【正文】 鋼銑刀硬質(zhì)合金銑刀端銑刀端銑刀低炭鋼150～～150～200～～中、高炭鋼220～～225～235～～325～425～～灰鑄鐵150～180～～180～220～～220～300～～可鍛鑄鐵110～160～～160～200～～200～240～～240～280～～合金鋼220～～220～280～～280～320～～320～380～～工具鋼退火狀態(tài)～～HRC 36～～HRC 35～46～HRC 46～56～鋁鎂合金95～100～～ 銑階梯臺面加工工藝分析機(jī)器中，有不少零件是帶有階梯的，它們可以在本HYX滾銑復(fù)合機(jī)床上加工完成。三種進(jìn)給量之間的關(guān)系為Vf=fn=znαf。（2） 每轉(zhuǎn)進(jìn)給量f ，銑刀每轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)，工件沿進(jìn)給方向移動的距離，單位為mm/r。其中，銑削速度v=πdn1000m/min，d：銑刀直徑（mm），n：主軸轉(zhuǎn)速（r/min）；。切削用量包括切削速度、進(jìn)給量和切削深度三要素。而逆銑時，銑刀給工件的水平分力與工件進(jìn)給方向相反，使工作臺絲杠與螺母緊壓在一起，不致因間隙的存在而出現(xiàn)竄動現(xiàn)象，所以在生產(chǎn)中還是多使用逆銑法。而順銑時可以很好地解決上述問題，適合于銑削薄而長的工件。顧名思義，順銑即銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進(jìn)給方向一致；逆銑即銑刀的旋轉(zhuǎn)方向和工件的進(jìn)給方向相反。所以銑平面時多用螺旋圓柱銑刀。 銑平面加工工藝分析本HYX滾銑復(fù)合加床采用圓柱銑刀進(jìn)行銑削平面，而圓柱銑刀按照齒形分為直齒圓柱銑刀（）和螺旋圓柱銑刀()；按照齒數(shù)分為粗齒和細(xì)齒。滾刀斜齒輪成型銑刀滾刀蝸輪滾刀蝸輪和斜齒輪外觀很像，但是斜齒輪加工時需要搬動一個螺旋角，但是蝸輪加工加工時不需要。鍵槽鍵槽銑刀成型凹槽凸半圓銑刀成型凸面凹半圓銑刀切斷鋸片銑刀用于加工深槽和切斷工件，其圓周上有較多的刀齒，為了減少銑切時的摩擦，刀齒兩側(cè)有15′~1176。立銑刀圓柱面上的切削刃是主切削刃，端面上的切削刃是副切削刃，沒有通過中心；在本滾齒復(fù)合機(jī)床上不易實現(xiàn)，除非加裝特殊的夾具。最后，由于夾具的限制，表中的立銑、銑鍵槽、銑燕尾槽、銑T型槽無法實現(xiàn)，其他工藝都可以實現(xiàn)。其中萬能銑床上加工輪齒表面采用成形法銑齒。首先，由于本HYX滾銑復(fù)合機(jī)床是在萬能升降臺機(jī)床的基礎(chǔ)上通過對分度頭改進(jìn)而完成的，所以理論上其可以加工萬能升降臺銑床所能加工的所有工件。4DIR(DIR)5ENA+(+5)使能信號：此光格輸入端用于屏蔽或允許驅(qū)動器端口脈沖的發(fā)出。 DMD68A步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器引腳說明引腳號信號功能說明1PUL+(+5V)脈沖信號：此光格輸入端在每一個脈沖上升瞬間，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給一次，具體的驅(qū)動頻率取決于驅(qū)動器脈沖頻率。 光洋TRD2T 1000BF根據(jù)主軸步進(jìn)電機(jī)型號和分度頭步進(jìn)電機(jī)型號，選用的電機(jī)驅(qū)動器為樂創(chuàng)自動化有限公司的DMDT68A型。其輸入的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為1000p/r，信號的輸出形式為A相+B相+Z相，其中A相和B相是相位相差90176。 威綸通觸摸屏MT506MV旋轉(zhuǎn)編碼器的選型主要考慮五個參數(shù)：每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)、信號輸出形式、電源電壓，軸徑、外形尺寸。威綸通所有型號均支持軟件免費下載，且威綸通提供的軟件全部都有正版授權(quán)，不用擔(dān)心版權(quán)以及更新問題。但是，在國內(nèi)占有率最高，性價比最高的當(dāng)屬威綸通這個品牌。 三菱FX2n系列PLC實物圖觸摸屏選擇的是威綸通科技有限公司的MT506MV型號。其中，F(xiàn)X1S和FX1N都是較早的型號，而且FX1S最大支持點數(shù)為30（16I/14O），不支持浮點數(shù)運算，不支持控制模塊拓展。一般按照需要控制的點數(shù)選用PLC，而本HYX滾銑復(fù)合機(jī)床的控制點數(shù)不多于16點，因此只需選用FX系列PLC即可。生產(chǎn)PLC的廠家有很多，比如西門子、ABB、三菱等等，但是三菱是目前在國內(nèi)使用最廣泛，最大眾化的PLC品牌，因此首先選擇三菱的PLC。同時，通過旋轉(zhuǎn)分度頭左端的的手柄，可以實現(xiàn)手動轉(zhuǎn)動分度頭實現(xiàn)分度作用，一般在調(diào)試時使用。該分度頭屬于自動和手動兩用分度頭，由左端的步進(jìn)電機(jī)作為動力輸入，經(jīng)過一對傳動比為36的蝸輪蝸桿副，將動力傳遞至分度頭主軸。 縱向工作臺螺母安裝方式對于橫向工作臺絲桿螺母副以及減速箱內(nèi)的絲桿螺母副，由于加工時這兩個方向的進(jìn)給已經(jīng)調(diào)整就不再改變，因此絲桿都采用固定自由式的安裝方法，即一端安裝角接觸軸承，另一端懸空，此時螺母就可以直接固定在工作臺底板或者是減速箱側(cè)板上。由于絲杠兩端已采用固定式支承，因此螺母不能直接用螺栓固定在圓盤工作臺上，否則會造成絲桿軸的過定位，嚴(yán)重時甚至導(dǎo)致絲桿卡死不能轉(zhuǎn)動?？v向工作臺的絲桿螺母副采用螺母固定，絲杠轉(zhuǎn)動和移動的傳動方式。最上面的是縱向進(jìn)給工作臺，中間的是旋轉(zhuǎn)圓盤，最下面的是橫向進(jìn)給工作臺。豎直立柱不僅起支撐作用，而且起到導(dǎo)柱的作用，通過垂直絲桿螺母副，實現(xiàn)主軸垂直方向的進(jìn)給運動。主軸上可以方便的裝拆各種套裝刀具。減速箱內(nèi)使用了一對傳動比為1:5的直齒圓柱齒輪將動力由主軸步進(jìn)電機(jī)傳到主軸上。，滾銑復(fù)合機(jī)床部件1主要由主軸電機(jī)、減速箱、主軸及刀具、床身立柱等組成。 HYX滾銑復(fù)合機(jī)床控制系統(tǒng)功能示意圖 HYX滾銑復(fù)合機(jī)床具體部件介紹 滾銑復(fù)合機(jī)床實物外觀圖，為本滾銑復(fù)合機(jī)床實物圖?？刂葡到y(tǒng)硬件包括PLC，觸摸屏，驅(qū)動器，編碼器，開關(guān)等。其中1為主軸箱，步進(jìn)電機(jī)通過一對齒輪降速帶動主軸旋轉(zhuǎn)，同時主軸在豎直滾珠絲杠螺母副的螺母的帶動下可沿豎直方向運動；2為滾刀和銑刀，可以通過更換不同的刀具來實現(xiàn)各種不同的加工工藝要求；3為分度頭，銑齒時用來實現(xiàn)分齒運動，滾齒時用來帶動齒坯作展成運動；4為橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)，銑齒時帶動工件沿軸線運動以銑出全齒寬，滾齒時亦然；5為縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)，用來調(diào)整刀具和工件的相對位置，起到對刀作用；6為回轉(zhuǎn)盤，用來調(diào)整刀具偏斜角度，以便加工螺旋齒輪以及銑削蝸桿。本方案是通過對先前方案的改進(jìn)進(jìn)行研究設(shè)計，通過更換普通絲杠螺母副為滾珠絲杠螺母副提高工件軸向進(jìn)給精度，通過在原手柄處加裝雙生軸的伺服電機(jī)實現(xiàn)工件軸向進(jìn)給的手動和機(jī)動兩種控制方式，使工件軸向進(jìn)給速度均勻，提高銑齒時被加工齒輪的精度。智能化是通過引入觸摸板以及plc控制來實現(xiàn)加工過程自適應(yīng)控制和智能故障自診斷與自修復(fù)。功能復(fù)合化是指是指工藝復(fù)合化和工序復(fù)合化；工藝復(fù)合化是指展成法和成形法可以在同一臺機(jī)床上實現(xiàn)，工序復(fù)合化是指一次安裝可以先后進(jìn)行展成法和成形法的工序，充分利用兩種加工方法的優(yōu)點。國外主要是多軸聯(lián)動機(jī)床來實現(xiàn)展成法和成形法的各個分運動形式，還沒有出現(xiàn)專門化的數(shù)控滾銑復(fù)合齒輪加工機(jī)床。成形法不需要專用的機(jī)床加工，成本低，但每銑完一個齒都要重新進(jìn)行分度，效率低。展成法主要是利用刀具和工件的嚙合運動來形成齒輪輪齒的外廓曲線，包括滾齒、插齒、剃齒等等；成形法主要是利用與被加工齒輪齒槽形狀相符的成形銑刀在齒坯上加工出齒形。因此，齒輪的加工制造水平，直接影響工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。為了精確滿足上述條件，就必須規(guī)定齒輪的加工精度。齒輪傳動包括直齒齒輪傳動、斜齒齒輪傳動、圓錐齒輪傳動、齒輪齒條傳動和蝸輪蝸桿傳動等等。數(shù)控滾銑復(fù)合加工機(jī)床工藝分析及總體設(shè)計畢業(yè)論文目錄第1章 緒論 概論 1 研究現(xiàn)狀 1 本課題的研究內(nèi)容 2第2章滾銑復(fù)合加工機(jī)床總體設(shè)計 HYX滾銑復(fù)合加工機(jī)床結(jié)構(gòu)原理簡介 2 HYX滾銑復(fù)合機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)簡介 2 HYX滾銑復(fù)合機(jī)床控制系統(tǒng)簡介 3 HYX滾銑復(fù)合機(jī)床具體部件介紹 4 HYX滾銑復(fù)合加工機(jī)床控制部件的選型與設(shè)計 8第3章滾銑復(fù)合加工機(jī)床工藝分析 HYX滾銑復(fù)合機(jī)床加工工藝綜述 12 銑平面加工工藝分析 16 銑階梯臺面加工工藝分析 19 銑槽類零件加工工藝分析 21 金屬的切斷工藝分析 25 直齒輪加工工藝分析 27 銑直齒 27 滾直齒 30 31 銑斜齒輪和銑螺旋槽工藝分析 31 滾切斜齒輪工藝分析 33 蝸輪蝸桿加工工藝分析 34 蝸輪加工工藝分析 34 蝸桿加工工藝分析 37第4章滾銑復(fù)合機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)改進(jìn) HYX三個方向普通絲桿螺母副的更換 39 滑動螺旋傳動和滾動螺旋傳動的比較 39 滾珠絲杠的選型和更換 39 機(jī)床底座支架的安裝與設(shè)計 41 觸摸屏的固定安裝 44 縱向工作臺自動化改進(jìn) 46第5章滾銑復(fù)合加工機(jī)床誤差分析 滾銑復(fù)合加工機(jī)床工藝系統(tǒng)誤差分析 50 50 機(jī)床工藝系統(tǒng)受力變形引起誤差以及補(bǔ)償 51 機(jī)床工藝系統(tǒng)熱變形引起的加工誤差 53 滾銑復(fù)合加工機(jī)床控制系統(tǒng)誤差分析 53第6章滾銑復(fù)合加工機(jī)床操作說明 滾齒加工工藝機(jī)床操作方法 55 55 滾斜齒機(jī)床操作方法 57 銑齒加工工藝機(jī)床操作說明 57 銑直齒加工工藝機(jī)床操作說明 58 銑斜齒加工工藝機(jī)床操作說明 59 銑螺旋槽加工工藝機(jī)床操作說明 59 滾銑復(fù)合加工機(jī)床操作流程圖 60第7章結(jié)論 全文總結(jié) 61 感想與展望 61參考文獻(xiàn) 62翻譯原文(英文) 64譯文（中文） 70致謝 ………………………………………………………………75第1章 緒論 概論齒輪是依靠齒的嚙合傳遞扭矩的機(jī)械零件。其具有傳動效率高、傳動比準(zhǔn)確、功率范圍廣的優(yōu)點。齒輪傳動可以調(diào)節(jié)末端執(zhí)行件的工作扭矩和轉(zhuǎn)速，改變運動方向和運動形式等等。一般來說，對于齒輪的精度要求主要包括四個方面：傳遞運動的準(zhǔn)確性、載荷分布的均勻性、傳動的平穩(wěn)性以及傳動側(cè)隙。 研究現(xiàn)狀目前，國內(nèi)加工齒輪主要是展成法和成形法兩種方法。其中，展成法加工精度高，效率高，相同模數(shù)不同齒數(shù)的齒輪可以用同一把刀具加工，但一般都要在專用機(jī)床上加工，例如滾齒一般都在滾齒機(jī)上進(jìn)行。滾齒主要在滾齒機(jī)上進(jìn)行，銑齒一般在萬能升降臺銑床上進(jìn)行，還沒有復(fù)合加工方法的出現(xiàn)。本復(fù)合機(jī)床可以向功能復(fù)合化、模塊化、智能化的方向發(fā)展。模塊化是指通過運動部件的封裝組合，分別實現(xiàn)不同的分運動形式，提高運動部件的通用性，互換性。 本課題的研究內(nèi)容主要是對滾銑復(fù)合機(jī)床進(jìn)行總體設(shè)計，包括滾齒和銑齒的原理、要求，運動形式，控制方案的確定，機(jī)械結(jié)構(gòu)局部的改進(jìn)，電機(jī)、滾珠絲杠螺母副、PLC的選型，觸摸屏各分界面顯示參數(shù)設(shè)計等等。第2章滾銑復(fù)合加工機(jī)床總體設(shè)計 HYX滾銑復(fù)合加工機(jī)床結(jié)構(gòu)原理簡介。 HYX滾銑復(fù)合機(jī)床的傳動原理圖 HYX滾銑復(fù)合機(jī)床控制系統(tǒng)簡介本滾銑復(fù)合機(jī)床控制系統(tǒng)采用PLC控制，因為其具有以下特點：系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易；使用方便，編程簡單，開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易；可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件；能適應(yīng)各種惡劣的運行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)。其中，觸摸屏用來設(shè)定工作環(huán)境；編碼器用來檢測主軸轉(zhuǎn)速和縱向進(jìn)給工作臺轉(zhuǎn)速，并將信號反饋給PLC；PLC接受觸摸屏的信號選擇不同的加工子程序，同時根據(jù)主軸編碼器和縱向進(jìn)給工作臺絲杠編碼器反饋的信號計算出分度頭所需的脈沖數(shù)，進(jìn)而驅(qū)動分度頭步進(jìn)電機(jī)實現(xiàn)間歇分齒運動或連續(xù)轉(zhuǎn)動；驅(qū)動器用來驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)運動；開關(guān)控制PLC的開啟與關(guān)閉?？傮w上說，本HYX滾銑復(fù)合機(jī)床由兩大部件組成：主軸箱及立柱部件工作臺部件2。主軸電機(jī)選用的是步進(jìn)電機(jī)，型號為，便于用PLC實時控制主軸轉(zhuǎn)速，以實現(xiàn)各種工藝加工要求。主軸懸臂布置，末端裝有主軸編碼器。水平立柱用來增加機(jī)床剛性。 滾銑復(fù)合加工機(jī)床部件2，本滾銑復(fù)合機(jī)床部件2包括兩個直線進(jìn)給工作臺和一個旋轉(zhuǎn)工作臺?？v向工作臺一般實現(xiàn)主要的進(jìn)給運動，比如銑齒和滾齒時沿齒輪軸向的進(jìn)給運動；圓盤工作臺一般用來調(diào)整工作臺或銑刀安裝角度，比如銑斜齒時需要將工作臺搬動一個齒輪的螺旋角；橫向工作臺一般用在對刀時調(diào)整銑刀和工件的相對位置。絲杠兩端采用固定固定式的安裝方法，絲杠兩端都加裝 縱向工作臺絲杠安裝圖角接觸軸承，安裝前對絲杠進(jìn)行預(yù)拉伸，減小絲杠的彎曲變形。為了解決此問題，將絲桿螺母副的螺母安裝在彈簧片上，再將彈簧片固定在縱向工作臺下底板上，這樣絲桿在轉(zhuǎn)動和移動時，螺母會隨著絲桿做輕微的形變，不至于將絲桿卡死。除此以外，在縱向工作臺上還裝有分度頭，用來實現(xiàn)銑直齒時的間歇分齒運動和滾齒時的工件連續(xù)轉(zhuǎn)動，可見，分度頭在在本滾銑加工機(jī)床上是重要的機(jī)構(gòu)。具體的實現(xiàn)間歇性分度還是實現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動通過控制PLC發(fā)出脈沖控制步進(jìn)電機(jī)來實現(xiàn)。 HYX滾銑復(fù)合加工機(jī)床控制部件的選型與設(shè)計前面已經(jīng)說過，本HYX滾銑復(fù)合加工機(jī)床的控制系統(tǒng)硬件由PLC、觸摸屏、驅(qū)動器、編碼器和開關(guān)等組成。而三菱的PLC也有很多類型，主要包括中小型FX系列和大中型Q系列。FX系列包括FX1S、FX1N、FX2N等系列。相比較之下，選擇FX2N比較合適，因為FX2n系列具備如下特點：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功模塊，它可以為工廠自動化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。其實世界上有很多出名的廠家生產(chǎn)觸摸屏，比如西門子、通用電氣、松下、LG、三菱等等。因為威綸通系列全部型號觸摸面板全線內(nèi)置電源隔離保護(hù)器，支持MPI ，不用額外花費購買轉(zhuǎn)換器；均采用EB8000同一套軟件，具有強(qiáng)大的兼容能力