链轮用数控铣床加工的新工艺

链轮用数控铣床加工的新工艺

贺春1王锰2

（1.铁能公司铁煤集团大兴煤矿辽宁省调兵山市112700；2.铁能公司铁煤集团运输部辽宁省调兵山市112700）

摘要：用数控铣床加工链轮齿形，减少加工误差，数据计算简单方便，遵循基准重合的原则，加工基准与工艺基准、设计基准相统一。手工编程确定齿形加工用直线、圆弧和圆弧中心点，坐标点，程序段编制出运行程序，检验程序段，用数控铣床加工出来的链轮齿形无误差，齿形形状基本相同无误差，节距累积误差小，链轮与链子啮合平滑，运转平稳。

关键词：坐标点；齿形；程序；节距；误差；编制

在90年代成立的矿井，生产装备随着时间的脚步已经退伍，机加工生产依然按90年代传统工艺加工，制做链轮的方法为加工毛坯料成半成品，在划线台上进行划线，给出分度圆直径，再用分度头划出节圆的中心点，用样板纸划出齿形，在每个节圆上划出齿形，先在钻床上钻出节圆，再用铣床或刨床（根据链轮大小确定）进行加工齿形，加工过程中，要不断用齿形样板进行测量，一个齿轮一个齿轮的加工，加工出齿形，在车间所拥有的机床能力范围下，链轮加工完成。再需要人工进行修理链轮齿形，这需要这样加工出来的链轮在使用过程中，链轮与链子经常发生刮卡现象，对设备的运行有顿阻声音，影响设备的传送功率，发生链轮齿磨损或折断事故，影响安全生产。

随着数控铣床在车间的应用，数控编程也成为了新的课题，数控编程是由分析零件图样和工艺要求开始到程序检验合格为止的全部过程。车间的数控铣床是三轴联动，单刀具运转加工，无数据传输网络，只能是手工编程（确定图形中的几何元素直线、圆弧、中心点及坐标等）。运用CAD绘图、数控技术来加工井下使用链轮为例来说明新工艺，用AutoCAD绘制链轮首先要知道一些参数：d1为链条滚子直径（d1=10.16）、p为节距（P=15.875）、z为齿数（Z=40）、da为齿顶圆直径（da=211.48）、d为分度圆直径（d=202.33）、a为齿沟角、ra为齿根圆弧半径、re为齿面圆弧半径、df为齿根圆弧直径（df=192.17）、ha为分度圆弦齿高（ha=4.58）。如图（单位mm）

图a链轮的简易加工绘图

链轮为40齿均布，两齿间的夹角为9°，一个齿形由ABCDE五部分组成，AB为直线段，BC为圆弧段，圆弧直径为链条滚子直径（D=10.16），CD为直线段，DE为齿顶圆直径近似成直线，一个齿形的终点E是下一个齿形的起点Ax。在实际加工中，每铣一个齿后，将坐标系旋转夹角为9°的角度，再继续铣削，设置为360°内循环加工作业程序。编程时，使用ф10mm的硬质合金立铣刀进行加工，用手工计算节点是不现实的，使用AutoCAD绘制。以加工一个齿形为基准，一个齿形加工程序的终点作为下一齿形加工的起点，如此循环40次，完成链轮的加工。

图b链轮齿形加工坐标点图

从图b可以看出，在AutoCAD中标注坐标指令，将链轮齿形的ABCDE各点的坐标标注出来，根据分度圆直径，链条滚子直径，节距，圆弧的圆心位置，直线的起点、终点等坐标点编程用数据，A（7.26105.49），B（4.4698.70），C（4.4698.70），D（7.26105.49），E（9.06105.34），选择ф10mm的硬质合金立铣刀进行加工，在刀具补偿选项中设置好刀补，将半成品材料装夹在工具台上后，找好加工链轮的中心点，录入零点偏置点，编写链轮加工程序，对刀点S（9.06105.34），入刀下铣Z=-10，再进入到循环程序起点，按程序开始加工链轮一个齿形，程序夹角9°一个旋转循环40次，将链轮全部加工完成，加工程序：

编写数控铣床程序：

N10G54G17

N20S220M03

N30X0Y0Z0F2000

N40G42X9.06Y105.34

N50Z-12

N60REPT：

N70X7.26Y105.49

N80X4.46Y98.70

N90G02X-4.46Y98.70CR5.08

N100G01X-7.26Y105.49

N110G01X-9.06Y105.34

N120R1=R1+9

N130IFR1<R0+360GOTOBREPT

N140G00Z0

N150M05

N900M02

编制好的程序，在正式用于生产前，必须先进行程序运行检验，通过图形显示功能，在屏幕上画出编程的刀具轨迹，显示的图形可以放大和缩小，观察屏幕上的轨迹，检查切削程序的加工过程，对错误进行纠正，多次反复获得满足加工要求的程序以及机床参数。

图c链轮加工成品图

链轮加工先按图纸要求，分析零件图样和工艺要求，确定加工方法、制定加工计划与生产组织相关问题：1）选择加工机床，在车床CA6140上加工出来链轮形状半成品；在数控铣床上进行齿形加工，进行手工编程，写出程序语言；2）确定装夹方案，数控铣床使用专用夹具；3）选择加工刀具，在数控铣床加工选择ф10mm的硬质合金立铣刀进行加工；4）确定加工路线，齿形上设置ABCDE五个点，AB为直线段，BC为圆弧段，CD为直线段，DE为齿顶圆直径近似成直线，起点A点，终点E点，构成一个加工齿形段，加工出40个齿形段，每个齿形段旋转夹角为9°，在圆周上旋转加工，360°内循环作业程序；5）确定切削深度、进给速度、主轴转速等切削参数；6）确定加工过程中提供切削液。

在数控铣床上进行链轮齿形加工，减少加工误差，数据计算简单方便，遵循基准重合的原则，加工基准与工艺基准、设计基准相统一。用数控铣床加工出来的链轮齿形无误差，齿形形状基本相同无误差，节距累积误差小，加工后经去除棱角毛刺，合理进行热处理，链轮与链子啮合平滑，运转平稳。这就是科技发展给我们带来的前进，也是技术给生产带来的安全，让生产能够顺利进行。

作者简介：

贺春（1974--），女，1996年毕业于抚顺煤校机械制造专业，工程师，现任铁煤集团大兴煤矿机修车间技术员。