0 前言

　　刮板(轉(zhuǎn)載)機(jī)主要靠鏈輪帶動(dòng)圓環(huán)鏈及刮板運(yùn)動(dòng)．從而帶動(dòng)物料運(yùn)輸．鏈輪體質(zhì)量的好壞直接影響刮板輸送機(jī)的工作效率．提高輸送機(jī)的使用壽命就必須提高鏈輪的整體質(zhì)量。鏈輪作為主要的核心部件．齒部為多重漸開線的組合，因此，齒部鏈窩的加工精度直接影響鏈輪的質(zhì)量和使用壽命。

1 鏈輪結(jié)構(gòu)分析

　　根據(jù)GB／T 24503—2009{礦用圓環(huán)驅(qū)動(dòng)鏈輪》分析可知(見圖1)，鏈窩假想剖面齒形，θ=360°／(2N)(N為鏈輪齒數(shù))，齒根圓弧半徑R2=0.5d(d為圓環(huán)鏈直徑)，齒根圓弧半徑R2與齒形圓弧R1相切，且齒形圓弧尺。圓弧半徑的圓心在離鏈輪中心H+0.5d的直線上。

圖1 假想剖面齒形及主要參數(shù)

2 數(shù)控加工方法及應(yīng)用范圍

　　圓環(huán)鏈輪鏈窩目前主要加工方法有直接鑄造或鍛造成型、使用成形銑刀和專用工裝用展成法加工、CAD／CAM自動(dòng)數(shù)控編程加工。由于R代碼編程和用戶宏程序允許使用變量、算術(shù)和邏輯運(yùn)算及條件轉(zhuǎn)移．使得編制同樣的加工程序更簡便靈活，程序短小．具有相當(dāng)大的優(yōu)勢，可加工同類型的零件，通用性極強(qiáng)．具有極好的易修改性和易讀性。采用R代碼或者用戶宏程序無論是加工效率、速度、還是加工精度都要比CAD／CAM自動(dòng)編程加工要高。R代碼編程或宏程序主要利用各種數(shù)學(xué)方程式和函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算加工。因此，編制程序必須掌握一定的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)。

3 編程前的主要參數(shù)分析與計(jì)算

　　將編程坐標(biāo)系原點(diǎn)(零點(diǎn))設(shè)定在鏈窩底部中心位置．通過圓的標(biāo)準(zhǔn)方程式，找出坐標(biāo)系中X值和y值之間的關(guān)系．使用程序條件循環(huán)和無條件轉(zhuǎn)向等諸多功能改變縱向切削深度y數(shù)值。利用數(shù)學(xué)方程式在每層深度賦值計(jì)算橫向變量賦值x。

　　根據(jù)圓的標(biāo)準(zhǔn)方程式

　　如圖2所示．計(jì)算出坐標(biāo)系中尺。圓心橫、縱坐標(biāo)值a、b和R2圓弧與R1圓弧的切點(diǎn)q的縱向坐標(biāo)值，為關(guān)鍵的編程數(shù)據(jù)。

圖2主要參數(shù)分析圖

　　(1)R1圓心橫、縱坐標(biāo)值計(jì)算方法兩圓相切．相切圓的圓心連線必經(jīng)過切點(diǎn)。R1與R2圓心連線長度b=R1+R2(見圖3)，在離鏈輪中心H+0.5 d直線延長后相交的圖形為正多邊形。先利用正切計(jì)算出圖3中口的尺寸．再通過多邊形內(nèi)角計(jì)算公式(n-2)x180°/n，計(jì)算出β的角度，式中n為正多邊形邊數(shù)(n等于鏈輪的齒數(shù))，再通過正弦定理a/sinα=b/sinβ，結(jié)合反正弦函數(shù)計(jì)算出R1與R2圓心連線與坐標(biāo)原點(diǎn)X軸的夾角α，最后用三角函數(shù)余弦、正弦分別計(jì)算出R1圓心橫、縱坐標(biāo)值。

圖3三角計(jì)算法圖解

　　(2)R1與R2切點(diǎn)縱向坐標(biāo)值計(jì)算方法

　　通過上述方法計(jì)算出R1與R2圓心連線與坐標(biāo)X軸的夾角a后．再通過三角函數(shù)正弦計(jì)算出R1與R2切點(diǎn)縱向坐標(biāo)值q。

4 加工工藝確定及刀具的選擇

　　為提高鏈窩加工效率．降低制造費(fèi)用，經(jīng)綜合性因素考慮．使用涂層硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀具高速銑削加工。粗加工留1mm裕量后再進(jìn)行精加工。

　　粗加工采用可轉(zhuǎn)位直角臺肩面銑刀(見圖4)，刀具半徑應(yīng)小于或等于所加工鏈窩平面圓弧半徑，刀具選擇要適當(dāng)，直徑不宜過小。粗加工應(yīng)根據(jù)機(jī)床工藝系統(tǒng)剛性及刀具直徑選擇最大的層切削深度，以減少走刀次數(shù)，提高加工效率。

　　精加工主要保證工件的質(zhì)量，采用可轉(zhuǎn)位圓鼻面銑刀(見圖5)。刀具半徑應(yīng)小于或等于所加工鏈窩平面圓弧半徑，刀具前端圓鼻圓弧半徑應(yīng)小于或等于鏈窩底部尺：圓弧半徑，精加工刀具圓弧主要起修光作用．層切削深度設(shè)定不宜過大，應(yīng)根據(jù)所加工表面的粗糙度和精度而定，以最大程度上降低切削殘留面積。降低表面粗糙度，可有效提高加工。

5 程序的編制與加工實(shí)例

　　以一種中雙鏈刮板機(jī)，轉(zhuǎn)載機(jī)鏈輪體為例進(jìn)行編程：

　　(1)粗加工 圓環(huán)鏈窩整體留1 mm裕量。將圓環(huán)鏈輪平放在旋轉(zhuǎn)工作臺的中心．鏈窩平面圓弧朝向機(jī)床主軸。參考圖2和圖7設(shè)置零點(diǎn)偏置并校正工件。使用專用鏈輪加工設(shè)備：臥式加工中心(SIEMENS 840D系統(tǒng))。

　　程序說明：NIO-N80為施工圖紙尺寸參數(shù)(見圖6、圖7)；N110，N190為根據(jù)以上分析內(nèi)容，計(jì)算鏈窩齒形圓弧圓心坐標(biāo)步驟：N250．N390為加工齒形圓弧程序段：N400一N540為加工齒根圓弧程序段：N550-N640用于旋轉(zhuǎn)工作臺加工其他鏈窩。

　(2)精加工 由于精加工采用可轉(zhuǎn)位圓鼻面銑刀，刀具前端圓鼻圓弧半徑(以后簡稱刀具圓弧半徑)應(yīng)參與程序運(yùn)算，因此，精加工編程軌跡與粗加工編程軌跡不同。如圖8所示。使用圓鼻面銑刀精加工編程時(shí)，齒形圓弧尺，半徑應(yīng)加上刀具圓弧半徑，齒根部R：圓弧半徑應(yīng)減去刀具圓弧半徑，齒面圓弧半徑應(yīng)減去刀具圓弧半徑。R，圓弧與尺：圓弧交點(diǎn)坐標(biāo)值用R，減去刀具圓弧半徑以后的數(shù)值來計(jì)算，計(jì)算方法同上，不再敘述。使用設(shè)備：臥式加工中心(FANUC 18i系統(tǒng))。

　　程序說明：編程原理同SIEMENS 840D大體相同，不再重復(fù)敘述。

6 結(jié)語

　　采用R代碼編程和用戶宏程序加工．將施工圖紙尺寸設(shè)為變量．很好地解決了使用不同直徑大小刀具加工不同種類、不同型號圓環(huán)鏈鏈窩的要求。鏈窩平面齒根屁圓弧半徑和齒型圓弧半徑能過渡圓滑．且鏈窩形狀統(tǒng)一、齒形分度均勻，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、自動(dòng)化。通過以上數(shù)控程序?qū)嶋H加工生產(chǎn)，在提高鏈輪加工質(zhì)量的情況下。降低了加工成本，此加工工藝及加工程序具有較高的推廣價(jià)值。