情况，可以方便的调整优化插削加工参数或进行生产技术控制,再进行半精插和精插，实现数控插齿机优质安全高效率加工。
Claims (3)
1.一种确定数控插齿机插削参数的方法，其特征在于，根据加工齿轮的材质及模数和齿数及齿宽，确定齿轮插削加工参数：
1）、插齿刀冲程行程（mm/刀）、
2）、插齿刀冲程数（刀/min）、
3）、工件进刀次数（粗插1次、半精插1次、精插1次）、
4）、工件进给量（粗精插进刀量0.2-0.5mm/刀；粗精插进总进给量1/2齿高/粗，2/5齿高/半精，1/10齿高/精）、
5）、插齿刀和工件转动速度（齿/min）、
6）、冷却液、冷却浓度（%）、冷却流量（升/min）、
参数的确定方法：插齿刀冲程数（刀/min）、插齿刀和工件转动速度（齿/min），按下列公式计算：
b---齿宽，mm
△---插削冲程补充量，mm
v---插齿刀冲程速度，m/min；
2.一种确定数控插齿机插削参数的转换控制装置，其特征在于，插齿刀冲程伺服电机（1）、插齿刀旋转伺服电机（2）、工件旋转伺服电机（3）、工件径向进给伺服电机（4）、冷却泵电机（5）分别对应连接各自的电机控制器（1.1、2.1、3.1、4.1、5.1），所述电机控制器（1.1、2.1、3.1、4.1、5.1）连接自动总控制器（6）。
3.根据权利要求2所述一种确定数控插齿机插削参数的转换控制装置，其特征在于，所述自动总控制器（6）设有操作屏。
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