数控技术改造新轴铣床扩展加工功能

　　一、汽车动力转向器摇臂轴的输出端是锥度花键轴，不同型号的动力转向器，其锥度要求也不同，如所示为116和1!40?9两种锥度的花键轴。在普通铣床上加工的方法为：将工件中心线偏转一定角度，用分度盘分度来进行加工，这种方法加工效率很低，一般约40min加工一件，且加工质量和加工表面精度都不高，不能满足生产要求。

　　青海第二机床厂生产的Y631K花键轴铣床，加工效率和加工精度都较高。但该铣床只能加工直花键轴，不能加工带锥度的花键轴。为此，对其进行改造，研制了径向坐标数控系统，使该花键轴铣床能够加工锥度花键轴，加工及辅助时间缩短至10min一件，大大提高了加工效率和加工精度。

　　二、数控系统工作原理

　　所示，从加工锥度花键轴的运动分析可知，工件和铣刀按一定比例运动(V1和V2存在一定比例关系)，即可加工出锥度花键轴。

　　注：锥花键凹齿位于零件的对称中心线上并作标记汽车(千辆新能源汽车为绿色世博添彩)动力转向器摇臂轴锥花键加工示意图由于该铣床主运动的传动精度较高，工件运动速P3M、P2P3与X轴的夹角。

　　设C2、C3圆弧的半径分别为r2、r3，则可推导出：r2=[dcosv(sinu-sinw)-dsinv(cosu-cosw)]hr3=[dcosv(sinqsinv)-dsinv(cosqcosw))]h(2)式中，h=(cosqcosw)(sinu-sinw)-(sinqsinw)(cosu-cosw);d是P2和P3点之间的距离;q、u、v及w分别是矢量P2A2、P3A3、P2

　　三、控制参数设计

　　要能准确地加工出合格的花键轴，控制参数有：1.铣刀相对于加工端面的提前量X;2.铣刀沿花键轴径向的进给量Y;3.步进电机的工作脉冲数S.

　　经计算，两种锥度花键轴的X、Y、S如两种锥度花键轴的参数锥度1161!40?9X(mm)7.997.51Y(mm)4.49771.238S(步)2880023780

　　四、控制系统硬件设计

　　控制系统硬件的主要组成所示。

　　五、调试试验

　　根据上述数控方案及设计参数，在Y631K铣床上进行了调试试验，改造后的铣床通过手控选择加工程序，由计算机自动控制加工过程，设计的加工程序可根据需要改变加工参数，加工不同锥度的花键轴，并加工出了合格的锥度花键轴。加工时间由原来的1件40分缩短到1件10分，且由于加工过程的自动控制，避免了分度加工中的误差影响因素，加工精度和表面质量均有很大提高。

　　应用数控技术改造Y631K铣床，解决了该铣床不能加工锥度花键轴的问题，并扩展了加工功能。

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