鏈輪加工工藝研究

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1礦用刮板輸送機驅動鏈輪加工工藝參數的確定

工藝參數是指在完成某項工作的一系列基礎數據或者指標，這些基礎參數構成了工藝操作或者設計的內容。它具體包括：

1.1數控加工機床的選擇

根據鏈輪的實際構造及加工要求，選擇KHC80臥式加工中心對其進行加工，原因是：KHC80臥式加工中心的主軸處于水平狀態，帶有可進行分度回轉運動的方形工作臺[2]。有三個直線運動坐標和一個回轉運動坐標，它能夠使鏈輪在一次裝夾后完成除安裝面和頂面以外的其余圓周面的加工，并且帶有刀庫及自動換刀系統，從而縮短輔助時間，提高加工效率（見圖1）。

1.2確定加工方案及工藝參數，制定數控加工工藝路線

分析鏈輪外形可知（見圖2）：鏈輪為回轉體結構，其中繞軸線的環形槽均有車床加工，加工中心需要加工平行于軸線的外齒及外齒上的齒窩部分（見圖3），總的加工工序為先加工一個齒，然后旋轉工作臺一定的角度再加工另一個齒，依次類推，直到全部加工完畢。就單個齒的加工工序來說，先粗銑外齒及齒窩部分，再精銑外齒到位，最后精銑齒窩到位，至此加工完畢。

1.3確定鏈輪的定位與裝夾方式、加工刀具、切削用量等工藝參數

為方便鏈輪的加工，鏈輪的裝夾方式采用鏈輪的中心軸線與機床Y軸重合的方式（見圖4），加工刀具的選擇、切削用量等工藝參數則是根據機械設計手冊及實際的加工經驗確定的，歸納整理（見表1）。

1.4調整數控加工機床的參數

具體需要調整的參數為各個刀具的刀補植，包括刀具的類型、刀具直徑、刀具長度等，把這些參數分別輸入到對應刀號下，方便加工時自動調用。

1.5分配加工公差

根據中華人民共和國《礦用刮板輸送機驅動鏈輪》MT231-91的標準可知[3]，齒窩部分是鏈輪與圓環鏈的配合面，其整體公差為（0，-2），其余尺寸為非配合面，按照基本尺寸加工，不做公差要求。

2利用KHC80臥式加工中心對鏈輪進行加工的操作步驟

2.1準備工作

1）首先，檢查線路是否完好；其次，旋轉電柜上的電源開關，接通總電源；再次，順時針旋轉急停按鈕；最后，打開控制面板的電源開關，啟動機床及操作系統。2）機床手動返回參考點。3）在工作臺上裝夾鏈輪。①將百分表吸附在臥式加工中心主軸的端面上；②讓機床進入手動調整操作方式，慢慢搖動手輪，使杠桿百分表的表頭按逐漸接近鏈輪的外圓柱面，讓觸頭接觸到外圓柱面；③讓工作臺緩慢轉動，當旋轉一周時百分表指針的跳動量在允許的誤差范圍內。那么此時工作臺的旋轉中心與鏈輪的中心重合，夾緊工件,裝夾完畢。

2.2數控機床加工鏈輪

1）對刀確定加工坐標系。對刀就是建立鏈輪的加工坐標系與機床坐標系之間關系，主要是采用試切法對刀，逐一確定加工各坐標軸的初始位置。2）安裝刀具及輸入刀具偏置值。將鏈輪加工程序中使用的刀具編號、刀偏編號與實際刀具對應起來列成表格，然后將刀具類型、刀具長度和直徑等偏置值存到偏置寄存器相應位置，程序調用刀具時也會調用相應的刀偏值，那么就可以實現換刀后自動加工而不需要再次對刀。3）調出鏈輪的加工程序：①按下工作方式鍵中EDIT程序編輯鍵或AUTO自動運行鍵；②按PROGRAM顯示程序屏鍵；③輸入O地址鍵（按O鍵）；④輸入程序號（按數字鍵）；⑤按向下光標鍵（標有CURSOR的↓鍵）；⑥搜索完成后，需要的程序的程序號會出現在屏幕上。4）程序校驗：①按自動加工鍵選擇自動運行模式；②按機床鎖定鍵、輔助功能鎖定鍵、空運行鍵[4]。使機床主軸及其他各軸不動，僅讓程序空運行，通過觀察顯示屏上的加工坐標，可判斷程序運行時是否會超程是否會撞刀等，若程序有語法及格式上的錯誤則機床會報警，這樣既可初步校驗鏈輪加工程序的正確性；③按描圖鍵，再按下圖形鍵，進行圖形模擬加工，顯示屏上即可顯示對鏈輪的加工畫面，可以檢查刀具的運行軌跡是否正確，以此來最終校驗鏈輪加工程序的正確性。5）程序試運行：①按自動加工鍵選擇自動操作方式；②按單步鍵；③調節進給倍率，因當程序第一次運行時，新程序中設置的進給都是理想狀態下的值，有可能不是最優的設置，那么在實際加工時就需要調整進給率，實際機床的進給率是編程進給率與倍率的乘積，直到調成最優的進給率，在此由于是試切所以采取小吃刀量與低進給進行切削加工[5-6]；④按循環啟動，運行該程序，在開始運行時密切注意機床的加工狀態，若出現問題可按進給保持，暫停加工排除問題后按循環起動鍵繼續加工。當加工完一個齒后應該暫停加工然后驗鏈加工的齒窩等各尺寸是否合格。6）運行鏈輪加工程序。經檢驗若有問題，那么就必須找到問題并及時的修改程序。若經檢驗符合要求，那么就可以再按循環啟動鍵接著進行加工，直到全部加工完成。7）拆卸與檢驗鏈輪。當鏈輪程序運行完畢后，機床會有提示信息，那么至此鏈輪就加工完畢了，拆卸下后由質檢人員檢測合格后入庫。

3結束語

鏈輪數控加工工藝參數的確定，使鏈輪的數控加工不僅成為可能，更為發揮數控機床的加工特性及鏈輪加工質量的提高提供了堅實的保證。利用KHC80臥式數控加工中心對鏈輪進行數控加工，實現了鏈輪加工高度的自動化、減輕了勞動強度、提高了鏈輪的加工精度及表面加工質量，為先進制造技術在煤機裝備中的應用起到了推動作用。

作者:郭秋榮 單位:陽煤忻州通用機械有限責任公司

參考文獻：

[1]倪祥明.數控機床及數控加工技術[M].北京:人民郵電出版社,2011.

[2]張亞力.數控銑床/加工中心編程與零件加工[M].北京:化學工業出版社,2011.

[3]付晉,梁寧寧.機械加工技術中數控加工的應用[J].南方農機,2017(6):94.

[4]施曉芳.數控加工工藝[M].北京:電子工業出版社,2011.

[5]姚新.數控加工技術[M].北京:機械工業出版社,2011.

[6]寇曉晨,張磊.基于Powermill的礦用刮板輸送機驅動鏈輪的自動編程[J].現代制造技術與裝備,2016(12):172-173.