大型轴齿轮专用机床设计

大型轴齿轮专用机床设计

崔国权1陈栋梁2

（齐重数控装备股份有限公司黑龙江省齐齐哈尔161005）

摘要：在“十二五规划”中，明确提出了要将中国发展为现代化工业化强国，而要发展为现代化_T业强国，就离不开专用设备制造业，离不开高端号用设备制造业的飞速发展。而高端等用设备制造业的基础就是机床工业，从这个方面来讲,机床工业的发展，代表了国家整体高端装备制造业的发展水平。所谓专用机床是指为加工制造特定零部件和完成特定工序的专门机床。专用机床不但有利于一台机器的自动化水平的提升，而且也有利于自动生产线的生产水平的提升。随着计算机在工业上的应用。自动化的要求也越来越高，专用机床在乍产中的应用也越来越广泛。为此，在接下来的文章中，将围绕大型轴齿轮专用机床设计方面展开分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。

关键词：大型轴齿轮；专用机床：设计

引言

为了更好的完成我国的“十二五规划”。使我国在高端装备制造业上具备世界一流的技术水平。还是一个相当复杂的问题，因此。认真分析研究大型轴齿轮专用机床具有相当高的现实意义。

一、传统机械式加工机床

螺旋锥齿轮的概念早在1820年就被提出，但由于缺乏可行的加工理论和机床，螺旋锥齿轮只停留在理论模型的阶段。直到1910年，德国人PaulBTTCHER首次提出采用铣刀盘加工螺旋锥齿轮的技术，并加工出了一对完全共轭的等高齿螺旋锥齿轮。20世纪20年代，格里森公司创造性地提出了轴线偏置的准双曲面齿轮并进行了理论研究。轴线偏置可以提高小轮强度，齿轮副的重合度也明显增加，这些优点使得该种齿轮成为锥齿轮中的重要类型。1925年，格里森公司生产出可以加工准双曲面锥齿轮的No.16H型机床。1926年，美国福特汽车公司成为世界上第一家在其汽车上使用准双曲面齿轮的汽车公司。

二、大型轴齿轮专用机床设计的基本要求

（一）合理的工艺范围

由于生产要求不同，在设计大型轴齿轮专用机床时的工艺水平也不同。为了适应不同的生产要求，我们要不但要考虑机床加工的工序种类，还要考虑被加工零部件的各项指标、机床刀具的各项指标和加工的精度等。如果在设计时选用的工艺范围太过于狭窄，就会造成机床的使用受限，达不到设计的目的；如果设计时选用的工艺范围太过于宽泛，则会造成机床的结构过于复杂，费工费料。因此，在设计机床时一定要大胆假设、小心求证。争取设计出具有合理工艺范围的机床。

（二）较高的工艺水平

为了使得被加工的零部件的各项指标都达到较高的工艺水平，这就要求大型轴齿轮专用机床具备较高的下艺水平。也就是说，要求机床在精度的把握上达到相当高的工艺，特别是在几何精度。传动精度、运动精度及定位精度上。

（三）较高的自动化水平

为了进一步提高机床的生产效率，就需要尽量减少人工，提高自动化水平，缩短辅助时间。

（四）适于建立网络化系统

在大型轴齿轮专用机床的设计方面，我们要利用在例如建立直接DNc系统，将编程、加工、生产建立成一个系统化的结构体系，使之完成自动化。还可以利用CAD系统，建设一个数字化结构体系。在编制程序时，我们一般采用cAM软件。利用数字化、可视化的现代化技术。实现人与计算机之间的联系。

（五）打造安全操作平台

无论什么样的机床，在使用过程中必须做到安全第一。这样一来就要求机床的使用必须具备操作上安全性，使用上的灵活性。

（六）低耗能、低成本

为了使机床更具有竞争能力，达到利益的最大化，必须在设计上找到降低能耗的方法，使得机床耗能低。再者，要注意机床的结构要尽可能简单实用、零配件尽可能通用。这样一来可以降低机床的设计和使用成本。

三、使用柔性制造系统、打造自动化水平较高的专用机床

在现代化的机床设计中，我们经常使用的是柔性制造系统。在柔性制造系统中,计算机是管理和控制中心,它可以高效率地完成零部件的自动化加工。这种制造系统不但效率高。而且也可以随生产环境和加工目的的变化而变化。当加工目的发生了变化，我们可以简单的改变一下软件或者工装和刀具就可以完成任务。它主要包括：数控加工设备、运储系统、计算机控制系统三部分[1]。

（一）数控加工设备

首先，设置合理的机床参数。在进行数控加工设备的没计时首先要设置合理的机床参数。机床参数主要包括：尺寸参数、运动参数和动力参数等三项内容。机床的尺寸参数主要足指机床的体积数据,机床的运动参数是指成形运动和辅助运动参数。机床的动力参数各种动力设备的数据；其次，量具的选择。在进行的匿具的选择上,我们主要考虑零部件的精度和生产批量的大小。如果批量小就采用游标卡尺、百分表等通用量具。如果批量大就采用生产率相对较高的专用量具。在进行量具的选择时,我们必须考虑加工精度和量具的精度相一致；再次，刀具的选择刀具是机床能不能切割出正常零部件的关键部位,因此，选择合适的刀具是进行零部件切割的保证。选择刀具,我们应该优先选用标准的刀具,如果实际需要还可以选用其他效率较高的等用刀具。在选用刀具时,我们要做到具体问题具体分析。尽最大限度选择最先进的刀具；最后，夹具的选择。不论怎样,在选用夹具时,一定要考虑产品的质量。首先要注意夹具的坐标和机床的坐标保持一致,其次要保证零部件和机床坐标之间保持一致。由于不同的工件需要不同的加工方法,甚至相同的工件也需要不同的加工方法。因此，除合理设置上述参数外,在数控加工设备的设计方案上完美也应该进行取舍。首先我们应该选定工件的工艺加工基础：其次应该选用工艺方法，也就是说要选择完美的加工方法，选择合适的刀具、选择合理的切削用量等；再者应该选择合适的夹压部位[2]。

（二）运储系统

机床的运储系统是指成形运动(包括主运动、进给及展成运动等)和辅助运动两部分(包括刀具或工件的移进、退回、快速移动、转位及分度运动等)。成形运动是加工零部件必须要完成的,它丰要受工艺方法限制，这种运动是相对运动。也就是说，运动可以分解为许多个小动作,并且每个小运动都分配给一个个小部件来完成。什么样的运动,在选择小部件上是不相同的。运动的分配应考虑坯料形式、加工的尺寸比例、工件重量等。辅助运动主要包括刀具或工件的移进、退回、快速移动、转位及分度运动等[3]。

（三）计算机控制系统

计算机控制系统芒要是由计算机硬件和软件组成。大型轴齿轮专用机床的设计上使用计算机进行自动编程。通过计算机对零部件的各项信息来完成加工刀位的计算。进而完成加工。在进行计算机编程时,我们主要采用CAD／cAM图形交互自动编程程序来完成。当计算机使用cAD，cAM图形自动编程系统完成零部件的设计后。我们接下来利用现场总线来完成对于现场和控制室之间的联系,从而实现人与计算机之间完美的结合，达到加工处理零部件的目的。

结论

“十二五规划”给我国高端装备制造业提出了新要求。而高端装备制造业的基础是机床工业。因此，如何对大型轴齿轮专用机床进行设计是我们迫切需要解决的问题。本文试图从大型轴齿轮专用机床设计的基本要求和柔性系统方面进行了分析研究，以其找到解决问题的办法[4]。

参考文献：

[1]樊奇，让•德福,格里森专家制造系统GEMS开创弧齿锥齿轮及双曲面齿轮数字化制造新纪元［J］,世界制造技术与设备市场，2015(4):87－93,

[2]曾韬,汽车后桥螺旋锥齿轮制造的发展方向与对策［J］,世界制造技术与装备市场，2016(12):79－83,

[3]李兆文，王勇，陈正洪,螺旋锥齿轮技术的研究现状［J］,工具技术，2017，41(10):3－6,