數控萬能斜軌插齒機是一種集高精度、高效率、高柔性于一體的先進齒輪加工設備,專為新能源汽車、工程機械、減速機、風電等制造業領域設計,能夠替代長期依賴進口的高d插齒機。其核心優勢在于通過斜軌設計與數控技術的深度融合,實現了對復雜齒輪的高效、高精度加工。
該機床采用斜軌布局,刀架體與工作臺的運動軌跡通過數控系統精確控制,形成電子螺旋導軌功能。主運動和刀架體運動均采用高轉矩力矩電機直驅,搭配高同步動態控制技術,可加工任意角度的螺旋齒輪,突破了傳統機械導軌在加工小導程、大螺旋角齒輪時的精度與穩定性限制。刀架體采用靜壓技術,通過油膜厚度調節模型實現精確支撐,定位精度達微米級,切削線速度可達90m/min,顯著提升加工效率。工作臺采用精密主軸軸承支承,動、靜剛性優異,分度精度和重復定位精度分別達到5"和3",確保齒輪加工的齒形精度與齒向精度。
數控萬能斜軌插齒機的組成部分:
一、基礎結構單元
床身與立柱
作為機床的支撐骨架,采用高剛性灰鑄鐵或焊接結構,確保加工時的穩定性與抗振性。例如,部分機型通過優化筋格布局和壁厚設計,提升動態精度。
斜軌設計:立柱采用斜向布局,配合直線導軌或滾珠絲杠,實現刀架的高精度直線運動,同時減少熱變形對加工精度的影響。
工作臺
承載工件并實現旋轉運動,通常配備高精度蝸輪蝸桿副傳動,分度精度可達微米級。例如,YKW5165A型工作臺直徑700mm,最大承重2000kg,支持大模數齒輪加工。
擺動功能:部分機型工作臺可擺動(如B3軸),配合斜軌實現斜齒圓柱齒輪的加工,無需更換專用刀具。
刀架體
安裝插齒刀并實現往復切削運動,采用靜壓導軌或滾珠導軌,減少摩擦與磨損。例如,勞倫斯牌機型刀架采用靜壓技術,主軸無磨損、壽命長。
讓刀機構:通過凸輪或伺服電機驅動,在非切削行程時使刀架退出,避免擦傷已加工表面,同時降低刀具磨損。
二、傳動系統
主運動傳動
曲柄滑塊機構:將主電機旋轉運動轉換為刀架的直線往復運動,是插齒機的核心切削機構。例如,YT5140型采用對心曲柄滑塊,滑塊速度呈正弦曲線,確保切削平穩。
變頻調速:主電機配備變頻器,可無級調整切削速度,適應不同材料與齒形的加工需求。
進給運動傳動
徑向進給(Z軸):通過滾珠絲杠或齒輪齒條傳動,控制刀架與工件的相對位置,實現齒深方向的進給。例如,YW5210CNC型徑向進給分辨率達0.001mm。
圓周進給(C軸):工作臺或刀架的旋轉運動,與徑向進給配合完成展成加工。部分機型采用力矩電機直驅,消除傳動間隙,提升分度精度。
輔助運動傳動
沖程長度調整(W軸):通過伺服電機驅動曲柄盤,改變刀架往復行程長度,適應不同模數齒輪加工。
刀具回轉(C1軸):部分機型支持刀具獨立旋轉,用于加工特殊齒形或修正齒向誤差。
三、數控系統
核心控制器
采用西門子840D、FANUC等高d數控系統,支持多軸聯動控制(如八軸五聯動),實現復雜齒形的編程加工。例如,YW5210CNC型可編程加工斜齒和小錐度齒。
電子螺旋導軌功能:通過數控系統補償刀具與工件的螺旋運動偏差,提升斜齒加工精度。
伺服驅動單元
各軸配備交流伺服電機,實現高精度位置、速度與轉矩控制。例如,YKW5165A型刀架圓周電機采用力矩電機直驅,定位精度達5",重復定位精度3"。
人機交互界面
配備觸摸屏或操作面板,支持參數化編程、工藝參數存儲與調用,簡化操作流程。例如,勞倫斯牌機型提供專用工藝指導界面,降低對操作人員技能要求。
四、輔助功能模塊
潤滑與冷卻系統
自動潤滑:對導軌、絲杠等關鍵部件定時定量供油,減少磨損。例如,Y58-3型潤滑系統自動控制,回油可靠。
冷卻液循環:通過大流量冷卻泵噴淋切削區域,降低加工溫度,延長刀具壽命。部分機型支持干式切削,減少環境污染。
排屑與防護裝置
磁性排屑器:自動收集切屑,保持工作區域清潔。例如,勞倫斯牌機型配備獨立磁性排屑器,避免切屑纏繞損傷傳動部件。
全封閉防護罩:防止切屑與冷卻液飛濺,保障操作人員安全,同時減少環境對機床精度的影響。
自動化接口
自動上下料系統:通過機械手臂或專用手爪實現工件自動裝夾,提升生產效率。例如,YKW5165A型可配置自動料倉,換型效率顯著提高。
在線檢測模塊:集成激光測量或接觸式探頭,實時監測齒形誤差,實現閉環控制。