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[摘要]职业教育是培养在生产一线的应用型人才。这就要求在教学过程中更加重视实践能力的培养。对齿轮的 数控加工工艺分析，使学生更能把理论与 实践很好的结合起来，提高其分析问题、解决问题的能力，同时增加了企业的经济效益，使教学有利于促进学生能力的发展。
[关键词]齿轮 数控加工 工艺浅析
一、概述
随着数控技术的不断发展，利用普通铣床改造成数控铣床加工零件，以提高产品质量和加工效率的情况越来越多，而传统的经济型数控铣床的可控坐标轴一般为控制工作台前后、左右运动的X轴和Y轴以及控制工作台升、降运动的Z轴，如果要在这种情况下加工齿轮类等分度零件时，就具有一定的局限性。例如对如图1所示零件的加工，如果用普通铣床靠人工手摇的方式进行加工，则每件工时至少需要5～6小时，而且加工精度不易保证。显然采用数控加工不但能提高劳动效率，还能保证产品的加工质量。通过多年的教学实践及产品加工经验，我们将传统的经济型数控铣床作进一步改造，将控制工作台升降运动的Z轴用来接在一个分度头上，即分度头的旋转分度用数控系统的Z坐标轴来控制，工作台的前后、左右运动，用 X轴坐标和Y轴坐标来实现进给运动。
图1:齿数N=100齿
二、机床运动分析
通过对零件图分析，加工这个具有100齿的盘形齿轮，需要机床主轴及刀具的旋转运动（主运动），工作台前后、左右方向的进给运动和分度头的分度运动，即X 坐标轴、Y坐标轴控制工作台的前后、左右方向，Z坐标轴控制分度头的分度。此时分度头带动工件旋转一圈所运动的距离通过测量为192mm，然后将192进行100等份，即工件每加工一齿后，分度头则旋转3.6度，Z坐标轴移动1.92mm。工件用三爪直接绷内孔定位。
三、加工程序分析
由于此零件具有100齿，故应考虑要用循环加工，使程序更加简洁优化，加工程序如下：
程序1：
O007
N001 G00 V-50
N010 G22 L50
N020 G01 U50 F120
N030 W1.92
N040 G01 U-50 F120
N050 W1.92
N060 G80
N070 G00 V50
N080 M02
四、工艺进一步改进
如果按照以上加工方法生产，比普通铣床靠人工手摇加工大大缩短了时间，大概每件工时只需50分钟，的确提高了效率。但是仔细观察加工情况和认真分析发现，此方法还可以进一步改进。首先，由于加工齿轮的齿数较多（100齿），且具有一定的加工深度，机床加工系统的刚性要好，如果工件用三爪直接绷内孔定位，定位接触面小，机床系统刚性也差。我们采用在三爪上直接焊接三块具有止口的花盘，连同夹头一起在车床上车正后，再装在分度头上使其能和三爪一起收缩，用止口外圆绷工件内孔定位（如图2所示）。其次，对于以上数控加工程序，如果将加工一齿的时间缩短，则整个工件加工100齿也就缩短了很多时间。最后将片铣刀的直径减小，也可以减少运动行程，减少加工振动，增强机床系统刚性，提高程序运行效率。于是对程序1作进一步改进如下：
程序2：
O008
N001 G00 V-50
N010 G22 L50
N020 G01 U30 F120
N030 G00 U15
N040 W1.92
N050 G01 U-30 F120
N060 G00 U-15
N070 W1.92
N080 G80
N090 G00 V50
N100 M02
图2
五、结语
此改进方法大大缩短了加工时间，改善了反复烦琐的手摇分度操作，现在加工每件只需要0.5小时，且消除了齿轮加工的累积误差，产品一致性好，提高了生产效率，降低了生产成本。这种方法还可以推广到加工铣削等分类零件及不规则列表曲线类的螺旋槽类零件如内孔六方、摩托车变速鼓、望远镜目镜筒等。
（作者单位：重庆青年职业技术学院机电工程系）
[关键词]齿轮 数控加工 工艺浅析
一、概述
随着数控技术的不断发展，利用普通铣床改造成数控铣床加工零件，以提高产品质量和加工效率的情况越来越多，而传统的经济型数控铣床的可控坐标轴一般为控制工作台前后、左右运动的X轴和Y轴以及控制工作台升、降运动的Z轴，如果要在这种情况下加工齿轮类等分度零件时，就具有一定的局限性。例如对如图1所示零件的加工，如果用普通铣床靠人工手摇的方式进行加工，则每件工时至少需要5～6小时，而且加工精度不易保证。显然采用数控加工不但能提高劳动效率，还能保证产品的加工质量。通过多年的教学实践及产品加工经验，我们将传统的经济型数控铣床作进一步改造，将控制工作台升降运动的Z轴用来接在一个分度头上，即分度头的旋转分度用数控系统的Z坐标轴来控制，工作台的前后、左右运动，用 X轴坐标和Y轴坐标来实现进给运动。
图1:齿数N=100齿
二、机床运动分析
通过对零件图分析，加工这个具有100齿的盘形齿轮，需要机床主轴及刀具的旋转运动（主运动），工作台前后、左右方向的进给运动和分度头的分度运动，即X 坐标轴、Y坐标轴控制工作台的前后、左右方向，Z坐标轴控制分度头的分度。此时分度头带动工件旋转一圈所运动的距离通过测量为192mm，然后将192进行100等份，即工件每加工一齿后，分度头则旋转3.6度，Z坐标轴移动1.92mm。工件用三爪直接绷内孔定位。
三、加工程序分析
由于此零件具有100齿，故应考虑要用循环加工，使程序更加简洁优化，加工程序如下：
程序1：
O007
N001 G00 V-50
N010 G22 L50
N020 G01 U50 F120
N030 W1.92
N040 G01 U-50 F120
N050 W1.92
N060 G80
N070 G00 V50
N080 M02
四、工艺进一步改进
如果按照以上加工方法生产，比普通铣床靠人工手摇加工大大缩短了时间，大概每件工时只需50分钟，的确提高了效率。但是仔细观察加工情况和认真分析发现，此方法还可以进一步改进。首先，由于加工齿轮的齿数较多（100齿），且具有一定的加工深度，机床加工系统的刚性要好，如果工件用三爪直接绷内孔定位，定位接触面小，机床系统刚性也差。我们采用在三爪上直接焊接三块具有止口的花盘，连同夹头一起在车床上车正后，再装在分度头上使其能和三爪一起收缩，用止口外圆绷工件内孔定位（如图2所示）。其次，对于以上数控加工程序，如果将加工一齿的时间缩短，则整个工件加工100齿也就缩短了很多时间。最后将片铣刀的直径减小，也可以减少运动行程，减少加工振动，增强机床系统刚性，提高程序运行效率。于是对程序1作进一步改进如下：
程序2：
O008
N001 G00 V-50
N010 G22 L50
N020 G01 U30 F120
N030 G00 U15
N040 W1.92
N050 G01 U-30 F120
N060 G00 U-15
N070 W1.92
N080 G80
N090 G00 V50
N100 M02
图2
五、结语
此改进方法大大缩短了加工时间，改善了反复烦琐的手摇分度操作，现在加工每件只需要0.5小时，且消除了齿轮加工的累积误差，产品一致性好，提高了生产效率，降低了生产成本。这种方法还可以推广到加工铣削等分类零件及不规则列表曲线类的螺旋槽类零件如内孔六方、摩托车变速鼓、望远镜目镜筒等。
（作者单位：重庆青年职业技术学院机电工程系）