在對螺旋齒刀具的數(shù)控刃磨方法進行研究的基礎上,提出了獲取螺旋線形切削刃幾何參數(shù)的方法欠痴,對刃磨螺旋齒刀具的經(jīng)濟型數(shù)控工具磨床控制系統(tǒng)的軟硬件的設計及開發(fā)實施技術進行了介紹蚊锹。
1前言
螺旋齒刀具是指切削刃為螺旋線形的切削刀具,如圓柱形銑刀闺属、立銑刀及螺旋槽鉸刀等慌盯。這類刀具的刃磨一般是在工具磨床上借助附件由工藝操作人員手工完成,根據(jù)火花判斷砂輪與刀齒接觸與否掂器,憑手感掌握背吃刀量亚皂,而且一個刀齒必須一次刃磨完成。因此国瓮,對操作者要求較高灭必,且難以保證刃磨質量,刃磨效率也不高乃摹。筆者對螺旋齒刀具的數(shù)控刃磨方法進行了研究厂财,并據(jù)此設計了一種小型經(jīng)濟型數(shù)控工具磨床,從而可解決未知參數(shù)螺旋齒刀具的數(shù)控刃磨問題修鲤。
2數(shù)控工具磨床的傳動系統(tǒng)
數(shù)控工具磨床機械部分的傳動系統(tǒng)圖中穴眨,Y、Z軸為工作臺橫乓记、縱向運動料悟;X軸為磨頭升降運動;C軸為刀具(工件)旋轉運動锌筝。通過手動可以調整磨頭繞X軸轉動墙弛;砂輪及刀具的上仰捏表、下俯;刀具變速箱在水平面內轉動降井。
3控制系統(tǒng)硬件結構
控制系統(tǒng)硬件結構以單片機8031為CPU镊迟,通過其P2口的低7位和P0口外擴32KBEPROM27256存放系統(tǒng)程序,P2口的低3位和P0口外擴2KBRAM6116存放數(shù)據(jù)隘吆,P2口的高五位用于地址譯碼箭溜,用以選通LED顯示電路、接口芯片(8155晕石、8255)桦陨、數(shù)據(jù)存儲器(6116)和鎖存器(273),P1口接步進電動機手動控制電路据途,步進電動機驅動脈沖信號由P0口輸出經(jīng)鎖存器(273)送至步進電動機驅動器绞愚;8255的PA口接系統(tǒng)程序的啟動、暫停按鈕和工作方式(參數(shù)輸入方式颖医、測量方式位衩、對刀方式及自動方式)轉換開關,PB口用于刀具螺旋齒測量信號和其它輔助功能信號輸入熔萧,PC口用于輸出輔助功能信號蚂四;8155的PA口和PC口分別接鍵盤的行線和列線,PB口接刃磨刀具種類選擇開關哪痰。
4螺旋齒幾何參數(shù)測量
數(shù)控刃磨時,需確定刀具軸向進給與周向進給之間的對應關系久妆,由于生產(chǎn)中晌杰,螺旋齒刀具的螺旋角β和導程戶一般都是未知的,所以在刃磨前筷弦,需測出螺旋齒的有關參數(shù)肋演。為此,將螺旋齒展開成一條直線友移。設軸向進給長度(包括磨人長度l1状萤、刀刃長度l2及磨出長度ll)為l,則與其對應的周向進給弧長(包括磨人弧長s1洽灿、刀刃弧長s2及磨出弧長s3)為s0撒肉,為確定弧長s,可先測一段螺旋線的幾何參數(shù)盆述,再根據(jù)相似三角形实腹,求出弧長。
為此霜铸,刃磨前滥诀,在磨頭上裝一測量頭沐亏,測量頭的測量電路與刀具一起組成閉合回路。測量時婴可,在測量方式下耸挟,利用手動功能,首先使測量頭與刀齒接觸蠕祟,然后使刀具直線移動或轉動卿捎,測量頭相對于刀具的運動軌跡中的1或2,這時控制系統(tǒng)自動記錄下刀具直線移動步數(shù)Z1和轉動步數(shù)C1爵嗅,且根據(jù)Z軸的脈沖當量將由操作面板輸入的進給長度/轉換成步進電動機轉動步數(shù)Ze娇澎,利用已測得的Z1、C1的幾何關系睹晒,求出C軸轉動步數(shù)Ce趟庄,以(Ze、Ce)為直線的終點坐標伪很,由刀具直線移動和轉動作兩軸聯(lián)動直線插補戚啥。
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