iCAx开思网

标题: 讨论直齿圆锥齿轮齿形夹具的加工方法！ [打印本页]

作者: moxiaobu 时间: 2008-8-27 15:13
标题: 讨论直齿圆锥齿轮齿形夹具的加工方法！
加工条件：
用途：数控车床用齿形夹具（详见图片）；
材质：GCr15；硬度：62HRC；
刀具：整体日立涂层铣刀（最后一刀精加工齿面使用CBN刀具）；
机床：Fidia立式加工中心HS664，最高转速，36000；
工艺：详见程序单
毛坯：除了齿部不加工外，其余区域余量很小，可以忽略；
验收标准：齿距累积误差不大于0.03mm（本次实际达到0.013mm）；

发贴是为了请大家帮忙找找工艺、刀具、程序中有哪些不合理的地方，并希望寻找到更有效的加工方法。

作者: moxiaobu 时间: 2008-8-28 08:27
期待热心肠出现！答疑解惑！

作者: moxiaobu 时间: 2008-8-29 17:19
大家可以看看程序单，整个加工用时12小时，粗加工用时就占了一多半，接近8小时，请高手支招，看看有没有办法提高开粗效率？用什么刀具、用什么软件都可以提供，先谢谢了，欢迎大家讨论。

作者: moxiaobu 时间: 2008-9-3 14:32
模型在附件中，step格式的，有兴趣的研究一下吧！

难道我要唱独角戏！

作者: moxiaobu 时间: 2008-9-5 21:30
各位研究过的老大留句话吧！期待大家提建议！

作者: moxiaobu 时间: 2008-9-10 08:16
难不成大家搞PowerMILL就是玩玩软件，怎么碰到实际问题连个人影也不见呢？

喝喝，我等得花儿也谢了，我等得虫儿也上吊了！

作者: simplered 时间: 2008-11-4 14:23
好久不来，这次看到你发这贴，和兄弟你交流一下我用的参数吧。
对于这种定位体我基本上是四道工序：
1。D4R1开粗（用三菱涂层刀） S9000 F 3000~4000 径向余量0.15 轴向余量0  轴向切深0.08.径向步距50%D. 以楼主的工件来看，估计开粗最多2小时左右可以完成
2. D3R1.5 半精 S10000  F2000  余量0.05  轴向吃深0.1 。楼主的工件大概1小时不到可以完成
3. D3光刀（用三菱涂层刀，用不起cnb，所以此刀做出来的齿形，由于刀具磨损，变形量应当比CBN做出的大。） S15000  F2000 轴向吃深0.05 这一步是对精度形成的最关键步骤。对fidia hs664 机床来讲，service 中的lookahead 向前看参数即"加减速"功能，对精度起很大的作用，甚至可以说是决定性作用。这个时候要把lookahead的参数调整为精加工专用参数,即在满足效率的同时，尽量把参数调小。调整后，精加工楼主的工件，估计2小时左右可完成。
4.d6r0.5 光外圆 5分钟

最后整个工件总耗时6～7个小时。绝对不会超过10个小时。

作者: simplered 时间: 2008-11-4 14:31
我公司的验收标准是齿圈跳动为0.02以内，我这没有三坐标，所以用土办法径跳仪测量，此工艺可达到0.015内的跳动精度。按我的理解，贵司应该是用三坐标来检查定位体的齿距累计误差吧？

作者: moxiaobu 时间: 2008-12-5 16:15
不好意思，才看到你在WorkNC版的留言，交流一下：

1）精加工用平底刀，怎么加工配合面呢？岂不是一道一道的刀痕，莫不是用5轴、采用平底刀侧刃一刀光一个配合面？

2）粗加工为什么将轴向余量设成0呢？没有余量？这个我不懂！另外，抬刀太多怎么办呢？你是用Powermill编程吗？我觉得抬刀太多了！有什么好办法，在另一个帖子里我找到一个补面的办法，想问问你的做法，方便可以把项目文件上传吗？贴个图也行啊，呵呵。

3）我目前在江苏泰州地区工作，公司专业锻造直齿圆锥齿轮，这个是机加工时车安装面的夹具。能介绍一下你的情况吗？期待交流。

我这里用MM公司的齿轮综合检查仪Sigma3（蔡司三坐标也可以）测齿距累积误差。

作者: simplered 时间: 2008-12-8 10:08
哎呀，不好意思了，精加工不是用的D3而是D3r1.5球刀是笔误啊，呵呵～

粗加工轴向余量为0的意思及就是在深度方向上开粗的时候就加工到位，深度方向上不留余量，这个设置呢也没特别的用意，个人习惯把，因为这样的话假如造型的最底部有平坦面的时候，精加工的球刀刀尖就不需要走到了，尽量避免球刀刀尖磨损吧。

我powermill和 ug都用，加工定位体这种形状我是补面后加工的，就是把定位体外部方向上的齿形缺口，延伸后，补上，然后就形成一个封闭的型腔了，保证整个齿形能生成无抬刀的等高路径。。当然这种做法有点钻牛角尖了，也就图个刀路好看，毕竟，事实上补面的时间和所节约的抬刀的时间未必能相抵消，呵呵。见仁见智的问题。

我公司和你是同行，在江苏江阴，定位体用途是和你司一样的。有机会多交流哦

作者: moxiaobu 时间: 2008-12-10 15:05

原帖由 simplered 于 2008-12-8 10:08 发表
哎呀，不好意思了，精加工不是用的D3而是D3r1.5球刀是笔误啊，呵呵～

粗加工轴向余量为0的意思及就是在深度方向上开粗的时候就加工到位，深度方向上不留余量，这个设置呢也没特别的用意，个人习惯把，因为这样 ...

呵呵，你有没有看过我在WorkNC的帖子里贴的图呢（https://www.icax.org/viewthread.php?tid=432918&page=4#pid7355329）？我们的做法是一样的啊。

你们公司也做这种直齿圆锥齿轮夹具吗？不知道是接触面是怎么设计的，是平面呢？还是曲面？

作者: moxiaobu 时间: 2008-12-13 09:32

原帖由 simplered 于 2008-12-8 10:08 发表
哎呀，不好意思了，精加工不是用的D3而是D3r1.5球刀是笔误啊，呵呵～

粗加工轴向余量为0的意思及就是在深度方向上开粗的时候就加工到位，深度方向上不留余量，这个设置呢也没特别的用意，个人习惯把，因为这样 ...

"加工定位体这种形状我是补面后加工的，就是把定位体外部方向上的齿形缺口，延伸后，补上，然后就形成一个封闭的型腔了，保证整个齿形能生成无抬刀的等高路径。当然这种做法有点钻牛角尖了，也就图个刀路好看，毕竟，事实上补面的时间和所节约的抬刀的时间未必能相抵消，呵呵。见仁见智的问题。"

我想你说这段话的时候忽略了以下这些因素：这样做不但刀轨更加光顺，并且更重要的是避免了刀具频繁抬刀、下刀对机床系统造成的加、减速冲击，这对整个系统的稳定性都是很有伤害的，对吧！所以这个不能理解为钻牛角尖，软件是死的，人是活的，这样做是很明智的，你认为呢？不但是效率的提高，更多的是对整个制造系统的优化，期待更多的人加入讨论，呵呵。

作者: simplered 时间: 2008-12-13 12:18

原帖由 moxiaobu 于 2008-12-10 15:05 发表

呵呵，你有没有看过我在WorkNC的帖子里贴的图呢（https://www.icax.org/viewthread.php?tid=432918&page=4#pid7355329）？我们的做法是一样的啊。

你们公司也做这种直齿圆锥齿轮夹具吗？不知道是接触面是怎么设 ...

看到那帖子了，我们做法是一样的。我们接触面是做成平面的。

作者: simplered 时间: 2008-12-13 12:33

原帖由 moxiaobu 于 2008-12-13 09:32 发表

"加工定位体这种形状我是补面后加工的，就是把定位体外部方向上的齿形缺口，延伸后，补上，然后就形成一个封闭的型腔了，保证整个齿形能生成无抬刀的等高路径。当然这种做法有点钻牛角尖了，也就图个刀路好看 ...

老兄啊，你思考得很细，值得学习啊，呵呵。我也说了这是个见仁见智的问题，如果一定要考虑细节，那么频繁抬刀，导致的加减速是一种冲击，那么，补面后，在两齿面间的圆角转弯处造成的加减速不也是一种冲击吗？
不知道你们定位体的批量怎样，我这里是每种定位体基本上只做一个，所以属于单件生产，因此对刀具路径进行完美的细化，对生产效率来讲，并起不到什么太大作用，更多的，只是在自己完成这种完美的程序后，心态上的满足感，呵呵。

既然我们使用的机床是一样的，到是可以借这个帖子和你讨论下我们的机床的使用情况，不知道你们是否用fidia机床加工电极，我们用fidia刚开始加工电极的时候，可是调试了很长时间，因为开始的时候没对加减速参数进行细化，所以加工出来的电极精度和光洁度惨不忍睹，应该说至少，我们买的这台fidia机床，动态性能是很一般的，甚至比不上雕刻机，因为用雕刻机做同样的电极，同样的刀路和切削参数，做出来的精度和光洁度，雕刻机的效果都好于fidia hs664, 后来经过仔细的调整fidia加减速参数后精度和光洁度才勉强可以接受，但还是光洁度比不上雕刻机。 fidia机床最主要的问题就在，加入进给速度比较快，和加减速功能参数设置的比较粗放的话，曲面上就会留下明显的波纹，就像机床有规律抖动形成的一样，只能归结为动态性能的问题了。

不知道你们公司使用这机床的时候有没类似的问题。

作者: moxiaobu 时间: 2008-12-13 14:41

原帖由 simplered 于 2008-12-13 12:18 发表

看到那帖子了，我们做法是一样的。我们接触面是做成平面的。

是沿着齿线的线接触吗？就像我在WorkNC板块贴出的图片一样？能不能告诉我平面的夹角，扫略的倾角（就是夹具体齿槽方向），这两个角度是计算的吗？我觉得这两个角度很重要，以前是进口的韩国Singkung（申刚）夹具、或者日本夹具，能不能告诉我你们怎么计算的？我们今年刚刚把两个角度计算掌握，看看是不是一样的。

一张夹具的图纸（pdf格式），两个角度在图上有标识，有空看看吧，呵呵。

[ 本帖最后由 moxiaobu 于 2009-1-29 16:28 编辑 ]

作者: moxiaobu 时间: 2008-12-13 14:55

原帖由 simplered 于 2008-12-13 12:33 发表

老兄啊，你思考得很细，值得学习啊，呵呵。我也说了这是个见仁见智的问题，如果一定要考虑细节，那么频繁抬刀，导致的加减速是一种冲击，那么，补面后，在两齿面间的圆角转弯处造成的加减速不也是一种冲击吗？ ...

我想圆角转弯处的加减速冲击要比频繁抬刀的冲击要小得多，呵呵，我是这样考虑的。

另外，我们这里做电极目前的表面粗糙度比较好，以前也曾经出现过表面鱼鳞状的振纹，现在好多了，具体原因我也想不明白，我想和几个因素有关：
1）切深太深，刀具刚性下降；
2）刀径太小，刀具刚性下降，所以尽量用大刀；
3）油气润滑不到位：一是吹不干净，二是根本带不走铜屑，三是刀具切屑时将铜屑挤压、或划伤已加工面，所以每刀切完要清洗干净，个人认为，铜屑太轻，容易粘在工件上，用切削液比较好，我们这里也用mazak铣电极。

现在我们的问题是电极的大外径总是控制不住，比理论尺寸大0.01~0.02MM，不知道你们的情况怎样？（有空看看这个帖子：https://www.icax.org/viewthread.php?tid=404442&extra=&page=1）

[ 本帖最后由 moxiaobu 于 2008-12-13 14:57 编辑 ]

作者: simplered 时间: 2008-12-13 16:27
你们公司的技术力量很雄厚哪，居然齿形夹具的夹角也设计了专用软件来计算哪。。关于这个平面夹角，和齿槽倾角的问题，我们是这么做的，请看图

作者: simplered 时间: 2008-12-13 16:34
这样的设计保证了齿轮齿面和夹具线接触，其实我个人感觉夹具体接触面做成平面和做成齿轮齿形曲面，最终的效果区别不大，前者是线接触，后者是面接触。前者线接触可能会压坏齿轮产品的齿面，后者面接触可能会产生过定位，或者夹具面上稍微留下点垃圾，就会导致产品装夹产生误差。实际上在生产的时候，我们以前的夹具都是做成齿形曲面的面接触的，现在改为了这个平面线接触，对这两种夹具生产的产品，结合产品的车加工工序的结果进行观察，没发现有明显区别。。。

作者: simplered 时间: 2008-12-13 16:51
关于齿面出现鱼鳞状纹路，我们的也是这个鱼鳞纹，我们公司已经下了定论，就是机床加减速参数的异同导致的这个结果。本质上也就是伺服系统动态性能不够优秀。既然你们这个鱼鳞纹现在没有了，方便的话，可否把service 中的look ahead参数里面的各个子项设置的具体数值发出来看一下？因为我们就是调整了这里面的数值才改善了鱼鳞纹，这样我们的参数可做个对照。

还有电极外径控制不住，这个要知道一些细节才能做判断，比如，你们加工的电极最大的外圆部分，是90度直壁呢还是做了拔模角度? 如果是做了拔模角度那么测量外径时，你高点低点都会对外径数值产生影响～～
如果是90度直壁那么理论最大的误差因子就是刀具直径，因为刀具直径制造公差一般为-0.01～-0.02 如果刀具品牌好点的也有-0.01mm的直径制造公差。再加上 fidia hs664机床理论重复定位精度为0.01 mm的限制，那么你外圆产生偏大0.01～0.02mm的误差是完全正常的～～我也看你之前发的那个帖子，里面你说外圆偏大了0.09, 我看了下你的造型，外圆是有拔模的，既然有拔模，那就有可能因为测量时，高度方向没摆正，偏下了，那么或许会因为这个原因而产生测量结果偏大0.09，不知道这种可能有没有？

作者: moxiaobu 时间: 2008-12-14 14:31

原帖由 simplered 于 2008-12-13 16:27 发表
你们公司的技术力量很雄厚哪，居然齿形夹具的夹角也设计了专用软件来计算哪。。关于这个平面夹角，和齿槽倾角的问题，我们是这么做的，请看图

明白了，谢谢，你是用的作图法，我也这样做过，呵呵，贴一张图，我是用UG建模的，看样子你用的是Pro/E吧？

图中，两平面（图中橙色）的夹角为“齿模夹角”，两平面的交线（图中橙色基准轴）与齿模轴线的夹角为“齿模倾角”，就是上面提到的扫略方向，这样解释软件中的两个角度就清楚了。

你的“齿模倾角”与面锥角平行，我这里计算的“齿模倾角”比面锥角要大。

作者: moxiaobu 时间: 2008-12-14 14:40

原帖由 simplered 于 2008-12-13 16:34 发表
这样的设计保证了齿轮齿面和夹具线接触，其实我个人感觉夹具体接触面做成平面和做成齿轮齿形曲面，最终的效果区别不大，前者是线接触，后者是面接触。前者线接触可能会压坏齿轮产品的齿面，后者面接触可能会产 ...

我也认为面接触会造成过定位，所以用线接触，而且据我们以往购买的韩国singkuang、日本夹具来看，他们也是用线接触的。

线接触会不会压伤齿面，倒没有观察到过，我想机加工时夹紧力还没有大到那种程度吧（顶多有点弹性变形）？不知道你们是否有观察到？

对于热后加工，我想由于齿轮的变形，过定位的影响还是存在的，所以我也倾向于用线接触的。

作者: moxiaobu 时间: 2008-12-14 14:52

原帖由 simplered 于 2008-12-13 16:51 发表
关于齿面出现鱼鳞状纹路，我们的也是这个鱼鳞纹，我们公司已经下了定论，就是机床加减速参数的异同导致的这个结果。本质上也就是伺服系统动态性能不够优秀。既然你们这个鱼鳞纹现在没有了，方便的话，可否把service ...

关于参数的问题，我尽量问问看，因为我们公司有专门的操机人员，我不直接做机床，没有专门研究过机床的参数。

鱼鳞状振纹和加减速参数设置有关、与伺服系统的品质有关，我很认同，但我想这也不是唯一的原因。

产品外径有的没有锥度、是直壁，电极都是有锥度的，但测量不是问题，因为做的准确的时候，理论尺寸与测量很一致，三坐标是可以测量这点小锥度外径的，呵呵。我的切削方法你看过了，都是第一刀区域清除开粗，然后全部是等高，不知道你们是怎么做的？我想锥齿轮的三轴加工，也就是等高了，不知道你怎么看呢？

作者: moxiaobu 时间: 2008-12-14 15:08
再补充两张图。

作者: simplered 时间: 2008-12-14 18:18
从加工本身来看这个东西是很简单的,也就是开粗然后就都是等高就好了

作者: zwy9707 时间: 2008-12-14 22:30
只能说，设计夹具的人不懂机械，有必要这么多定位的吗？底部不能避空吗？蕊定位，加1.2个齿限位不行吗?

[ 本帖最后由 zwy9707 于 2008-12-14 22:34 编辑 ]

作者: moxiaobu 时间: 2008-12-15 08:21

原帖由 zwy9707 于 2008-12-14 22:30 发表
只能说，设计夹具的人不懂机械，有必要这么多定位的吗？底部不能避空吗？蕊定位，加1.2个齿限位不行吗?

呵呵，LS说的是这种吗？

作者: roowei 时间: 2008-12-16 21:41

原帖由 simplered 于 2008-11-4 14:23 发表
好久不来，这次看到你发这贴，和兄弟你交流一下我用的参数吧。
对于这种定位体我基本上是四道工序：
1。D4R1开粗（用三菱涂层刀） S9000 F 3000~4000 径向余量0.15 轴向余量0 轴向切深0.08.径向步距50%D. 以楼 ...

步距50%D可以改为70%D

作者: moxiaobu 时间: 2008-12-17 13:57
机床参数，截了两张图，看看对不对。

作者: moxiaobu 时间: 2008-12-17 14:01
近日刚做的铜电极，齿槽内粗糙度很差。主要是因为刀径与齿槽的宽度太接近，因为想尽量使用大刀切削。

作者: moxiaobu 时间: 2008-12-18 22:41
改用小刀重做了一遍，效果好多了，先占位，晚点再上图，呵呵。

[ 本帖最后由 moxiaobu 于 2008-12-19 23:17 编辑 ]

作者: simplered 时间: 2008-12-20 10:15
多谢兄弟上传的lookahead参数。对照了一下，和我司设置的是差不多的大小。

作者: moxiaobu 时间: 2008-12-21 15:06

原帖由 simplered 于 2008-12-20 10:15 发表
多谢兄弟上传的lookahead参数。对照了一下，和我司设置的是差不多的大小。

我看不能仅仅归结于这个表中的参数，我前面发的图片就是一例，比如刀具大小、材料的热处理状态、组织、切削参数、润滑情况等都会对最终的粗糙度产生影响，不光是数控系统一个要素。

我们好像偏题了，这个帖子讨论的还是齿模的加工和设计，呵呵。谢谢simplered的讨论，你的ID是不是“简单红”呢？呵呵。

作者: xiaolimin 时间: 2008-12-22 12:35
这很简单嘛。。。不是很难嘛。。。。不过用MC做更快。。。

作者: moxiaobu 时间: 2008-12-22 15:48

原帖由 xiaolimin 于 2008-12-22 12:35 发表
这很简单嘛。。。不是很难嘛。。。。不过用MC做更快。。。

谢谢参与，不过讨论更需要务实的态度，中肯的意见。呵呵。

如果做过类似的工作，或有什么建议，请不吝赐教。

作者: moxiaobu 时间: 2009-1-3 11:07
再发几张工程图，大家参考。

作者: moxiaobu 时间: 2009-1-8 22:19
期待更多人参与，发表意见。呵呵。

作者: moxiaobu 时间: 2009-1-29 16:29
把“齿模夹角”、“齿模倾角”的计算程序放到15楼了，大家可以试用！新年好！

作者: moxiaobu 时间: 2009-3-10 21:33
好久不来，踩自己，呵呵。

我的级别怎么还是“试用期”呢？真奇怪。

作者: moxiaobu 时间: 2009-8-4 21:50
期待早点升级，呵呵。期待大家多发表意见，如果可以用5轴光定位面是不是好呢？5轴定位加工。

作者: zhaochunzhi 时间: 2010-6-6 11:21
28# moxiaobu 我们的 664是 F0系统，我怎么没找到表2呢，请问一下在哪里呢谢谢

作者: xiyuezxs 时间: 2011-3-29 14:53
这个夹具不好用吧

作者: zhaoyujiao 时间: 2011-9-14 16:36
我飘过的，为增加你们的人气做点贡献，我踩踩

欢迎光临 iCAx开思网 (https://www.icax.org/)