洪程東

（齊重數(shù)控裝備股份有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

0 引言

大型滾齒機是盾構機、軍工、風電、軸承、電站、船舶、礦山、冶金等行業(yè)，大型齒輪工件的把關加工設備，可通過滾切法或成形法加工各類齒輪齒形。大型數(shù)控滾齒機，比常規(guī)滾齒機有著巨大的代差優(yōu)勢[1]。首先，大型數(shù)控滾齒機可使用高速機卡刀具，刀具線速度可達180m/min，加工效率高提高5～10倍；其次，大型數(shù)控滾齒機采用電子齒輪箱，簡化了機床傳動結構，提高可靠性，易于操作和維護。而我國大型數(shù)控滾齒機長期依靠進口格里森、利勃海爾等國外產(chǎn)品，為打破依賴進口局面，齊重數(shù)控裝備股份有限公司自主研發(fā)大型數(shù)控滾齒機，首臺研制5米加工直徑的大型數(shù)控滾齒機[2]。

機床具有六個數(shù)控軸，可四軸聯(lián)動，各軸如下：

X軸：立柱延工件徑向運動；

Y軸：滾刀延工件切向運動；

Z軸：刀架延工件軸向運動；

A軸：刀架繞X軸旋轉(zhuǎn)運動；

B軸：滾刀主軸旋轉(zhuǎn)運動；

C軸：工作臺旋轉(zhuǎn)運動；

本文就A軸轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)進給機構的原始設計進行了研究，需實現(xiàn)對重達5t滾齒刀架提供回轉(zhuǎn)進給，克服滾齒刀架巨大的顛覆和偏載力矩，以及滾齒加工時的強力切削；還需完成定位精度±2″的高精度回轉(zhuǎn)進給運動，從而為大型高精度滾齒加工設備提供A軸進給技術支持。

1 技術方案與措施

本研究采用的技術方案是：該回轉(zhuǎn)進給機構包括轉(zhuǎn)臺體、回轉(zhuǎn)臺、導向元件、傳動元件、定位元件和反饋元件；轉(zhuǎn)臺體為主體框架，回轉(zhuǎn)臺在轉(zhuǎn)臺體內(nèi)做回轉(zhuǎn)運動，帶動與其連接的滾齒刀架做回轉(zhuǎn)進給運動；導向元件設有雙列圓柱滾子軸承徑向定位機構和雙側滑動導軌軸向定位機構；傳動元件采用雙伺服電機驅(qū)動，通過減速機、聯(lián)軸器、雙導程蝸桿和蝸輪的消隙傳動驅(qū)動回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)運動；定位元件為軸向固定在轉(zhuǎn)臺體上的若干個碟簧卡緊油缸；回轉(zhuǎn)臺相對于轉(zhuǎn)臺體圓周位置的反饋元件為安裝在回轉(zhuǎn)臺中心處的圓光柵[3]。

附圖說明：

以下結合附圖和具體實施方式對本研究加以詳細說明。

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)臺體；2.減速機；3.伺服電機；4.卡緊油缸；5.聯(lián)軸器；6.雙導程蝸桿；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。

具體實施方式：

請參閱圖1至圖5，該大型數(shù)控滾齒機A軸轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)進給機構包括轉(zhuǎn)臺體1、回轉(zhuǎn)臺11、導向元件、傳動元件、定位元件和反饋元件構成；轉(zhuǎn)臺體1為主體框架，回轉(zhuǎn)臺11在轉(zhuǎn)臺體1內(nèi)做回轉(zhuǎn)運動，帶動與其連接的滾齒刀架10做回轉(zhuǎn)進給運動；導向元件設有雙列圓柱滾子軸承8徑向定位機構和雙側滑動導軌軸向定位機構；傳動元件采用雙伺服電機3驅(qū)動，通過減速機2、聯(lián)軸器5、雙導程蝸桿6和蝸輪7的消隙傳動，驅(qū)動回轉(zhuǎn)臺11回轉(zhuǎn)運動；定位元件為軸向固定在轉(zhuǎn)臺體1上的12個碟簧卡緊油缸4，對回轉(zhuǎn)臺11進行軸向卡緊，通過摩擦力實現(xiàn)對回轉(zhuǎn)臺11的制動，從而保證滾齒刀架10工作時的穩(wěn)定性。回轉(zhuǎn)臺11相對于轉(zhuǎn)臺體1圓周位置的反饋元件為安裝在回轉(zhuǎn)臺11中心處的36000線圓光柵9[4]。圓光柵9能夠精確反饋回轉(zhuǎn)臺11相對轉(zhuǎn)臺體1的圓周位置，形成閉環(huán)控制，從而進一步提高系統(tǒng)精度，確保定位精度±2″的高精度回轉(zhuǎn)進給運動。

2 實施效果

通過以上技術方案的細致研究，與各措施的實施，實現(xiàn)了5t滾刀架的強力切削，以及定位精度±2″的高精度回轉(zhuǎn)進給，并且整機已通過實際生產(chǎn)驗證。應用本A軸轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)進給機構的首臺大型數(shù)控滾齒機YK31500L，已獲得首臺（套）產(chǎn)品，黑龍江省科技進步二等獎；本A軸轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)進給機構已申請國家專利，專利申請?zhí)枺篊N200920244065.5；公開號：CN201552463U[5]。

3 結語

大型數(shù)控滾齒機是大型齒輪零件的加工把關設備，大型齒輪零件在我國各重型領域均有應用；齊重數(shù)控裝備股份有限公司，在首臺5米數(shù)控滾齒機研制成功后，已進行了大型數(shù)控滾齒機系列化生產(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。面對當今日益嚴峻的國際形勢，以及隨時可能出現(xiàn)的單邊霸權主義，唯有自強才是硬道理；必須減少和避免對進口設備的依賴，自主研發(fā)創(chuàng)新，提升國產(chǎn)自制能力，才能挺起我國的工業(yè)脊梁。