链轮加工工艺研究

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1矿用刮板输送机驱动链轮加工工艺参数的确定

工艺参数是指在完成某项工作的一系列基础数据或者指标，这些基础参数构成了工艺操作或者设计的内容。它具体包括：

1.1数控加工机床的选择

根据链轮的实际构造及加工要求，选择KHC80卧式加工中心对其进行加工，原因是：KHC80卧式加工中心的主轴处于水平状态，带有可进行分度回转运动的方形工作台[2]。有三个直线运动坐标和一个回转运动坐标，它能够使链轮在一次装夹后完成除安装面和顶面以外的其余圆周面的加工，并且带有刀库及自动换刀系统，从而缩短辅助时间，提高加工效率（见图1）。

1.2确定加工方案及工艺参数，制定数控加工工艺路线

分析链轮外形可知（见图2）：链轮为回转体结构，其中绕轴线的环形槽均有车床加工，加工中心需要加工平行于轴线的外齿及外齿上的齿窝部分（见图3），总的加工工序为先加工一个齿，然后旋转工作台一定的角度再加工另一个齿，依次类推，直到全部加工完毕。就单个齿的加工工序来说，先粗铣外齿及齿窝部分，再精铣外齿到位，最后精铣齿窝到位，至此加工完毕。

1.3确定链轮的定位与装夹方式、加工刀具、切削用量等工艺参数

为方便链轮的加工，链轮的装夹方式采用链轮的中心轴线与机床Y轴重合的方式（见图4），加工刀具的选择、切削用量等工艺参数则是根据机械设计手册及实际的加工经验确定的，归纳整理（见表1）。

1.4调整数控加工机床的参数

具体需要调整的参数为各个刀具的刀补植，包括刀具的类型、刀具直径、刀具长度等，把这些参数分别输入到对应刀号下，方便加工时自动调用。

1.5分配加工公差

根据中华人民共和国《矿用刮板输送机驱动链轮》MT231-91的标准可知[3]，齿窝部分是链轮与圆环链的配合面，其整体公差为（0，-2），其余尺寸为非配合面，按照基本尺寸加工，不做公差要求。

2利用KHC80卧式加工中心对链轮进行加工的操作步骤

2.1准备工作

1）首先，检查线路是否完好；其次，旋转电柜上的电源开关，接通总电源；再次，顺时针旋转急停按钮；最后，打开控制面板的电源开关，启动机床及操作系统。2）机床手动返回参考点。3）在工作台上装夹链轮。①将百分表吸附在卧式加工中心主轴的端面上；②让机床进入手动调整操作方式，慢慢摇动手轮，使杠杆百分表的表头按逐渐接近链轮的外圆柱面，让触头接触到外圆柱面；③让工作台缓慢转动，当旋转一周时百分表指针的跳动量在允许的误差范围内。那么此时工作台的旋转中心与链轮的中心重合，夹紧工件,装夹完毕。

2.2数控机床加工链轮

1）对刀确定加工坐标系。对刀就是建立链轮的加工坐标系与机床坐标系之间关系，主要是采用试切法对刀，逐一确定加工各坐标轴的初始位置。2）安装刀具及输入刀具偏置值。将链轮加工程序中使用的刀具编号、刀偏编号与实际刀具对应起来列成表格，然后将刀具类型、刀具长度和直径等偏置值存到偏置寄存器相应位置，程序调用刀具时也会调用相应的刀偏值，那么就可以实现换刀后自动加工而不需要再次对刀。3）调出链轮的加工程序：①按下工作方式键中EDIT程序编辑键或AUTO自动运行键；②按PROGRAM显示程序屏键；③输入O地址键（按O键）；④输入程序号（按数字键）；⑤按向下光标键（标有CURSOR的↓键）；⑥搜索完成后，需要的程序的程序号会出现在屏幕上。4）程序校验：①按自动加工键选择自动运行模式；②按机床锁定键、辅助功能锁定键、空运行键[4]。使机床主轴及其他各轴不动，仅让程序空运行，通过观察显示屏上的加工坐标，可判断程序运行时是否会超程是否会撞刀等，若程序有语法及格式上的错误则机床会报警，这样既可初步校验链轮加工程序的正确性；③按描图键，再按下图形键，进行图形模拟加工，显示屏上即可显示对链轮的加工画面，可以检查刀具的运行轨迹是否正确，以此来最终校验链轮加工程序的正确性。5）程序试运行：①按自动加工键选择自动操作方式；②按单步键；③调节进给倍率，因当程序第一次运行时，新程序中设置的进给都是理想状态下的值，有可能不是最优的设置，那么在实际加工时就需要调整进给率，实际机床的进给率是编程进给率与倍率的乘积，直到调成最优的进给率，在此由于是试切所以采取小吃刀量与低进给进行切削加工[5-6]；④按循环启动，运行该程序，在开始运行时密切注意机床的加工状态，若出现问题可按进给保持，暂停加工排除问题后按循环起动键继续加工。当加工完一个齿后应该暂停加工然后验链加工的齿窝等各尺寸是否合格。6）运行链轮加工程序。经检验若有问题，那么就必须找到问题并及时的修改程序。若经检验符合要求，那么就可以再按循环启动键接着进行加工，直到全部加工完成。7）拆卸与检验链轮。当链轮程序运行完毕后，机床会有提示信息，那么至此链轮就加工完毕了，拆卸下后由质检人员检测合格后入库。

3结束语

链轮数控加工工艺参数的确定，使链轮的数控加工不仅成为可能，更为发挥数控机床的加工特性及链轮加工质量的提高提供了坚实的保证。利用KHC80卧式数控加工中心对链轮进行数控加工，实现了链轮加工高度的自动化、减轻了劳动强度、提高了链轮的加工精度及表面加工质量，为先进制造技术在煤机装备中的应用起到了推动作用。

作者:郭秋荣 单位:阳煤忻州通用机械有限责任公司

参考文献：

[1]倪祥明.数控机床及数控加工技术[M].北京:人民邮电出版社,2011.

[2]张亚力.数控铣床/加工中心编程与零件加工[M].北京:化学工业出版社,2011.

[3]付晋,梁宁宁.机械加工技术中数控加工的应用[J].南方农机,2017(6):94.

[4]施晓芳.数控加工工艺[M].北京:电子工业出版社,2011.

[5]姚新.数控加工技术[M].北京:机械工业出版社,2011.

[6]寇晓晨,张磊.基于Powermill的矿用刮板输送机驱动链轮的自动编程[J].现代制造技术与装备,2016(12):172-173.