車床增加數控花紋軋輥銑削的改造
1、數控花紋軋輥銑削裝置的用途
銑削軋輥圓柱表面花紋孔型,適用于加工圖1所示兩種花紋孔型,通過選配掛輪,也可加工其它類型的軋輥孔型。
2、數控花紋軋輥銑削裝置組成與技術參數
本裝置由分度床頭箱、銑頭架及尾座等組成。銑頭架X、Z坐標移動由FANUC 0—TD數控系統控制,與分度床頭箱的分度運動配合,完成同一方向、圓柱外表面上花紋孔型自動循環加工(圖2)。主要技術參數如下:
圖2 數控花紋軋輥銑削裝置傳動圖
銑削花紋軋輥孔型范圍(直徑×長度)750mm×1900mm,工件最大重量10.5t,主軸中心高500mm,主軸分度轉速范圍0.1~0.29r/min,分度角3°3′3″,銑頭架Z及X坐標移動速度0.1~2000mm/min及0.1~2700mm/min,銑頭轉位角度±47.5°,尾座套筒行程300mm,分度床頭箱及銑頭架伺服電動機功率為3kW及X1.0kW,Z1.5kW。
3、數控花紋軋輥銑削裝置主要結構
分度床頭箱
分度床頭箱位于床身右端,用途是使工件裝卡在其花盤上進行分度,每次旋轉一個角度(工件上同方向相鄰孔型所占的圓周角)。基本轉角設置了兩種:(1/59)×2p及(1/41)×2p,這兩種轉角與前述圖1形狀相對應,變換孔型方向轉角為(1/118)×2p及(1/82)×2p兩種,并與前述圖1花紋形狀相對應。當兩種轉角與工件要求轉角不同時,可利用圖2中Ⅱ、Ⅳ軸右端懸伸部分加掛輪來解決。其分度原理如下:每次分度Ⅱ軸只轉一圈就停止,工件不同轉角是依據接通不同傳動比齒輪副來達到的。如(1/59)×2p的轉角是通過1/59轉=(1/59)×2p弧度。
銑頭架
銑頭架能完成銑刀的旋轉運動、X軸及Z軸的數控直線運動(進給及快速),還具有供機床調整用的銑頭主軸繞X軸轉位運動和銑刀主軸套筒的微量移動運動(對刀用)。
尾座
尾座位于床身的左端,尾座可以沿床身縱向移動,工件的松卡及頂緊靠移動尾座上體中的套筒來完成。
圖3 銑削起始對刀位置
圖4 銑頭架移動程序關系
4、銑削花紋孔型的動作循環
首先根據工件要求及花紋孔型選擇轉換開關的置放位置即1/41、1/59或掛輪選配出的其中一個位置,將自動與手動轉換開關扳至自動循環位置。
按花紋孔型方向調整銑頭角度,并將銑頭架移至右端的第一個孔型的位置(圖3)。
輸入程序(按孔型Z坐標編程并輸入)。
選擇銑刀主軸轉速(通過掛輪選定)及選定進給速度(一般進給速度選在20mm/min)。
動作循環(圖4)。
第1個加工循環
起動銑刀旋轉,銑頭架沿X坐標快速移動AB距離趨近工件至B點,然后以進給速度移動BC距離至C點,銑頭架延遲瞬間后快速退回,移動CA距離至A點。第1個孔型加工完畢后,為了加工第2個孔型,首先銑頭架沿Z軸向左移動1個孔型節距OD(圖3),然后沿X軸重復第1個孔型的加工順序,繼而再向左移動1個Z軸(軸向)節距加工第3個孔型……直至加工完本行中最左邊一個孔型之后,分度床頭箱進行分度,進行第2行最左端一個孔型的加工,銑頭架向右移位加工第2個孔型……至第2行最右端一個孔型加工完后分度,加工第3行,如此繼續下去(圖5a)直至最后一行的最后一個孔型加工完畢,退刀,至此同一個方向的孔型全部加工完畢(第1個加工循環完畢)。銑刀停轉。
圖5 孔型加工
第2個加工循環
將銑頭架銑刀軸線(圖3)扳成與第1種孔型方向成90°(據孔型方向要求)的位置,將分度轉換開關(實現前述圖1中兩種花紋軋輥孔型的開關,亦通過圖2中電磁離合器YC1~YC4得電與否使傳動鏈中不同齒輪嚙合)扳成1/118或1/82的位置。然后進行一次手動分度。銑頭架向右移位,移位距離為孔型軸向節距的1/2,起動自動循環,銑刀旋轉并依照圖5b所示步驟進行加工,直至第2種孔型方向的最后一個孔型銑削完畢(第2個加工循環完畢)。退刀、銑刀停轉。至此一根花紋軋輥外圓柱面的交錯的花紋孔型加工結束。
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