數(shù)控技術(shù)在蝸桿銑齒機(jī)的應(yīng)用

 經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，使得市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，為了適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境，企業(yè)必須從經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益考慮，提高自身的生產(chǎn)效率，縮減成本，來(lái)適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)。在市場(chǎng)調(diào)研過程中，企業(yè)對(duì)裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度要求隨之增高，以提高制造能力和水平，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。
因此，數(shù)控技術(shù)在現(xiàn)代制造業(yè)中，占據(jù)主導(dǎo)地位。在A公司考察過程中，該公司提出將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于蝸桿銑齒機(jī)（專用設(shè)備），以提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
1 蝸桿銑齒機(jī)工作原理及效率
蝸桿銑齒機(jī)，作為專用設(shè)備，主要用于圓弧多頭蝸桿軸的加工。如圖1所示，其工作原理為：工件10采用一夾一頂?shù)难b夾方式，主動(dòng)力為主電機(jī)1帶動(dòng)工件10及刀架11旋轉(zhuǎn)，刀架進(jìn)給通過進(jìn)給電機(jī)5帶動(dòng)進(jìn)給絲杠13，傳動(dòng)刀架快速移動(dòng)，進(jìn)刀通過進(jìn)給手輪6手搖使刀架勻速進(jìn)給，工件10旋轉(zhuǎn)與刀架11旋轉(zhuǎn)比例通過掛輪調(diào)整比例，銑刀Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ每一圈同時(shí)對(duì)工件同一螺旋槽的兩側(cè)及底部進(jìn)行一次加工（單頭蝸桿），如果為雙頭蝸桿，則調(diào)整掛輪，通過刀架旋轉(zhuǎn)兩圈對(duì)蝸桿進(jìn)行一次加工，然后通過手搖輪進(jìn)刀，再進(jìn)行加工。由于次加工過程需要人工進(jìn)給，并且記憶刀架旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，才可以進(jìn)刀，并且加工余量大，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，如出現(xiàn)遺漏，必須重新進(jìn)行加工，且加工精度不高，必須專人專機(jī)，從而，使得加工效率低，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，產(chǎn)品質(zhì)量不高，廢品率高。從而影響企業(yè)的生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)效益。
2 提出問題與方案設(shè)計(jì)
為了改變上述現(xiàn)狀，A公司提出將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于蝸桿銑齒機(jī)設(shè)備上，要求通過數(shù)控技術(shù)改變機(jī)床的加工精度和減小操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，從而提高生產(chǎn)效率，降低成本。
通過對(duì)上述蝸桿銑齒機(jī)的工作原理及運(yùn)行過程中出現(xiàn)的弊端的分析，要達(dá)到要求，必須改變?cè)O(shè)備的傳動(dòng)精度及進(jìn)給方式，工件旋轉(zhuǎn)采用主軸伺服電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)分度精準(zhǔn)，傳動(dòng)采用滾珠絲杠副傳動(dòng)，提高進(jìn)給精度，刀架旋轉(zhuǎn)采用分圈技術(shù)，并將旋轉(zhuǎn)改為精密渦輪蝸桿副傳動(dòng)，伺服電機(jī)進(jìn)行分度，可實(shí)現(xiàn)快速旋轉(zhuǎn)和勻速切削，并能與工件旋轉(zhuǎn)進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過改進(jìn)可以全面提高產(chǎn)品的加工精度及其質(zhì)量，減小操作者勞動(dòng)強(qiáng)度，縮減操作人員數(shù)量，縮短加工時(shí)間，從而提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。
3 數(shù)控技術(shù)在蝸桿銑齒機(jī)的應(yīng)用工作原理及效率
將數(shù)控技術(shù)運(yùn)用于蝸桿銑齒機(jī)，如圖2所示，其工作過程是：加工程序經(jīng)數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行，對(duì)各軸發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令，經(jīng)過伺服驅(qū)動(dòng)器控制各軸伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。其數(shù)控系統(tǒng)的控制工作過程為：程序在數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行，由運(yùn)動(dòng)指令控制各軸移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)，具體完成過程如圖3所示，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令給伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)編碼器將位移反饋回驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行比對(duì)，再有驅(qū)動(dòng)器將信息返回系統(tǒng)，以保證位移的準(zhǔn)確，從而保證加工精度。
數(shù)控蝸桿銑齒機(jī)的工作原理：伺服主軸電機(jī)2接受到運(yùn)動(dòng)指令，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)或定向、分度等位移，根據(jù)蝸桿螺距與頭數(shù)不同，系統(tǒng)根據(jù)程序發(fā)出相應(yīng)的指令。同時(shí)，進(jìn)給電機(jī)8帶動(dòng)滾珠絲杠副7轉(zhuǎn)動(dòng)，使刀架做前后位移（進(jìn)刀或退刀），主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，刀架旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)5接收運(yùn)動(dòng)指令，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)與主軸做插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)刀架快速轉(zhuǎn)動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，快速轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，當(dāng)銑刀Ⅰ接近工件時(shí)，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行螺旋槽一側(cè)的切削加工，刀具轉(zhuǎn)過固定的角度離開工件，刀架開始做快速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)過固定角度，銑刀Ⅱ接近工件時(shí)，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行螺旋槽另一側(cè)的切削加工，刀具轉(zhuǎn)過固定的角度離開工件，刀架開始做快速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)過固定角度，銑刀Ⅲ接近工件時(shí)，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行螺旋槽底部的切削加工，當(dāng)?shù)毒咿D(zhuǎn)過固定的角度離開工件，第一次切削加工結(jié)束，信號(hào)開關(guān)10將取到刀架旋轉(zhuǎn)一周的信號(hào)，送入系統(tǒng)，系統(tǒng)將發(fā)出進(jìn)刀指令，進(jìn)行下次切削加工（單頭蝸桿）；雙頭蝸桿時(shí)，系統(tǒng)在接收到刀架旋轉(zhuǎn)一周的信號(hào)時(shí)，將發(fā)出指令，讓主軸分度，然后，與刀架進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，加工第二條螺旋線，當(dāng)?shù)都苄D(zhuǎn)一周后，向系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，系統(tǒng)將發(fā)出進(jìn)刀指令，進(jìn)行下次切削加工，如此重復(fù)，直到螺旋槽加工深度到位。該工件加工完成。
將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于該機(jī)床，提高各軸的傳動(dòng)精度，保證了零件的加工精度，減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了加工時(shí)間，保證了工件的質(zhì)量和一致性，而且，改變了專人專機(jī)的局面，實(shí)現(xiàn)一人多機(jī)的生產(chǎn)模式，降低了生產(chǎn)成本，從而提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
綜上所述，數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備做為現(xiàn)代制造業(yè)的核心設(shè)備，將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于專用設(shè)備是企業(yè)發(fā)展的一個(gè)創(chuàng)新，為企業(yè)、為社會(huì)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用，加速了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高了企業(yè)的制造能力和水平，同時(shí)，提高了企業(yè)對(duì)動(dòng)態(tài)多變的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。