数控万能斜轨插齿机是一种集高精度、高效率、高柔性于一体的先进齿轮加工设备,专为新能源汽车、工程机械、减速机、风电等制造业领域设计,能够替代长期依赖进口的高d插齿机。其核心优势在于通过斜轨设计与数控技术的深度融合,实现了对复杂齿轮的高效、高精度加工。
该机床采用斜轨布局,刀架体与工作台的运动轨迹通过数控系统精确控制,形成电子螺旋导轨功能。主运动和刀架体运动均采用高转矩力矩电机直驱,搭配高同步动态控制技术,可加工任意角度的螺旋齿轮,突破了传统机械导轨在加工小导程、大螺旋角齿轮时的精度与稳定性限制。刀架体采用静压技术,通过油膜厚度调节模型实现精确支撑,定位精度达微米级,切削线速度可达90m/min,显著提升加工效率。工作台采用精密主轴轴承支承,动、静刚性优异,分度精度和重复定位精度分别达到5"和3",确保齿轮加工的齿形精度与齿向精度。
数控万能斜轨插齿机的组成部分:
一、基础结构单元
床身与立柱
作为机床的支撑骨架,采用高刚性灰铸铁或焊接结构,确保加工时的稳定性与抗振性。例如,部分机型通过优化筋格布局和壁厚设计,提升动态精度。
斜轨设计:立柱采用斜向布局,配合直线导轨或滚珠丝杠,实现刀架的高精度直线运动,同时减少热变形对加工精度的影响。
工作台
承载工件并实现旋转运动,通常配备高精度蜗轮蜗杆副传动,分度精度可达微米级。例如,YKW5165A型工作台直径700mm,最大承重2000kg,支持大模数齿轮加工。
摆动功能:部分机型工作台可摆动(如B3轴),配合斜轨实现斜齿圆柱齿轮的加工,无需更换专用刀具。
刀架体
安装插齿刀并实现往复切削运动,采用静压导轨或滚珠导轨,减少摩擦与磨损。例如,劳伦斯牌机型刀架采用静压技术,主轴无磨损、寿命长。
让刀机构:通过凸轮或伺服电机驱动,在非切削行程时使刀架退出,避免擦伤已加工表面,同时降低刀具磨损。
二、传动系统
主运动传动
曲柄滑块机构:将主电机旋转运动转换为刀架的直线往复运动,是插齿机的核心切削机构。例如,YT5140型采用对心曲柄滑块,滑块速度呈正弦曲线,确保切削平稳。
变频调速:主电机配备变频器,可无级调整切削速度,适应不同材料与齿形的加工需求。
进给运动传动
径向进给(Z轴):通过滚珠丝杠或齿轮齿条传动,控制刀架与工件的相对位置,实现齿深方向的进给。例如,YW5210CNC型径向进给分辨率达0.001mm。
圆周进给(C轴):工作台或刀架的旋转运动,与径向进给配合完成展成加工。部分机型采用力矩电机直驱,消除传动间隙,提升分度精度。
辅助运动传动
冲程长度调整(W轴):通过伺服电机驱动曲柄盘,改变刀架往复行程长度,适应不同模数齿轮加工。
刀具回转(C1轴):部分机型支持刀具独立旋转,用于加工特殊齿形或修正齿向误差。
三、数控系统
核心控制器
采用西门子840D、FANUC等高d数控系统,支持多轴联动控制(如八轴五联动),实现复杂齿形的编程加工。例如,YW5210CNC型可编程加工斜齿和小锥度齿。
电子螺旋导轨功能:通过数控系统补偿刀具与工件的螺旋运动偏差,提升斜齿加工精度。
伺服驱动单元
各轴配备交流伺服电机,实现高精度位置、速度与转矩控制。例如,YKW5165A型刀架圆周电机采用力矩电机直驱,定位精度达5",重复定位精度3"。
人机交互界面
配备触摸屏或操作面板,支持参数化编程、工艺参数存储与调用,简化操作流程。例如,劳伦斯牌机型提供专用工艺指导界面,降低对操作人员技能要求。
四、辅助功能模块
润滑与冷却系统
自动润滑:对导轨、丝杠等关键部件定时定量供油,减少磨损。例如,Y58-3型润滑系统自动控制,回油可靠。
冷却液循环:通过大流量冷却泵喷淋切削区域,降低加工温度,延长刀具寿命。部分机型支持干式切削,减少环境污染。
排屑与防护装置
磁性排屑器:自动收集切屑,保持工作区域清洁。例如,劳伦斯牌机型配备独立磁性排屑器,避免切屑缠绕损伤传动部件。
全封闭防护罩:防止切屑与冷却液飞溅,保障操作人员安全,同时减少环境对机床精度的影响。
自动化接口
自动上下料系统:通过机械手臂或专用手爪实现工件自动装夹,提升生产效率。例如,YKW5165A型可配置自动料仓,换型效率显著提高。
在线检测模块:集成激光测量或接触式探头,实时监测齿形误差,实现闭环控制。