数控单轴剃齿机是一种用于加工齿轮的先进机械设备,主要用于加工外啮合直齿、斜齿圆柱齿轮,鼓形齿、小锥度齿及台阶多联齿轮。它采用径向剃齿或普通剃齿工艺进行加工,具有粗-精剃齿、径向进给量预选、光整、微量回程、工作台定点停位等功能。这些功能使得数控单轴剃齿机能够精确、高效地加工出高质量的齿轮产品。
数控单轴剃齿机的工作原理是通过主轴旋转带动刀具切削齿轮,同时由计算机控制刀具的运动轨迹和切削深度等参数。在切削过程中,数控系统会不断调整刀具的位置和切削速度,以确保加工结果的精确性和稳定性。
数控单轴剃齿机的主要组成部分:
1、床身与立柱
床身:整机的基础部件,通常采用高强度铸铁整体铸造,经时效处理,具有良好的刚性和抗震性,确保加工精度稳定。
立柱:固定在床身上,支撑主轴箱和进给系统,结构稳固。
2、主轴系统(剃齿刀主轴)
主轴箱:安装在立柱上,内部包含主传动机构。
主轴:安装剃齿刀,高速旋转(转速可调),是剃齿加工的主动件。
驱动电机:通常为交流变频电机或伺服电机,通过皮带或齿轮传动驱动主轴。
轴承:高精度主轴轴承(如角接触球轴承),保证主轴旋转精度和刚性。
主轴冷却(高d机型):防止高速运转时温升影响精度。
3、工作台系统(工件主轴)
工作台/回转台:安装工件夹具,带动工件齿轮旋转。
分度/回转轴(C轴):由伺服电机驱动,实现工件的精确分度和与剃齿刀的啮合运动。C轴通常具备高分辨率编码器,实现无差速剃齿或差速剃齿。
尾座(可选):用于支撑长轴类工件,顶部可调整,确保工件定位准确。
4、进给系统(数控轴)
X轴-径向进给轴:
控制剃齿刀相对于工件的径向切入深度(吃刀量)。
通常由伺服电机驱动滚珠丝杠实现。
Z轴-轴向进给轴:
控制剃齿刀沿工件轴线方向的往复运动(快程和工作行程),实现全齿宽加工。
由伺服电机驱动,运动平稳、换向迅速。
Y轴(部分机型):用于调整剃齿刀与工件的中心距或斜向进给。
5、数控系统(CNC)
数控装置:机床的“大脑”,如FANUC、西门子、三菱或国产数控系统。
功能:
控制各伺服轴(X、Z、C轴)的运动轨迹和速度。
实现剃齿工艺循环(快进、工进、光整、快退等)。
设置和调用加工程序(G代码或专用齿轮代码)。
监控机床状态、诊断故障。
操作面板:包含显示屏、键盘、急停按钮、模式选择开关等,用于人机交互。
6、夹具与装夹系统
心轴/顶尖:用于装夹齿轮坯,保证工件定位精度。
液压/气动夹紧装置:自动夹紧工件,提高效率和一致性。
专用夹具:针对特定工件设计的快速装夹装置。
7、冷却与润滑系统
冷却系统:
冷却液箱:储存专用剃齿冷却液(具有润滑、冷却、清洗、防锈功能)。
冷却泵:将冷却液通过喷嘴精准喷射到剃齿刀与工件的啮合区域,有效降温、排屑、减少刀具磨损。
过滤装置:过滤冷却液中的铁屑和杂质,保持清洁。
润滑系统:
自动润滑泵:定时向导轨、丝杠、轴承等运动部件供油或脂,减少磨损,保证精度。
8、辅助装置
防护罩:全封闭或半封闭防护,防止铁屑、冷却液飞溅,保障操作安全。
排屑器:自动将加工产生的铁屑排出机床外,保持工作区域清洁。
刀具测量系统(高d机型):自动检测剃齿刀跳动或磨损。
工件测量系统(高d机型):在线检测齿轮精度。
9、电气与液压/气动系统
电气柜:集中安装电源模块、驱动器、继电器、PLC等电气元件。
液压系统(部分机型):提供夹紧力或驱动某些执行机构。
气动系统:用于夹具夹紧、吹扫、换刀等。