“Un pequeño paso para los engranajes, un gran salto para China”. Una de las razones fundamentales por las que la tecnología de fabricación de grandes equipos y centrales eléctricas de mi país siempre ha estado sujeta a limitaciones humanas es que la tecnología de fabricación de engranajes está atrasada. . Los grandes engranajes cónicos de alta precisión se utilizan principalmente en grandes barcos, locomotoras, minería y metalurgia, extracción de energía y equipos militares de defensa nacional. Son los componentes centrales de los dispositivos de energía avanzados. Durante mucho tiempo, su tecnología y equipos de procesamiento han estado monopolizados por los países desarrollados occidentales. Anteriormente, la importación anual de engranajes de gran tamaño y alta precisión de mi país costaba entre 200 y 300 millones de dólares, con un precio unitario de más de 300.000 yuanes. El precio era alto y el ciclo de suministro era largo, lo que restringía el desarrollo de mi país. industria de fabricación de equipos.
Actualmente existen varios métodos para procesar engranajes cónicos rectos: fresadora de engranajes cónicos rectos con cabezal de corte doble; fresadora de engranajes cónicos rectos con requisitos generales; Las máquinas y los cabezales indexadores se procesan mediante el método de generación.
La cepilladora de engranajes cónicos rectos es una máquina herramienta que utiliza un par de cepilladoras para desbastar y terminar los engranajes cónicos rectos mediante el método de generación.
La fresadora de engranajes cónicos rectos de doble cabezal utiliza dos cabezales de corte con dientes escalonados y utiliza el método de generación para fresar las superficies de los dientes izquierdo y derecho en la misma ranura del diente. Debido al movimiento relativo entre el cabezal de fresa y la pieza de trabajo en la dirección longitudinal sin dientes, la parte inferior de la ranura del diente fresado es circular y el módulo de corte y el ancho del diente son limitados.
La máquina fresadora y brochadora de engranajes cónicos rectos es una máquina herramienta que utiliza el método de formación para cortar ranuras para dientes de la pieza en bruto de la rueda sólida en una rotación del disco de engranaje de fresado y brochado de gran diámetro. Debido a que las herramientas son complejas y costosas, y cada pieza de trabajo requiere un cabezal de herramienta especializado, solo es adecuada para la producción en masa.
La fresadora de engranajes cónicos cuasi-involuta utiliza una fresa cónica y es una máquina herramienta que indexa continuamente los dientes según el método de generación. Al cortar los dientes, la fresa cónica corta primero con el extremo grande y luego con el extremo de diámetro pequeño. Para garantizar una velocidad de corte constante durante todo el proceso de corte, la máquina herramienta controla la velocidad de la fresa a través de un dispositivo de transmisión continuamente variable. Al cortar los dientes, el soporte, la encimera y la pieza de trabajo realizan un movimiento de rotación continuo para procesar la pieza de trabajo, y el soporte se mueve hacia adelante y hacia atrás una vez. La rotación de la mesa vibratoria y la pieza de trabajo genera un movimiento generado a través del mecanismo diferencial, de modo que la pieza de trabajo obtiene una curva de perfil de diente con la misma altura a lo largo de la longitud del diente.
Lo anterior es un método de procesamiento que utiliza herramientas mecánicas para eliminar el material capa por capa para lograr requisitos de precisión. Debido al uso de herramientas de corte, la dureza del material durante el procesamiento no puede ser demasiado grande, es decir, los materiales endurecidos no se pueden procesar y los materiales difíciles de cortar (como acero inoxidable, aleaciones de titanio, etc.) también son un problema; producción actual. Y debido a la vibración mecánica, es difícil mejorar la precisión del procesamiento de engranajes cónicos rectos al mismo tiempo. Los engranajes cónicos rectos de precisión también requieren mecanizado en desbaste, enfriamiento y rectificado. Las cepilladoras de engranajes grandes son difíciles de fabricar y aun así es necesario importarlas.
Parámetros de precisión de la cepilladora de engranajes cónicos rectos
Parámetros principales, contenido, descripción y métodos de evaluación hacia atrás nacionales avanzados nacionales avanzados nacionales generales nacionales
(1) Precisión de procesamiento Consulte a JB4176-86.
1. Nivel de precisión 6, nivel 6, nivel 7, nivel 8
2. Rugosidad superficial Ra (micras) 1.61.63.2 > 3.2.
(2) Existen sistemas CNC
(3) Ruido DB (a) ≤ 80 80 ~ 83 83 ~ 85 > 85
Este artículo presenta WEDM Tecnología y máquinas herramienta patentadas para el procesamiento de engranajes cónicos rectos.
(Patente de invención No.: 200810123589.9)
Uso de CNC WEDM para procesar engranajes cónicos rectos:
Mecanizado por descarga eléctrica con corte de alambre (WEDM), a veces también llamado corte de alambre. Su principio de funcionamiento básico es utilizar un alambre metálico delgado que se mueve continuamente (llamado alambre de electrodo) como electrodo para realizar una descarga de chispa pulsada en la pieza de trabajo, generando alta temperatura instantánea, derritiendo o vaporizando parcialmente el material de la pieza de trabajo, eliminando el metal y cortando. en forma. Este es un método de procesamiento macro sin contacto con muy poca potencia de procesamiento.
WEDM se utiliza principalmente para procesar diversas piezas de trabajo complejas y precisas, como punzones, matrices cóncavas, punzones, placas fijas y placas de descarga de matrices de punzonado, herramientas de conformado, plantillas, electrodos metálicos para chispas eléctricas, varios orificios pequeños y ranuras, cualquier cosa. curva, etc Tiene ventajas sobresalientes, como pequeños márgenes de mecanizado, alta precisión de mecanizado, ciclo de producción corto y bajo costo de fabricación, y se ha utilizado ampliamente en la producción. En la actualidad,
las máquinas WEDM se suelen dividir en dos categorías según las diferentes velocidades de funcionamiento de los electrodos de alambre:
Una son las máquinas herramienta de electroerosión por hilo de alta velocidad (HS-WEDM), electrodos de alambre Movimiento alternativo de alta velocidad, la velocidad general de funcionamiento del cable es de 8 ~ 12 m/s, el cable del electrodo se puede reutilizar y la velocidad de procesamiento es rápida. Sin embargo, el funcionamiento rápido del cable puede hacer que el cable del electrodo se agite y produzca rayas. al cambiar de dirección, reduciendo la calidad del procesamiento. Es el modelo principal producido y utilizado en China, y también es el método de procesamiento WEDM original de China. En la actualidad, sobre la base de las máquinas herramienta de corte de alambre de alta velocidad, se utilizan múltiples tecnologías de corte y convertidores de frecuencia para cambiar la velocidad del alambre cuando se utilizan los parámetros de mecanizado eléctrico correspondientes, lo que mejora efectivamente la calidad de la superficie de procesamiento y el procesamiento del corte de alambre de alta velocidad. Máquinas de electroerosión de precisión, convirtiéndose en un nuevo tipo de máquina herramienta cortadora de alambre de tamaño mediano, con una precisión de procesamiento de 0,006 mm y una calidad superficial de Ra1,0 micras.
La otra es la LS de baja velocidad. -WEDM, cuyo cable del electrodo está en una dirección. Movimiento de baja velocidad, la velocidad lineal general es inferior a 0,2 m/s y el cable del electrodo ya no se usa después de la descarga, por lo que el trabajo es suave y uniforme, con pequeña fluctuación. la calidad de la superficie de procesamiento puede alcanzar Ra0,2 μm y la precisión del procesamiento puede alcanzar 0,002 mm
El control de la trayectoria del cable del electrodo se controla mediante un programa digital, que utiliza tecnología avanzada de control automático digital para accionar la máquina herramienta. para completar automáticamente el procesamiento de acuerdo con el programa de procesamiento CNC preprogramado de acuerdo con los parámetros geométricos de la pieza de trabajo antes del procesamiento. En la actualidad, las máquinas herramienta WEDM son generalmente CNC.
A continuación se presentan la estructura básica y los parámetros de la máquina de máquinas herramienta de procesamiento WEDM con engranajes cónicos rectos.
Primero, instale el engranaje en bruto procesado en el centro de rotación de la plataforma giratoria CNC. Incline y ajuste el eje central de rotación (cable de ajuste de máquina herramienta grande) de modo que el ángulo entre el cable y el eje de la plataforma giratoria CNC sea el ángulo cónico del engranaje cónico recto. Ajuste la posición del cable de modo que un extremo del cable (alambre de molibdeno o alambre de cobre) esté centrado en el centro del engranaje cónico recto (es decir, el centro de rotación del engranaje cónico) y el otro extremo esté centrado en el círculo base en el extremo grande de la superficie del diente del engranaje cónico recto es el punto base para la alimentación. En este momento, el tramo de alambre entre las dos boquillas es el radio del centro de rotación del engranaje cónico recto y el servomotor se pone en marcha para bloquear la plataforma giratoria y el tornillo de alimentación de alambre. Inicie el sistema CNC para hacer que el ángulo de rotación de la plataforma giratoria CNC avance y retroceda junto con la rosca del extremo grande de la superficie del diente del engranaje cónico recto. Escriba un programa de acuerdo con el módulo equivalente de diseño del engranaje cónico recto para realizar el varillaje. de rotación y avance y retroceso. Cuando el cable del electrodo está en la punta del diente, la plataforma giratoria CNC gira, pero el cable del electrodo no se mueve. Esta es la punta del diente del engranaje cónico recto. Después de girar a través del ángulo central de la punta del diente, el alambre del electrodo del extremo biela se alimenta de acuerdo con la rotación de la pieza de trabajo, es decir, se procesa la parte con forma de diente. Cuando el alambre del electrodo llega a la raíz del diente, la pieza de trabajo continúa. gire y la parte de la raíz del diente se procesa en este momento; girando en el ángulo del centro de la raíz del diente, el cable del electrodo se retira para procesar la otra mitad de la forma del diente del mismo diente. Cuando llega a la parte superior del diente, el procesamiento de uno. el diente está completo. A continuación, trabaje en todos los dientes en secuencia. Bajo el control del sistema CNC, el alambre del electrodo genera el perfil del diente de acuerdo con la espiral estándar del engranaje equivalente de extremo grande. Los engranajes cónicos rectos estándar se procesan mediante descarga de cables de alta frecuencia para generar chispas que corroen los espacios creados por la pieza de trabajo. Cuando el cable es paralelo a la línea central de la plataforma giratoria CNC, es decir, cuando el ángulo incluido es cero, el cable del electrodo avanza y retrocede paralelo a la dirección central del engranaje, y el engranaje sintetizado CNC es un engranaje recto estándar. Esta máquina herramienta puede procesar con precisión los dientes de piezas giratorias, como los dientes de los discos de engranajes indexadores de precisión y los dientes de las hojas de sierra circular de acero de alta velocidad.
La parte de control de la máquina herramienta se basa en un software de programación informática y genera instrucciones de código de programa, que están integradas por el módulo de accionamiento, el amplificador de potencia de alta frecuencia y el sistema de control por cable. La máquina herramienta consta de una plataforma giratoria de precisión inclinable CNC, un mecanismo de recogida de alambre, una mesa elevadora y de alimentación de estructura de alambre y un sistema de suministro, recuperación y filtración de fluido de corte. Se instala una regla de rejilla de precisión en el banco de trabajo para mostrar visualmente el posicionamiento del cable y los datos de trazo. Las rejillas superior e inferior se instalan sobre rieles guía lineales y se mueven hacia arriba y hacia abajo mediante un motor. La distancia entre las dos rejillas se muestra mediante una regla de rejilla, lo que facilita el ajuste de la distancia entre los dos grifos.
Principales modelos y parámetros de máquinas de alimentación de alambre rápidas (medias)
Tipo de modelo, diámetro máximo de procesamiento, rango máximo de módulo de procesamiento, módulo de procesamiento máximo, distancia máxima del cono de la pieza de trabajo, diente máximo de la pieza de trabajo rango de números, procesamiento óptimo Precisión Mejor rugosidad de la superficie Máxima eficiencia de procesamiento Dimensiones generales del host Peso neto
YDK7760 600 mm No limitado a 305 mm No limitado al nivel 4 1,0 μm 180 mm2/min 1,4 × 1,8 × 1,8 m
YDK77120 1200 mm No limitado a 605 mm No limitado a Grado 4 1,0 μm 180 mm2/min 2,4×2,6×2,4 m 5,5 t
YDK77200 2000 mm No limitado a 800 mm No limitado a Grado 4 1,0 μm 180 mm2/min 3,6×2,6×2,6m 8t .
YDK77300 3000 mm no limitado a 800 mm no limitado al nivel 4 1,0 μm 180 mm2/min 5×3,6×2,6m 9t.
YDK77500 5000 mm no limitado a 800 mm no limitado a nivel 4 2,5 micras 180 mm2/min 6,5×6×4m 12t.
Principales modelos y parámetros de máquinas herramienta para cortar alambre
Tipo de modelo, diámetro máximo de procesamiento, rango máximo de módulo de procesamiento, módulo de procesamiento máximo, paso máximo del cono de la pieza de trabajo, rango máximo de número de dientes de la pieza de trabajo, mejor precisión de procesamiento, mejor rugosidad de la superficie Máxima eficiencia de procesamiento Dimensiones generales del host Peso neto
YDK7660 600 mm No limitado a 200 mm No limitado al nivel 4 0,2 micrones 300 mm2/min 1,4 × 1,8 × 1,8 m 4 t
YDK76120 1200 mm No limitado 200 mm Sin límite a Grado 4 0,2 micras 300 mm2/min2,4 × 2,6 × 2,4 m5,5 t
En comparación con el corte de herramientas mecánicas existente, el método de WEDM para procesar engranajes cónicos rectos debido a la falta de fuerza de macrocorte tiene las siguientes ventajas:
1. Durante el proceso de procesamiento, la pieza de trabajo no sufre tensión ni deformación. Bajo el control de instrucciones CNC, la precisión del procesamiento es alta. Los dientes son involutas estándar o curvas funcionales con buena rugosidad superficial. Es posible una microalimentación (1 μm) y múltiples cortes. La precisión del procesamiento puede alcanzar los 2 μm y la rugosidad de la superficie puede alcanzar los 0,5 μm. Las máquinas herramienta de precisión pueden utilizar estructuras de corte de alambre; las piezas con mayores requisitos de procesamiento pueden utilizar estructuras de corte de alambre medias o rápidas.
2.WEDM es particularmente beneficioso para materiales con alta resistencia, alta tenacidad y alta dureza, que son difíciles de mecanizar. Para cumplir con los requisitos de alta precisión y larga vida útil, el procesamiento tradicional de engranajes metálicos requiere dejar un cierto margen en la forma del diente y luego templar y rectificar para cumplir con los requisitos. WEDM puede procesar directamente materiales templados. Cuando se encuentran engranajes cónicos como el acero inoxidable, la aleación de titanio y el acero al carburo, los métodos de procesamiento tradicionales son muy difíciles. La "aleación de titanio", conocida como el metal del siglo XXI, se utiliza cada vez más en el campo aeroespacial debido a sus ventajas como baja densidad, alta resistencia específica, resistencia a altas temperaturas, fuerte resistencia a la oxidación y estructura molecular estable. Varios engranajes de transmisión de aleación Ni-V-Ti para locomotoras diésel, engranajes de transmisión de posicionamiento para varios sistemas de artillería en el ejército y engranajes de transmisión de control para vehículos aeroespaciales deben estar hechos de aleaciones de titanio. WEDM es un método ideal para procesar aleaciones de titanio.
3. Es conveniente fabricar máquinas herramienta de carrera ultralarga y de alta precisión para cumplir con los requisitos de procesamiento de alta precisión de piezas especiales. En la actualidad, los equipos nacionales de procesamiento de engranajes cónicos rectos a gran escala todavía dependen de las importaciones. Al utilizar la tecnología WEDM, dado que no hay vibración mecánica, el sistema CNC de alta precisión, la plataforma giratoria CNC y la síntesis CNC de alimentación de marco de alambre hacen que la trayectoria de procesamiento sea consistente con la curva teórica y se pueden procesar piezas de alta precisión. En la actualidad, la cepilladora doméstica de engranajes cónicos rectos con un diámetro de >> 800 mm tiene una precisión avanzada de hasta 6, una rugosidad superficial de Ra (3,2 μm), generalmente 8, y una rugosidad superficial de Ra (6,3 μm). En teoría, la precisión de WEDM puede superar el nivel 4 (el estándar nacional más alto actual para este indicador es el nivel 4).
4. El mecanizado de engranajes con diferentes módulos requiere herramientas con los módulos correspondientes. Las herramientas de corte son complejas y costosas, y el desgaste de las herramientas de corte afecta seriamente el efecto del procesamiento. El electrodo de herramienta WEDM es simple (alambre de cobre o alambre de molibdeno) y se puede completar procesando engranajes con diferentes módulos y las mismas especificaciones.
5. Bajo consumo energético y nula contaminación. La potencia de las fresadoras o cepilladoras de engranajes pequeñas es generalmente de 3 a 7,5 kilovatios, y la potencia de las máquinas herramienta grandes es de decenas de kilovatios.
La potencia de las máquinas herramienta WEDM es generalmente inferior a 2 kW; el fluido de trabajo es agua desionizada o fluido de trabajo a base de agua, que no contamina y puede descargarse naturalmente después de la precipitación.
Revitalizar la industria de fabricación de equipos de mi país, tomar la demanda nacional como orientación de innovación, tomar el desarrollo de engranajes de precisión y máquinas herramienta de procesamiento de engranajes cónicos grandes que el país necesita con urgencia como la principal dirección futura y construir un mundo. -Equipo a gran escala de clase a través del progreso científico y tecnológico y la innovación independiente de la base de investigación de máquinas herramienta de engranajes cónicos.
En resumen, la promoción y uso de esta tecnología simplificará el proceso de fabricación de engranajes cónicos rectos de precisión, facilitando su producción, mejorando enormemente la precisión de fabricación de los engranajes cónicos rectos, cambiando especialmente la producción nacional de Grandes máquinas herramienta de alta precisión en el extranjero. La posición de monopolio en la industria química ha sentado una base sólida para que mi país se convierta verdaderamente en una potencia manufacturera. Tiene amplias perspectivas de mercado y definitivamente traerá fuertes beneficios sociales y económicos.