數控單軸剃齒機是一種用于加工齒輪的先進機械設備,主要用于加工外嚙合直齒、斜齒圓柱齒輪,鼓形齒、小錐度齒及臺階多聯齒輪。它采用徑向剃齒或普通剃齒工藝進行加工,具有粗-精剃齒、徑向進給量預選、光整、微量回程、工作臺定點停位等功能。這些功能使得數控單軸剃齒機能夠精確、高效地加工出高質量的齒輪產品。
數控單軸剃齒機的工作原理是通過主軸旋轉帶動刀具切削齒輪,同時由計算機控制刀具的運動軌跡和切削深度等參數。在切削過程中,數控系統(tǒng)會不斷調整刀具的位置和切削速度,以確保加工結果的精確性和穩(wěn)定性。
數控單軸剃齒機的主要組成部分:
1、床身與立柱
床身:整機的基礎部件,通常采用高強度鑄鐵整體鑄造,經時效處理,具有良好的剛性和抗震性,確保加工精度穩(wěn)定。
立柱:固定在床身上,支撐主軸箱和進給系統(tǒng),結構穩(wěn)固。
2、主軸系統(tǒng)(剃齒刀主軸)
主軸箱:安裝在立柱上,內部包含主傳動機構。
主軸:安裝剃齒刀,高速旋轉(轉速可調),是剃齒加工的主動件。
驅動電機:通常為交流變頻電機或伺服電機,通過皮帶或齒輪傳動驅動主軸。
軸承:高精度主軸軸承(如角接觸球軸承),保證主軸旋轉精度和剛性。
主軸冷卻(高d機型):防止高速運轉時溫升影響精度。
3、工作臺系統(tǒng)(工件主軸)
工作臺/回轉臺:安裝工件夾具,帶動工件齒輪旋轉。
分度/回轉軸(C軸):由伺服電機驅動,實現工件的精確分度和與剃齒刀的嚙合運動。C軸通常具備高分辨率編碼器,實現無差速剃齒或差速剃齒。
尾座(可選):用于支撐長軸類工件,頂部可調整,確保工件定位準確。
4、進給系統(tǒng)(數控軸)
X軸-徑向進給軸:
控制剃齒刀相對于工件的徑向切入深度(吃刀量)。
通常由伺服電機驅動滾珠絲杠實現。
Z軸-軸向進給軸:
控制剃齒刀沿工件軸線方向的往復運動(快程和工作行程),實現全齒寬加工。
由伺服電機驅動,運動平穩(wěn)、換向迅速。
Y軸(部分機型):用于調整剃齒刀與工件的中心距或斜向進給。
5、數控系統(tǒng)(CNC)
數控裝置:機床的“大腦”,如FANUC、西門子、三菱或國產數控系統(tǒng)。
功能:
控制各伺服軸(X、Z、C軸)的運動軌跡和速度。
實現剃齒工藝循環(huán)(快進、工進、光整、快退等)。
設置和調用加工程序(G代碼或專用齒輪代碼)。
監(jiān)控機床狀態(tài)、診斷故障。
操作面板:包含顯示屏、鍵盤、急停按鈕、模式選擇開關等,用于人機交互。
6、夾具與裝夾系統(tǒng)
心軸/頂尖:用于裝夾齒輪坯,保證工件定位精度。
液壓/氣動夾緊裝置:自動夾緊工件,提高效率和一致性。
專用夾具:針對特定工件設計的快速裝夾裝置。
7、冷卻與潤滑系統(tǒng)
冷卻系統(tǒng):
冷卻液箱:儲存專用剃齒冷卻液(具有潤滑、冷卻、清洗、防銹功能)。
冷卻泵:將冷卻液通過噴嘴精準噴射到剃齒刀與工件的嚙合區(qū)域,有效降溫、排屑、減少刀具磨損。
過濾裝置:過濾冷卻液中的鐵屑和雜質,保持清潔。
潤滑系統(tǒng):
自動潤滑泵:定時向導軌、絲杠、軸承等運動部件供油或脂,減少磨損,保證精度。
8、輔助裝置
防護罩:全封閉或半封閉防護,防止鐵屑、冷卻液飛濺,保障操作安全。
排屑器:自動將加工產生的鐵屑排出機床外,保持工作區(qū)域清潔。
刀具測量系統(tǒng)(高d機型):自動檢測剃齒刀跳動或磨損。
工件測量系統(tǒng)(高d機型):在線檢測齒輪精度。
9、電氣與液壓/氣動系統(tǒng)
電氣柜:集中安裝電源模塊、驅動器、繼電器、PLC等電氣元件。
液壓系統(tǒng)(部分機型):提供夾緊力或驅動某些執(zhí)行機構。
氣動系統(tǒng):用于夾具夾緊、吹掃、換刀等。