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数控车铣复合齿轮加工专用机床研发——蓝牙数控

发布日期：2015-03-23 |

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       近年来，我国数控车铣复合机床产业得到了长足发展，总体技术水平有了较大提高，普通级数控机床基本实现产业化，可以满足市场需求，但国产数控机床中低档产品产能过剩，高档数控车铣复合机床及高速主轴、精密导轨、数控系统等高端产品依靠进口。一些国防基础工业发展的高端设备，西方发达国家对我国实行技术封锁政策，高效、精密、专用加工机床缺乏，对我国装备制造业的产业安全构成了威胁。

       龙口市蓝牙数控装备有限公司坐落于龙口经济开发区，占地面积两万平方米，总资产1.2亿元，是集生产、销售、科研于一体的科技型企业。公司设有设备数控机床制造部、新品开发部、数控系统研发部、装配技术处、营销部、财务结算中心等部室，产品主要由数控机床、数控车方机、数控车铣复合机床、批头车铣一体机床、批头冷挤压成型机等产品组成，主要产品有CXF80数控车铣复合机床、CX60数控车铣复合齿轮加工机床、SKCX100立式数控车铣复合齿轮加工机床和数控高效径向冷挤压成形机等。其中，以SKCX100立式数控车铣复合齿轮加工机床和数控高效径向冷挤压成形机等多项技术产品，2011年获山东省科技进步二等奖，获山东省第六届“发明创业奖”二等奖。

二、数控铣车复合齿轮加工专用机床
1、SKCX100立式数控铣车复合齿轮加工机床
斜齿轮、螺旋圆锥齿轮、端面齿轮、蜗轮蜗杆等复杂零件的传统加工工艺复杂，需要多工序、多台设备共同完成。集成展成法加工技术与数控技术开发的集车削、铣削、制齿等工序于一体的多功能复合加工机床，可实现零件一次性加工。

                                                        图1 SKCX100立式 数控车铣复合机床 - 齿轮(弧齿锥齿轮)、花键轴等复杂工件加工
（1）研发背景
       目前，国内外齿轮制造业（直）弧齿锥齿轮等复杂齿轮的加工普遍采用车外圆、铣键槽（花键）、制齿、磨齿等多道工序，工序相对比较分散，工件经多次装夹，加工精度和尺寸一致性难以保证，且加工辅助时间长，生产效率低。随着航空、航天、汽车等行业的发展升级，对复杂齿轮的精度要求也在日益提高，如对（直）弧齿锥齿轮及其关连轴柄的尺寸精度和位置精度的一致性要求至少提高了一个数量级，以现有的工艺和设备生产，只能采用选配方式筛选合格品，效率低、成本高，且互换性仍难以保证。

（2）关键技术
       ①数控车铣复合机床单刀硬齿面切削加工理论与技术研究。探索和研究单刀硬齿面切削加工理论，研发单刀硬齿面切削加工技术，优化单刀硬齿面切削加工工艺参数，实现HRC58-62的硬齿面切削加工，加工精度达到5-6级，实现以铣代磨。
       ②直齿、锥齿轮车铣组合加工工艺研究。研究铣削主轴和车削主轴相互之间的运动方位关系、运动方式、定比（同步）等关键技术，进行直齿锥齿轮车铣组合加工工艺研究，利用展成法实现各类齿轮、端面齿以及花键等零件的加工。
       ③数控车铣复合机床单角度摆动铣削加工技术及其工艺研究。研发单角度摆动铣削加工技术，确定铣削主轴最佳摆动角度，优化单角度摆动铣削加工工艺，实现对锥齿轮空间角度曲面的高精度加工。
       ④X、Y、Z、A、C五轴联动复合加工弧齿锥齿轮技术研究。研发X、Y、Z、A、C五轴联动技术，以实现利用展成法对弧齿锥齿轮的复合加工。
       ⑤专用CAM软件系统及数控立式数控车铣机床开发。开发（直）弧齿锥齿轮车铣复合加工的专用CAM软件系统，实现对复杂锥齿轮零件加工的精确控制；开发立式数控车铣机床，实现直齿锥齿轮车铣复合高效、高精度加工。

（3）主要创新
       ①自主开发数控车铣复合机床中的立式铣削主轴角度摆动装置，提高铣削主轴的刚性。
利用现代先进工艺和加工技术，对现有立式铣削主轴角度摆动装置机构进行了改进和重组，加装了旋转分度伺服电机轴和上下窜刀伺服电机轴，由系统控制驱动；增加了立式铣削主轴角度摆动装置，角度分度精准度，旋转更流畅，窜刀位置更加精确，操作更加方便、简易；立式铣削主轴角度摆动装置各结构部位进行了特殊设计和选材，并利用液压夹紧固定方式进行分度定位，铣削主轴整体刚性大幅提升，保证了立式铣削主轴角度摆动装置在加工工件的过程中的稳定性和可靠性；借助通过系统的控制把立式铣削主轴角度摆动装置的运行编制到程序中，按加工工艺自动运行。

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