高精度齿面专用数控磨床

高精度齿面专用数控磨床

徐录刘聪

精锐沈阳数控机床有限公司

摘要

齿条是非常重要的传动部件，被广泛地应用于机械、航空、仪表等行业。齿条传动与带、链、摩擦、液压等其他机械传动形式相比，具有传动精度和效率高、传动平稳、承载能力高、功率范围大、可靠性好、结构紧凑、成本低和使用寿命长等特点。因此应用非常广泛，成为多数机械产品不可或缺的传动部件。由于齿条是机械产品的重要基础零件，其质量、性能、寿命直接影响到整机的技术经济指标。齿条制造工艺的发展很大程度上表现在精度等级的提高和生产效率。

关键字：齿条传动精度效率

Abstract

The rack is very important driving parts, widely used in machinery, aerospace, instrumentation and other industries. Compared with the rack drive, chain, friction, hydraulic and other mechanical transmission, drive with high precision and high efficiency, stable transmission, high carrying capacity, large power range, good reliability, compact structure, low cost and long service life etc.. It is widely used,and has become an indispensable part of most of the machinery transmission products. The rack is an important basic parts of mechanical product, its quality, performance, service life directly affect technical and economical indexes of the. Rack manufacturing process development to a large extent in improving the performance of precision and production efficiency

Key words:gear drive precision -accuracy efficiency -productiveness

1．前言

目前的机械装备行业对齿条应用的要求越来越高，齿条的精度一直以来都困扰着工程技术人员。在很多工程领域，因为国内生产的齿条精度不够，工程技术人员都不得不选用国外的精密齿条产品。这样做不但成本高、周期长，而且极大的限制了我国的技术装备制造业的发展。而传统意义上的齿条加工方式又很难保障齿条的加工精度，所以新型高精度齿条加工设备的研制与生产已迫在眉睫。

该项目的出现填补了国内在该领域的空白，成功解决了精密齿条的加工及批量生产问题。目前国外的的高端齿条磨削加工设备，在国内市场上处于主导地位，长此以往将对我国在该领域的发展造成不良影响，。所以我们在意识到这一问题的同时，针对国内现有的国产齿条加工设备所存在的问题进行调研，并从中得出了精度齿条加工设备的研制与生产已迫在眉睫的结论。

本设备的出现不但完成了对进口精密齿条加工设备的替代，还解决了我国传统齿条磨削设备精度差、效率低的缺点。对推动我国的装备制造业发展具有深远的意义。

2.项目概述:

SYJRSKMC高精度齿面专用数控磨床是我公司为适应高精度齿条的生产加工而自主研发的高刚性、高效率的产品，是高精密度、高自动化的设备。本设备主轴采用静压轴承主轴，刚性好、精度高（0.4μm），同时配有砂轮平衡器（随时对主轴进行平衡）可实现高精度磨削。该主轴能安装的砂轮最大直径为500mm，回转半径大、切削线速度高，能够有效的提高工件光洁度和精度。加工方式为：成型砂轮对齿条进行加工，采用刚玉砂轮时，配有砂轮修整器，可对砂轮进行实时数控精确修裁，也可采用CBN成型砂轮进行加工。垂直轴采用气动式平衡，增加了丝杠的刚性，实现立轴的精确定位，有效提高了齿槽的加工精度。所有运动轴采用滚珠式直线导轨，刚性好，承载能力大，具有较高的精度稳定性。三轴的驱动方式相同，伺服电机与滚珠丝杠用弹性联轴器连接，电机带动滚珠丝杠旋转，实现进给运动，滚珠丝杠螺母是经过预紧的。装配时进行预拉伸，提高了滚珠丝杠的刚度减少了热变形。该机采用数控系统，具有主轴转速可变、自动修整砂轮、

三座标自动定位和三轴联动功能。并且各轴均配有光栅尺，能够确保设备高效率地加工高精度齿条。在主电机上配备的电流监控传感器、电压稳压器、温度传感器以及主轴上配备的静压传感器等精密监控反馈仪器，与系统的闭环监控。与高灵敏性的气动平衡系统，主轴静压系统等高精度执行单元等构成了一套完整的闭环反馈监测系统，极大的保障了设备的加工精度。该机具有自动精确进给、工作台精确定位、主轴自动实时平衡、砂轮冷却，自动修正砂轮等功能。在一次装夹工件的情况下，完成多个齿条的粗、精磨削等工序。

该机适用于中小批量、多种规格的齿条生产加工，缩短生产准备周期、确保加工质量、提高工效、降低成本、提高经济效率。

设备总体结构如图一所示：

图一高精度齿面专用数控磨床结构图

1.气动平衡单元；

2.主轴单元；

3.立柱；

4.磨削加工单元；

5.工件；

6.工作台；

7.床身

3. 主要结构

该设备主要用于进行与高精度齿条齿面有关的加工生产工作，包括精密、超精密加工技术、硬脆材料的高效精密加工技术，以及针对不同材料的精密齿条齿面磨削加工技术等。切削单元采用静压技术，通过其加工过程中震动的抵消，研