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基于SIEMENS和FANUC数控系统加工圆环链轮链窝的工艺
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0前言
刮板(转载)机主要靠链轮带动圆环链及刮板运动.从而带动物料运输.链轮体质量的好坏直接影响刮板输送机的工作效率.提高输送机的使用寿命就必须提高链轮的整体质量。链轮作为主要的核心部件.齿部为多重渐开线的组合,因此,齿部链窝的加工精度直接影响链轮的质量和使用寿命。
1链轮结构分析
根据GB/T24503—2009{矿用圆环驱动链轮》分析可知(见图1),链窝假想剖面齿形,θ=360°/(2N)(N为链轮齿数),齿根圆弧半径R2=0.5d(d为圆环链直径),齿根圆弧半径R2与齿形圆弧R1相切,且齿形圆弧尺。圆弧半径的圆心在离链轮中心H+0.5d的直线上。
图1假想剖面齿形及主要参数
2数控加工方法及应用范围
圆环链轮链窝目前主要加工方法有直接铸造或锻造成型、使用成形铣刀和专用工装用展成法加工、CAD/CAM自动数控编程加工。由于R代码编程和用户宏程序允许使用变量、算术和逻辑运算及条件转移.使得编制同样的加工程序更简便灵活,程序短小.具有相当大的优势,可加工同类型的零件,通用性极强.具有极好的易修改性和易读性。采用R代码或者用户宏程序无论是加工效率、速度、还是加工精度都要比CAD/CAM自动编程加工要高。R代码编程或宏程序主要利用各种数学方程式和函数进行运算加工。因此,编制程序必须掌握一定的数学理论基础。
3编程前的主要参数分析与计算
将编程坐标系原点(零点)设定在链窝底部中心位置.通过圆的标准方程式,找出坐标系中X值和y值之间的关系.使用程序条件循环和无条件转向等诸多功能改变纵向切削深度y数值。利用数学方程式在每层深度赋值计算横向变量赋值x。
根据圆的标准方程式
如图2所示.计算出坐标系中尺。圆心横、纵坐标值a、b和R2圆弧与R1圆弧的切点q的纵向坐标值,为关键的编程数据。
图2主要参数分析图
(1)R1圆心横、纵坐标值计算方法两圆相切.相切圆的圆心连线必经过切点。R1与R2圆心连线长度b=R1+R2(见图3),在离链轮中心H+0.5d直线延长后相交的图形为正多边形。先利用正切计算出图3中口的尺寸.再通过多边形内角计算公式(n-2)x180°/n,计算出β的角度,式中n为正多边形边数(n等于链轮的齿数),再通过正弦定理a/sinα=b/sinβ,结合反正弦函数计算出R1与R2圆心连线与坐标原点X轴的夹角α,最后用三角函数余弦、正弦分别计算出R1圆心横、纵坐标值。
图3三角计算法图解
(2)R1与R2切点纵向坐标值计算方法
通过上述方法计算出R1与R2圆心连线与坐标X轴的夹角a后.再通过三角函数正弦计算出R1与R2切点纵向坐标值q。
4加工工艺确定及刀具的选择
为提高链窝加工效率.降低制造费用,经综合性因素考虑.使用涂层硬质合金可转位刀具高速铣削加工。粗加工留1mm裕量后再进行精加工。
粗加工采用可转位直角台肩面铣刀(见图4),刀具半径应小于或等于所加工链窝平面圆弧半径,刀具选择要适当,直径不宜过小。粗加工应根据机床工艺系统刚性及刀具直径选择最大的层切削深度,以减少走刀次数,提高加工效率。
精加工主要保证工件的质量,采用可转位圆鼻面铣刀(见图5)。刀具半径应小于或等于所加工链窝平面圆弧半径,刀具前端圆鼻圆弧半径应小于或等于链窝底部尺:圆弧半径,精加工刀具圆弧主要起修光作用.层切削深度设定不宜过大,应根据所加工表面的粗糙度和精度而定,以最大程度上降低切削残留面积。降低表面粗糙度,可有效提高加工。
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