论文部分内容阅读
[摘 要]插齿多用于内齿轮、双联齿轮、三联齿轮等其它齿轮加工机床难于加工的齿轮加工工作,精度高于滚齿,而公法线长度变动量比滚齿大,生产率低。
[关键词]插齿 原理 应用 插乱齿 分析 解决
中图分类号:TN02 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)19-0283-02
1 插齿的原理及应用
1.1 插齿的原理
插齿的加工过程,从原理上讲,相当于一对直齿圆柱齿轮的啮合。插齿刀实质是一个端面磨有前角,齿向及齿侧均磨有后角的齿轮,插齿时,刀具沿工件轴线方向作高速的往复直线运动,形成切削加工的主运动,同时还与工件作无间隙的啮合运动,在工件上加工出全部轮齿齿廓.在加工过程中,刀具每往复一次仅切出于工件齿槽的很小的部分,工件齿槽的齿面曲线是由插齿刀切削刃多次切削的包络线所形成的。
如图1所示。
1.1.1 插齿主要运动有
(1)切削加工的主运动:插齿刀作上、下往复运动,向上为返回的退刀运动。
(2)展成运动:在加工过程中,必须插齿刀和工件保持一对齿轮的啮合关系,即在刀具转过一个齿时,工件也应准确地转过一个齿。
(3)径向进给运动:为了逐渐切至工件的全齿深,插齿刀必须要有进向进给,径和进给量是插齿刀每往复一次复杂劳动向移动的距离,当达到全齿深后,机床便自动停止径向进给运动,当工作和刀具对滚一周,才能加工出全部完整的齿面。
(4)圆周进给运动: 圆周进给运动是插齿刀的回转运动,插齿刀每往复行程一次,同时回转一个角度,其转动的快慢直接影响每一次的切削用量和工件转动的快慢。圆周进给量用插齿刀每次往复行程中,刀具在分度圆上转过的圆周弧长表示,其单位为mm/往复行程。
(5)让刀运动:为了避免插齿刀在回程时的擦伤已加工表面和减少刀具磨损,刀具和工作之间应让开一段距离,而在插齿刀重新开始向下工作行程时,应立刻恢复到原位,以便刀具具向下切削工件。这种让开和恢复原位的运动称为让刀运动。一般新型号的插齿机通过刀具主轴座的摆座的摆动来实现让刀运动,这样可以减少让刀产的振动。
1.1.2 插齿的特点
① 插齿所形成的齿形包铬线的切线数量比滚齿多,齿面粗糙度小。
② 插齿的齿形精度高于滚齿,而公法线长度变动量比滚齿大。
③ 生产率低。
④ 同一模数的插齿刀可以加工模数相同的各种不同齿数的圆柱齿轮。
⑤ 能加工用滚刀难以加工期内齿轮、多联齿轮、扇形齿轮和齿条。
1.1.3 插齿刀的选用
插齿刀有三种类型:
盘形插齿刀:加工普通直齿外齿轮和大直径内齿轮。
碗形插齿刀:加工塔形、双联直齿轮。
锥柄插齿刀:加工直齿内齿轮。
1.2 插齿的应用
在插齿加工中,一种模数的插齿刀可以加工出模数相同而齿数不同的各种齿轮。插齿多用于内齿轮、双联齿轮、三联齿轮等其它齿轮加工机床难于加工的齿轮加工工作 。插齿加工的精度一般为IT8~7级,表面粗糙度Ra约为1.6μm。
2 结合齿插齿插乱齿的问题分析
四档结合齿一直存在着插齿插乱齿的问题(如图2所示),平均每2天出现一件,增加了现场的工作难度,造成热后从动齿轮报废的情况也有发生,并且可能造成变速器总成的质量事故。
对于报废的零件是情况进行总体分析,列出了大体的排查方案进行排查,具体如下:
2.1 工作台或刀杆定位不准确
2.1.1 工作台可以分为两个方向去调查。
首先是涨套涨不紧的问题;涨套涨不紧,在插齿的过程中结合齿发生转动,造成插乱齿。将结合齿手动夹紧后,用手转动结合齿,转不动则表示合格,然后对涨套进行尺寸测量和表面去毛刺处理。
工作台包括轴向和径向跳动的测量;测量后定位面跳动5um,转动轴底座跳动9um,轴向跳动7um,完全符合要求。
2.1.2刀杆定位
如果刀杆松动或者定位不准确造成刀具窜刀,就会造成插乱齿的情况。测量刀杆轴跳动4um,符合要求。
2.2 结合齿夹紧位置不准确
用机械手将结合齿放到涨套上,涨套夹紧,机械手放下,压住结合齿(如图3所示)
在此过程中,机械手放下结合齿和压住结合齿的过程均会造成结合齿的倾斜,在插齿过程中结合齿受力后转动,造成插乱齿。
首先对于上述两个动作进行反复试验,未发现放不到位和压偏的问题,然后分析插乱齿的出现频次,可以排除结合齿位置不准确的原因。
2.3 程序
插齿的程序是插齿重要的一个参数,包括精车的余量都是可能造成插乱齿的原因。将出现问题的四档结合齿与一、三、五档结合齿程序进行比较,以及精车的余量分配重新分配,均未发现问题,并且程序一般会是批量问题的产生,排除此原因。
3 插乱齿问题的解决和措施
经过上述的的排查,基本确定原因是插齿插两次造成的。经过长时间的观察,进行模拟插两遍的实验
结合齿通过料道到机械手的区域准备就绪的时候发生偏离,压在机械手的下面,造成后面无法夹起结合齿,
因为两个机械手的高度是相同的,当前面的结合齿加工完毕时,上料区和加工的结合齿都无法夹起,留在原来的位置上
一个动作完成以后,机床进行下一个零件的加工,零件2被加工第2次,就会出现插两次的现象。
在这个过程中也发现了问题的所在,图6感应器检测到机械手不到位报警,机床停止加工。而模拟的过程中感应器没有报警,就是造成插齿插两遍的原因。
找到问题以后提出整改措施并整改
㈠调整感应器,机械手不到位时,机床报警。
㈡料道增加引导装置,结合齿不会走偏,造成压在机械手下的情况。
㈢程序上的防错,机械手复位后,结合齿才由滑道传送到位。
4 结语
在插乱齿问题的解决过程中,由于使用的是地毯式的排查方案,走了很多弯路,对于解决问题的过程和时间都有一定的影响。对于每个问题,必须仔细观察,掌握數据和规律后进行分析,就会缩小范围,更好、更快的找出问题的所在,解决问题。
[关键词]插齿 原理 应用 插乱齿 分析 解决
中图分类号:TN02 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)19-0283-02
1 插齿的原理及应用
1.1 插齿的原理
插齿的加工过程,从原理上讲,相当于一对直齿圆柱齿轮的啮合。插齿刀实质是一个端面磨有前角,齿向及齿侧均磨有后角的齿轮,插齿时,刀具沿工件轴线方向作高速的往复直线运动,形成切削加工的主运动,同时还与工件作无间隙的啮合运动,在工件上加工出全部轮齿齿廓.在加工过程中,刀具每往复一次仅切出于工件齿槽的很小的部分,工件齿槽的齿面曲线是由插齿刀切削刃多次切削的包络线所形成的。
如图1所示。
1.1.1 插齿主要运动有
(1)切削加工的主运动:插齿刀作上、下往复运动,向上为返回的退刀运动。
(2)展成运动:在加工过程中,必须插齿刀和工件保持一对齿轮的啮合关系,即在刀具转过一个齿时,工件也应准确地转过一个齿。
(3)径向进给运动:为了逐渐切至工件的全齿深,插齿刀必须要有进向进给,径和进给量是插齿刀每往复一次复杂劳动向移动的距离,当达到全齿深后,机床便自动停止径向进给运动,当工作和刀具对滚一周,才能加工出全部完整的齿面。
(4)圆周进给运动: 圆周进给运动是插齿刀的回转运动,插齿刀每往复行程一次,同时回转一个角度,其转动的快慢直接影响每一次的切削用量和工件转动的快慢。圆周进给量用插齿刀每次往复行程中,刀具在分度圆上转过的圆周弧长表示,其单位为mm/往复行程。
(5)让刀运动:为了避免插齿刀在回程时的擦伤已加工表面和减少刀具磨损,刀具和工作之间应让开一段距离,而在插齿刀重新开始向下工作行程时,应立刻恢复到原位,以便刀具具向下切削工件。这种让开和恢复原位的运动称为让刀运动。一般新型号的插齿机通过刀具主轴座的摆座的摆动来实现让刀运动,这样可以减少让刀产的振动。
1.1.2 插齿的特点
① 插齿所形成的齿形包铬线的切线数量比滚齿多,齿面粗糙度小。
② 插齿的齿形精度高于滚齿,而公法线长度变动量比滚齿大。
③ 生产率低。
④ 同一模数的插齿刀可以加工模数相同的各种不同齿数的圆柱齿轮。
⑤ 能加工用滚刀难以加工期内齿轮、多联齿轮、扇形齿轮和齿条。
1.1.3 插齿刀的选用
插齿刀有三种类型:
盘形插齿刀:加工普通直齿外齿轮和大直径内齿轮。
碗形插齿刀:加工塔形、双联直齿轮。
锥柄插齿刀:加工直齿内齿轮。
1.2 插齿的应用
在插齿加工中,一种模数的插齿刀可以加工出模数相同而齿数不同的各种齿轮。插齿多用于内齿轮、双联齿轮、三联齿轮等其它齿轮加工机床难于加工的齿轮加工工作 。插齿加工的精度一般为IT8~7级,表面粗糙度Ra约为1.6μm。
2 结合齿插齿插乱齿的问题分析
四档结合齿一直存在着插齿插乱齿的问题(如图2所示),平均每2天出现一件,增加了现场的工作难度,造成热后从动齿轮报废的情况也有发生,并且可能造成变速器总成的质量事故。
对于报废的零件是情况进行总体分析,列出了大体的排查方案进行排查,具体如下:
2.1 工作台或刀杆定位不准确
2.1.1 工作台可以分为两个方向去调查。
首先是涨套涨不紧的问题;涨套涨不紧,在插齿的过程中结合齿发生转动,造成插乱齿。将结合齿手动夹紧后,用手转动结合齿,转不动则表示合格,然后对涨套进行尺寸测量和表面去毛刺处理。
工作台包括轴向和径向跳动的测量;测量后定位面跳动5um,转动轴底座跳动9um,轴向跳动7um,完全符合要求。
2.1.2刀杆定位
如果刀杆松动或者定位不准确造成刀具窜刀,就会造成插乱齿的情况。测量刀杆轴跳动4um,符合要求。
2.2 结合齿夹紧位置不准确
用机械手将结合齿放到涨套上,涨套夹紧,机械手放下,压住结合齿(如图3所示)
在此过程中,机械手放下结合齿和压住结合齿的过程均会造成结合齿的倾斜,在插齿过程中结合齿受力后转动,造成插乱齿。
首先对于上述两个动作进行反复试验,未发现放不到位和压偏的问题,然后分析插乱齿的出现频次,可以排除结合齿位置不准确的原因。
2.3 程序
插齿的程序是插齿重要的一个参数,包括精车的余量都是可能造成插乱齿的原因。将出现问题的四档结合齿与一、三、五档结合齿程序进行比较,以及精车的余量分配重新分配,均未发现问题,并且程序一般会是批量问题的产生,排除此原因。
3 插乱齿问题的解决和措施
经过上述的的排查,基本确定原因是插齿插两次造成的。经过长时间的观察,进行模拟插两遍的实验
结合齿通过料道到机械手的区域准备就绪的时候发生偏离,压在机械手的下面,造成后面无法夹起结合齿,
因为两个机械手的高度是相同的,当前面的结合齿加工完毕时,上料区和加工的结合齿都无法夹起,留在原来的位置上
一个动作完成以后,机床进行下一个零件的加工,零件2被加工第2次,就会出现插两次的现象。
在这个过程中也发现了问题的所在,图6感应器检测到机械手不到位报警,机床停止加工。而模拟的过程中感应器没有报警,就是造成插齿插两遍的原因。
找到问题以后提出整改措施并整改
㈠调整感应器,机械手不到位时,机床报警。
㈡料道增加引导装置,结合齿不会走偏,造成压在机械手下的情况。
㈢程序上的防错,机械手复位后,结合齿才由滑道传送到位。
4 结语
在插乱齿问题的解决过程中,由于使用的是地毯式的排查方案,走了很多弯路,对于解决问题的过程和时间都有一定的影响。对于每个问题,必须仔细观察,掌握數据和规律后进行分析,就会缩小范围,更好、更快的找出问题的所在,解决问题。