四轴数控铣齿机用变性原理加工半滚切
准双曲面小轮
天津市精诚机床制造有限公司
王树波  王在江  王鹏
齿轮业内人士曾经认为，齿轮的加工只能通过五轴五联动机床加工完成但四轴机开发切齿软件完成同样的加工走出一条加工准双曲面齿轮创新之路。http://max.book118.com 和 http://max.book118.com
天津市精诚机床制造公司生产的YH60系列数控铣齿机是坐标式机型，采用伺服直线轴实现X、Y、Z三个坐标方向的运动，取代原先的摇台、偏心鼓轮的合成滚切运动和机械式进给结构，将传统的机械结构复杂的机床向数字化程序控制的智能化发展，将传统的复杂的齿轮的传动结构变为接近零传动，机床的传动链短，动态刚度明显提高，从而加工效率和工作稳定性大幅提高。该系列机床采用德国西门子公司的四轴数控系统，精度高、刚性好、效率高，操作方便简单适用于加工各种模数的弧齿锥齿及准双曲面齿轮。
精诚公司开发制造的YH60系列数控铣齿机被各行业广泛的应用，如：YH603G、YH603B在电动工具、缝纫机等领域中的小模数齿轮加工应用；YH604、YH605在汽车、工程机械等领域中的中等模数齿轮加工应用；YH6012、YH6016在石油、化工、船舶、矿山机械等领域中的大模数齿轮加工应用。此种机床既适合于小批量、多品种的多元化生产，也适用于大批量、规模化生产。无论在哪种生产模式中都可以体现出机床效率高精度好且稳定的特点。如：在北方奔驰重卡的中后桥齿轮副的加工中，产品模数为10mm，在50s左右加工一齿的加工节拍下，齿轮加工精度持续稳定在6级（GB11365-89），得到了用户的认可与高度评价。
精诚公司生产的YH60系列机床，是一种新型的四轴数控铣齿机，数控系统采用了德国西门子数控系统，配套元件均采用国外知名品牌，使机床整体性能上有了可靠的保证。在机床的整体结构设计方面，利用有限元分析的手段对机床的静态及动态刚度及振动做出了科学的分析，并根据分析结果对机床整体结构设计进行优化设计，使机床的工作性能得到了最大限度的提升。四轴数控技术的应用使YH60系列铣齿机对比价格昂贵的五轴机型有着出色的性价比优势，用户得到了更多实惠。
图1   YH60机床结构简图
X、Y两轴形成平面直角坐标系通过系统插补来代替摇台动作
A轴为工件主轴完成旋转运动
Z轴为床鞍进给运动
YH60系列机床使用三个正交平移运动轴(X、Y、Z)和个轴线正交的回转运动轴A代替复杂的摇台鼓轮、，实现了螺旋锥齿轮的展成加工。其结构如图所示。O-XYZ是机床坐标系，工件齿轮绕自身轴线A的旋转、刀盘沿X轴和Y轴的平动和工件头箱沿Z轴的平动，以上个旋转运动和三个平动分别代表了机床的A、X、Y和Z个联动轴。它把螺旋锥齿轮加工原理、控制方法和动作浓缩在最小限度的三根轴和根回转轴上。由于坐标数控机床能够在加工空间中实现刀具相对工件的位姿，因此完全能满足螺旋锥齿轮的数控化加工。http://max.book118.com 和 http://max.book118.com
例l、                                                                                                         
      项 目 名 称                          小  轮         大  轮            
      齿数  - - - - - - - - - - - - - - -      9             43
      模数/径节 - - - - - - - - - - - - -                  3.96700        毫米 
      压力角  - - - - - - - 小轮凹面  -       18.02                       度.分
                      - - - 小轮凸面  -      -24.28                       度.分
      轮副轴交角  - - - - - - - - - - - -     90.00                       度.分
      小轮偏置距  - - - - - - - - - - - -     30.00                       毫米 
                              大 轮 精 切 调 整 参 数                          
                                   刀  盘  参  数                              
      刀盘名义直径  - - - - - - - - - - -           6.00000               英寸 
      外刀刀齿齿形角  - - - - - - - - - -             21.15               度.分
      内刀刀齿齿形角  - - - - - - - - - -             21.15               度.分
      内外刀齿刀尖错距  - - - - - - - - -              2.03               毫米 
                                  机 床 调 整 参 数                                                                                       
      机床安装根锥角  - - - - - - - - - -             68.02               度.分
      水平轮位  - - - - - - - - - - - - -              1.98(退)           毫米 
      床位  - - - - - - - - - - - - - - -               .00(退)           毫米 
      垂直轮位  - - - - - - - - - - - - -               .00(上)           毫米 
      水平刀位  - - - - - - - - - - - - -             32.79               毫米 
      垂直刀位  - - - - - - - - - 
四轴数控铣齿机用变性原理加工半滚切.doc