2007年3月24日 星期六

重型车床增加数控花纹轧辊铣削的改造www.tool-tool.com

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C61160×12重型车床床身工作面总长12m,增加的数控花纹轧辊铣削装置和原车床部分各占6m。通过3年多的使用表明,提高了生产率和质量,收到了较好的经济效益和社会效益。

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图1 两种花纹孔型展开图
1 数控花纹轧辊铣削装置的用途
铣削轧辊圆柱表面花纹孔型,适用于加工图1所示两种花纹孔型,通过选配挂轮,也可加工其它类型的轧辊孔型。
2 数控花纹轧辊铣削装置组成与技术参数
本装置由分度床头箱、铣头架及尾座等组成。铣头架X、Z坐标移动由FANUC 0—TD数控系统控制,与分度床头箱的分度运动配合,完成同一方向、圆柱外表面上花纹孔型自动循环加工(图2)。主要技术参数如下:

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图2 数控花纹轧辊铣削装置传动图
铣削花纹轧辊孔型范围(直径×长度)750mm×1900mm,工件最大重量10.5t,主轴中心高500mm,主轴分度转速范围 0.1~0.29r/min,分度角3°3′3″,铣头架Z及X坐标移动速度0.1~2000mm/min及0.1~2700mm/min,铣头转位角度 ±47.5°,尾座套筒行程300mm,分度床头箱及铣头架伺服电动机功率为3kW及X1.0kW,Z1.5kW。
3 数控花纹轧辊铣削装置主要结构

1. 分度床头箱
分度床头箱位于床身右端,用途是使工件装卡在其花盘上进行分度,每次旋转一个角度(工件上同方向相邻孔型所占的圆周角)。基本转角设置了两种:(1/59)×2p及(1/41)×2p,这两种转角与前述图1形状相对应,变换孔型方向转角为(1/118)×2p及(1/82)×2p两种,并与前述图1花纹形状相对应。当两种转角与工件要求转角不同时,可利用图2中Ⅱ、Ⅳ轴右端悬伸部分加挂轮来解决。其分度原理如下:每次分度Ⅱ轴只转一圈就停止,工件不同转角是依据接通不同传动比齿轮副来达到的。如(1/59)×2p的转角是通过1/59转=(1/59)×2p弧度。
2. 铣头架
铣头架能完成铣刀的旋转运动、X轴及Z轴的数控直线运动(进给及快速),还具有供机床调整用的铣头主轴绕X轴转位运动和铣刀主轴套筒的微量移动运动(对刀用)。
3. 尾座
尾座位于床身的左端,尾座可以沿床身纵向移动,工件的松卡及顶紧靠移动尾座上体中的套筒来完成。

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图3 铣削起始对刀位置

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图4 铣头架移动程序关系
4 铣削花纹孔型的动作循环

1. 首先根据工件要求及花纹孔型选择转换开关的置放位置即1/41、1/59或挂轮选配出的其中一个位置,将自动与手动转换开关扳至自动循环位置。
2. 按花纹孔型方向调整铣头角度,并将铣头架移至右端的第一个孔型的位置(图3)。
3. 输入程序(按孔型Z坐标编程并输入)。
4. 选择铣刀主轴转速(通过挂轮选定)及选定进给速度(一般进给速度选在20mm/min)。
5. 动作循环(图4)。
* 第1个加工循环
起动铣刀旋转,铣头架沿X坐标快速移动AB距离趋近工件至B点,然后以进给速度移动BC距离至C点,铣头架延迟瞬间后快速退回,移动CA距离至A点。第1个孔型加工完毕后,为了加工第2个孔型,首先铣头架沿Z轴向左移动1个孔型节距OD(图3),然后沿X轴重复第1个孔型的加工顺序,继而再向左移动1个Z轴 (轴向)节距加工第3个孔型……直至加工完本行中最左边一个孔型之后,分度床头箱进行分度,进行第2行最左端一个孔型的加工,铣头架向右移位加工第2个孔型……至第2行最右端一个孔型加工完后分度,加工第3行,如此继续下去(图5a)直至最后一行的最后一个孔型加工完毕,退刀,至此同一个方向的孔型全部加工完毕(第1个加工循环完毕)。铣刀停转。

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图5 孔型加工
* 第2个加工循环
将铣头架铣刀轴线(图3)扳成与第1种孔型方向成90°(据孔型方向要求)的位置,将分度转换开关(实现前述图1中两种花纹轧辊孔型的开关,亦通过图2中电磁离合器YC1~YC4得电与否使传动链中不同齿轮啮合)扳成1/118或1/82的位置。然后进行一次手动分度。铣头架向右移位,移位距离为孔型轴向节距的1/2,起动自动循环,铣刀旋转并依照图5b所示步骤进行加工,直至第2种孔型方向的最后一个孔型铣削完毕(第2个加工循环完毕)。退刀、铣刀停转。至此一根花纹轧辊外圆柱面的交错的花纹孔型加工结束。
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