洪程?hào)|

（齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

0 引言

大型滾齒機(jī)是盾構(gòu)機(jī)、軍工、風(fēng)電、軸承、電站、船舶、礦山、冶金等行業(yè)，大型齒輪工件的把關(guān)加工設(shè)備，可通過(guò)滾切法或成形法加工各類(lèi)齒輪齒形。大型數(shù)控滾齒機(jī)，比常規(guī)滾齒機(jī)有著巨大的代差優(yōu)勢(shì)[1]。首先，大型數(shù)控滾齒機(jī)可使用高速機(jī)卡刀具，刀具線(xiàn)速度可達(dá)180m/min，加工效率高提高5～10倍；其次，大型數(shù)控滾齒機(jī)采用電子齒輪箱，簡(jiǎn)化了機(jī)床傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，提高可靠性，易于操作和維護(hù)。而我國(guó)大型數(shù)控滾齒機(jī)長(zhǎng)期依靠進(jìn)口格里森、利勃海爾等國(guó)外產(chǎn)品，為打破依賴(lài)進(jìn)口局面，齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司自主研發(fā)大型數(shù)控滾齒機(jī)，首臺(tái)研制5米加工直徑的大型數(shù)控滾齒機(jī)[2]。

機(jī)床具有六個(gè)數(shù)控軸，可四軸聯(lián)動(dòng)，各軸如下：

X軸：立柱延工件徑向運(yùn)動(dòng)；

Y軸：滾刀延工件切向運(yùn)動(dòng)；

Z軸：刀架延工件軸向運(yùn)動(dòng)；

A軸：刀架繞X軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

B軸：滾刀主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

C軸：工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

本文就A軸轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的原始設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，需實(shí)現(xiàn)對(duì)重達(dá)5t滾齒刀架提供回轉(zhuǎn)進(jìn)給，克服滾齒刀架巨大的顛覆和偏載力矩，以及滾齒加工時(shí)的強(qiáng)力切削；還需完成定位精度±2″的高精度回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，從而為大型高精度滾齒加工設(shè)備提供A軸進(jìn)給技術(shù)支持。

1 技術(shù)方案與措施

本研究采用的技術(shù)方案是：該回轉(zhuǎn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)臺(tái)體、回轉(zhuǎn)臺(tái)、導(dǎo)向元件、傳動(dòng)元件、定位元件和反饋元件；轉(zhuǎn)臺(tái)體為主體框架，回轉(zhuǎn)臺(tái)在轉(zhuǎn)臺(tái)體內(nèi)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)與其連接的滾齒刀架做回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)向元件設(shè)有雙列圓柱滾子軸承徑向定位機(jī)構(gòu)和雙側(cè)滑動(dòng)導(dǎo)軌軸向定位機(jī)構(gòu)；傳動(dòng)元件采用雙伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)減速機(jī)、聯(lián)軸器、雙導(dǎo)程蝸桿和蝸輪的消隙傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；定位元件為軸向固定在轉(zhuǎn)臺(tái)體上的若干個(gè)碟簧卡緊油缸；回轉(zhuǎn)臺(tái)相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)體圓周位置的反饋元件為安裝在回轉(zhuǎn)臺(tái)中心處的圓光柵[3]。

附圖說(shuō)明：

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本研究加以詳細(xì)說(shuō)明。

圖1 本研究主視圖

圖2 圖1的俯視圖

圖3 圖1的左視圖

圖4 圖1的橫剖面圖

圖5 圖1的立剖面圖

1.轉(zhuǎn)臺(tái)體；2.減速機(jī)；3.伺服電機(jī)；4.卡緊油缸；5.聯(lián)軸器；6.雙導(dǎo)程蝸桿；7.蝸輪；8.雙列圓柱滾子軸承；9.圓光柵；10.滾齒刀架；11.回轉(zhuǎn)臺(tái)。

具體實(shí)施方式：

請(qǐng)參閱圖1至圖5，該大型數(shù)控滾齒機(jī)A軸轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)臺(tái)體1、回轉(zhuǎn)臺(tái)11、導(dǎo)向元件、傳動(dòng)元件、定位元件和反饋元件構(gòu)成；轉(zhuǎn)臺(tái)體1為主體框架，回轉(zhuǎn)臺(tái)11在轉(zhuǎn)臺(tái)體1內(nèi)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)與其連接的滾齒刀架10做回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)向元件設(shè)有雙列圓柱滾子軸承8徑向定位機(jī)構(gòu)和雙側(cè)滑動(dòng)導(dǎo)軌軸向定位機(jī)構(gòu)；傳動(dòng)元件采用雙伺服電機(jī)3驅(qū)動(dòng)，通過(guò)減速機(jī)2、聯(lián)軸器5、雙導(dǎo)程蝸桿6和蝸輪7的消隙傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)臺(tái)11回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；定位元件為軸向固定在轉(zhuǎn)臺(tái)體1上的12個(gè)碟簧卡緊油缸4，對(duì)回轉(zhuǎn)臺(tái)11進(jìn)行軸向卡緊，通過(guò)摩擦力實(shí)現(xiàn)對(duì)回轉(zhuǎn)臺(tái)11的制動(dòng)，從而保證滾齒刀架10工作時(shí)的穩(wěn)定性。回轉(zhuǎn)臺(tái)11相對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)體1圓周位置的反饋元件為安裝在回轉(zhuǎn)臺(tái)11中心處的36000線(xiàn)圓光柵9[4]。圓光柵9能夠精確反饋回轉(zhuǎn)臺(tái)11相對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)體1的圓周位置，形成閉環(huán)控制，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)精度，確保定位精度±2″的高精度回轉(zhuǎn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

2 實(shí)施效果

通過(guò)以上技術(shù)方案的細(xì)致研究，與各措施的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了5t滾刀架的強(qiáng)力切削，以及定位精度±2″的高精度回轉(zhuǎn)進(jìn)給，并且整機(jī)已通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證。應(yīng)用本A軸轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的首臺(tái)大型數(shù)控滾齒機(jī)YK31500L，已獲得首臺(tái)（套）產(chǎn)品，黑龍江省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；本A軸轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)進(jìn)給機(jī)構(gòu)已申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利，專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺篊N200920244065.5；公開(kāi)號(hào)：CN201552463U[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

大型數(shù)控滾齒機(jī)是大型齒輪零件的加工把關(guān)設(shè)備，大型齒輪零件在我國(guó)各重型領(lǐng)域均有應(yīng)用；齊重?cái)?shù)控裝備股份有限公司，在首臺(tái)5米數(shù)控滾齒機(jī)研制成功后，已進(jìn)行了大型數(shù)控滾齒機(jī)系列化生產(chǎn)，從2.5～16米的加工直徑范圍內(nèi)，劃分了10個(gè)規(guī)格的系列產(chǎn)品，涵蓋了大型齒輪零件的尺寸范圍。面對(duì)當(dāng)今日益嚴(yán)峻的國(guó)際形勢(shì)，以及隨時(shí)可能出現(xiàn)的單邊霸權(quán)主義，唯有自強(qiáng)才是硬道理；必須減少和避免對(duì)進(jìn)口設(shè)備的依賴(lài)，自主研發(fā)創(chuàng)新，提升國(guó)產(chǎn)自制能力，才能挺起我國(guó)的工業(yè)脊梁。