用经济型数控铣床加工摩托车用变速鼓

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1、实用技术 用 经济型数校硫东加工 摩托车用变速鼓 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 姬瑞海 ?洛阳兵器工业职工大学? 摘要 为适应 变速鼓的生产 , 采用功率 步进电机驱动的 开环系统 , 选用? ? ? 铣床 并对其进行数 控改造 。 按照控制衣统所用 的代码编写程序指令 , 使刀具 、工 作台 和工件按照程序 中规定的加工路线进行相应运动 , 达到加工目的 。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 一 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? !? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? , ? ? ?

2、? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 主题词 ? 变速器壳体铣床数控系统 ? 概述 摩托车变速鼓为发动机关键零件之 一 , 它直接关系到发动机挂档的灵活性和挂档位 置的准确性 。 轴上的两条曲线槽 , 用传统的加 工方法是在立式铣床上或工具铣床上由工人 手摇靠模加工 , 这样不仅生产效率低 、 刀具寿 命短 、 成本高 , 而且 加工品质难以保证 , 工人 劳动强度大 , 显 见是不可取的 。 数控铣床虽然 能较好地保证加工品质和 生产率的要求 , 但 价格昂贵 , 通过技术经济分析 , 为适应变速鼓 的生产 , 决定对现有的老设备进行技术改造

3、 。 改造后的机床及机床控制框图如图 ? 、 图 ? 所示 。 根据被加工零件的形状 、 尺寸及其它 要 求 , 将零件加工 全过 程适 当地分成若干 程序 段 , 然后 确定各段加工数据 , 控制指令 , 按照 控制系统所用的代码编写程序指令 , 通过键 盘输入 给控制系统 , 控制系统再发出信号给 控制刀具进给的步进电机和控制工件做旋转 运动或直线运动的步进 电机 , 从而使刀具 、工 作台和工件按 照程序中规定的加工路线进行 相应的运动 , 达到加工目的 。 系统采用功率步进 电机驱动的开 环 系 统 , 因为开 环控制线路简单 , 步进电机的步距 ? ? ? ? , , 口口口口口口口

4、口口 门门门门门门门门门门 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?一 一 ? ? ? ? ? ? ? ? ?厂厂厂 吓吓吓吓吓吓吓吓吓吓吓 日日 ? 叫叫 ? ? ? 日日日 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 户户二 ? ? ?一一刁刁 ? ? ? 曰曰曰 ? ? ? ? ? ?一门门

5、 门门 产产产 ? ? ? ? ? ? ? ? , , 图,变速鼓数控加铁床 ? ? 纵向步进电机 ? ? 尾架 ? ? 仁件 ? ? 数控装置 ? ? 进刀步进电机 ? ? 回转步进电机 ? ? 分度头 ? ? 夹具 不受电压波动 和负载变化的影 响 , 也不受其 它环境条件的限制 , 只与脉冲频率成正比 , 它 能按照控制脉冲数的要求进行起动 、 停止和 反转 。 这种步进电机驱动的开环控制系统技 术比较简单 , 价格便宜且 维修方便 。 摩 托 车技术? 年第?期 实用技术 罕 匡 画 卜赓外 幽 光光电隔离离离功率放大 大 进进刀步进电机机 回回转步进电机机 纵纵向步进电机机 图 ?

6、加工控制框图 ? 零件分析 变速鼓上两条曲线槽的平面展开图如 图 ?所 示 。 程序方向 。? 幕羹 羹 梅 ? 图? 变速鼓展开示意图 变速鼓直接关系到发动机挂档的灵活性 及位置的精确性 。 其分别由直线段 、 斜线段 和 圆弧段组成 。 加工时除保证各曲线本身尺 寸 、 相互位置尺寸 、 表面粗糙度外 , 还必须保 证各部几何形状完好 , 各交接点圆滑过渡 , 从 而保证摩托车挂档部件的使用性能 。 ? 铣床加工系统的选择与确定 ? ? ? 机床的主要改装部分及铣床选型 为加工变速鼓上的两条 曲线槽 , 需要三 个运动 , 即垂直主轴的上下升降 、 工作台的左 右移动及分度头的回转运动 。

7、 其中垂直主轴 的上下升降实现铣刀的进刀工步 、 工作台的 左右移动和分度头的回转运动应采用联动形 式以实现对变速鼓槽的曲线形加工要求 。 摩托车技术? ?年第?期 适宜改装且能够实现上述三种运动的铣 床型号比较多 。 一 考虑到机床功率与所加工工 件相匹配的经济性 , 改造的可行性 、 方便性 , 选用的是昆明铣床厂生产的 ? ? ? ? 。 这是因 为 ? ? ! 系列铣床有如下一些特点 ? ? ? 垂直主轴有手动进给装置 , 且装进给 手轮的主轴箱侧面为平面 , 面积较大 , 很适于 装带减速装置的步进电机 。 ? ? 垂直工作台左侧板稍加改装便适于装 带减速装置的步进电机 。 ? ?

8、利用机床三 爪卡 盘 的 分 度头 ? , 只需再 加一对减速齿轮 , 便可改装 出满足脉冲当量要求的工件转动机构 。 ? ? 加工性能稳定可靠 , 占地面积小 。 ? ? ? 数控系统类型的选择 数控系统类型一般是根据需要控制的坐 标数及联动坐标数的多少和分辨率的高低来 选择的 。 考虑到功能够用 和经济性及变速鼓 曲线槽的加工要求以选? 一 ? ? 为好 。 ? ? ?主轴驱动及进给运动驱动的选择和 校 核 驱动系统的选择可用估算法求其参数 。 对于 ? ? 铣床主传动系统 , 若? 卖镇?计 , ? 实 为实际扭矩 , ? 计 为计算扭矩? , 则安 全 ? 若? 实? ? 计 , 则危

9、险 。 对于 经济型数控机 床改造 , 二般仍采用原机床主传动系统 , 故对 ? ? ? 铣床的主传动系统也不做改变 。 对进给驱动系统的选择 , 用实测法可得 符合实际情况的数据 。 利用原扒床的有关技 术资料 , 借鉴他人对机床改造的经验 , 用类比 法可大大加快改造方案的确定 。 铣床对纵 、 横 向工作台 、 垂直主轴 、分 度头数控改造皆可用 ? ? ? 步进电机及配 套减速器或? ? 一? ? 带 减速装置?以满足对力矩和传动比的要求 。 本机改装的三个主要部件是垂直主轴 、 纵向工作 台和分度 头 , 其脉 冲当量都选为 。 ? ? ? ? ? , 配 用步 进 电机的步距 角都

10、选 为 ? ? ? ?。 ? ? ? ? ? 垂直主轴 传动示意图如图 ? 所示 , 由于已知步进 实用技术 电机的步 距角为 ? ? ? ? “, 脉冲当量 为 ? ? ? ? ? , 又知齿轮齿条传动中 , ? 、 ?一? ? , 因 此 , 可求出蜗轮 、 蜗杆传动副的传动比 味一 ? 。 从而选蜗杆 ? ? , ? 。 蜗轮 ? ? 一? , ? 。 配的分度头 , 其传动比为 ? ?。 。 根据前面给定条件?脉冲当量及步进 电 机 步距角等?经 过计算 , 选减速齿轮副的参 数 ?, 一? ? , ?一? ? ? ? 一? , ?一? 。 传动示意 图 如图 ? 所示 。 ? ?”?

11、 ? ?一? 沉一? 寻寻 ? ? ? ? ? ? ? ? 刀留二二 图?垂?主轴传动示愈图 安 装 时 , 在垂直 主轴箱装进刀手轮的一 侧铣出一个安装平面 , 利用进刀手轮的位置 安装蜗轮 、 蜗杆传动副及步进电机 。 由于 垂直 主轴箱侧面是一个平面 , 因 而安装基 面 易加 工 , 且对机床原结构无影响 。 ? ? ? ? ? 纵向丝杠 其传动示 意 图及选取的参数如图 ? 所 示 。 所求齿轮副传动比为 椒? ? ? 。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? , 一一一 一 图? 纵向工作台传动示意图 由此选带减速装置?减速比为 ? ? 的 ? 一? 型步进电机刚好满

12、足要求 。 为保留手 工 操作功能 , 把步进电机安装在纵向工作台 的左侧 。 ? ? ? ? ? 分度头 为减少改造费用 , 仍采用 ? ? ? 铣床所 ? ? 图 6分度头传动示意图 3 . 4 其它改装部分 3.4.1尾座 由于工件在 加工过程中 , 不断 地作轴向 换 向 , 致使 切削力方向在不断地改变 。 为防止 工件发生相对位移 , 保证加工尺寸 , 工件一端 固定在夹具上 , 另一端用 尾座顶尖定位(如图 l) 。 3 . 4 . 2 数控系统悬挂架 为使数控系统便于 观察和操作 , 在铣床 床身左侧适当位置 固定一可旋转的数控系统 悬 挂架 4 加工精度的保证 影响加工精度的

13、因素很多 , 除了要 正确 编制程序和符合图纸 要求外 , 还要满足以下 几点要求 。 4 . 1程序起始点与工件起始点要始终一致 这就需要将分度头 、 垂直工作台传动系 统的间隙尽可能调整到最小 。 由于累积误差 的存在 , 每加工一定数量的工件原位将发生 偏移 , 这就要求操作人 员要牢记各刻度盘的 起始点位置 , 如发生偏移要及时进行调整 。 4 . 2工件要安装正确 工件中心线与工作台运动方向平行 , 刀 具中心线必 须通过工件中心线并与之垂直 , 这都靠夹具和机床保证 。 (下转第3 6 页) 摩托车技术1997年第4期 新品选登 条式结构 , 承 载能力强 ;制动系统 采用毅式制

14、的 定型试验结 果表明 , 该两种产品完全达 到 动 , 具有良好的操纵灵活性和制动可靠性;电了设计任务书及国家有关标准的要求 , 各项 器 系统采用 电压调 节器 和C D I点火装置 , 保性能 指标均 达 到 了 国 内 同类 产 品的领先水 证了点火系统的可靠性和灵敏性 。 平 。 其有关技术规格和性能参数如 下 : 经中国摩托车质量天津监督检验所进 行 表 1 日 R9 0 一 4与日RIO O 一 3的技术规格及性能今数 整整车车 H R90 一 4 4 4 HR 100 一 3 3 3 汽油机机 H R 90 一 4 4 4 HR 10 0 一 3 3 3 长长 、 宽 、高,

15、mm m m2 01 0 、 755 、 10 6 5 5 52010 、 755 、 10 6 5 5 5 型号号 147FM M M IE 52FM M M 轴轴距 , mm m m 1280 0 0 128 0 0 0 型式式单缸 、 风冷 、 四冲程 程单缸 、风 冷 、两 冲程程 空空车质 量 , k g g g105 5 5105 5 5 总排量 , m 8 5 5 59 7 7 7 缎缎高车速 , km/h h h 妻70 0 0妻80 0 0 点火方式式 C D I I IC D I I I 最最小稳定车速 , km / h h h 镇22 2 2(22 2 2 压缩比比 8 8 :l l l 6.5 : 1 1 1 制制动距离 , m m m 毛7 7 7( 7 7 7 最大功率 率 4.78(8 00( ) ) )7.42(7 000) ) ) kw (r/min) ) ) ) ) ) ) 2 2 20( )km 体积消耗 , I I I 簇1.9 9 9蕊2.3 3 3 最低稳定空载 载 1 500 0 0 1800 0 0 转速 , r /mi n n n n