0 引言

　　經(jīng)濟的飛速發(fā)展，使得市場經(jīng)濟的競爭日益激烈，為了適應(yīng)競爭激烈的市場環(huán)境，企業(yè)必須從經(jīng)濟效益和社會效益考慮，提高自身的生產(chǎn)效率，縮減成本，來適應(yīng)市場經(jīng)濟。在市場調(diào)研過程中，企業(yè)對裝備工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度要求隨之增高，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變的市場經(jīng)濟的適應(yīng)能力和競爭能力。

　　因此，數(shù)控在現(xiàn)代制造業(yè)中，占據(jù)主導(dǎo)地位。在A公司考察過程中，該公司提出將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于蝸桿銑齒機（專用設(shè)備），以提高生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量，降低工人勞動強度，從而實現(xiàn)提高經(jīng)濟效益和社會效益。

1 蝸桿銑齒機工作原理及效率

　　蝸桿銑齒機，作為專用設(shè)備，主要用于圓弧多頭蝸桿軸的加工。如圖1所示，其工作原理為：工件10采用一夾一頂?shù)难b夾方式，主動力為主電機1帶動工件10及刀架11旋轉(zhuǎn)，刀架進給通過進給電機5帶動進給絲杠13，傳動刀架快速移動，進刀通過進給手輪6手搖使刀架勻速進給，工件10旋轉(zhuǎn)與刀架11旋轉(zhuǎn)比例通過掛輪調(diào)整比例，銑刀Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ每一圈同時對工件同一螺旋槽的兩側(cè)及底部進行一次加工（單頭蝸桿），如果為雙頭蝸桿，則調(diào)整掛輪，通過刀架旋轉(zhuǎn)兩圈對蝸桿進行一次加工，然后通過手搖輪進刀，再進行加工。由于次加工過程需要人工進給，并且記憶刀架旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，才可以進刀，并且加工余量大，操作人員勞動強度大，如出現(xiàn)遺漏，必須重新進行加工，且加工精度不高，必須專人專機，從而，使得加工效率低，操作人員勞動強度大，產(chǎn)品質(zhì)量不高，廢品率高。從而影響企業(yè)的生產(chǎn)效率及經(jīng)濟效益。

2 提出問題與方案設(shè)計

　　為了改變上述現(xiàn)狀，A公司提出將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于蝸桿銑齒機設(shè)備上，要求通過數(shù)控技術(shù)改變機床的加工精度和減小操作者的勞動強度，從而提高生產(chǎn)效率，降低成本。

　　通過對上述蝸桿銑齒機的工作原理及運行過程中出現(xiàn)的弊端的分析，要達到要求，必須改變設(shè)備的傳動精度及進給方式，工件旋轉(zhuǎn)采用主軸伺服電機，以實現(xiàn)分度精準，傳動采用滾珠絲杠副傳動，提高進給精度，刀架旋轉(zhuǎn)采用分圈技術(shù)，并將旋轉(zhuǎn)改為精密渦輪蝸桿副傳動，伺服電機進行分度，可實現(xiàn)快速旋轉(zhuǎn)和勻速切削，并能與工件旋轉(zhuǎn)進行插補運動。經(jīng)過改進可以全面提高產(chǎn)品的加工精度及其質(zhì)量，減小操作者勞動強度，縮減操作人員數(shù)量，縮短加工時間，從而提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。

3 數(shù)控技術(shù)在蝸桿銑齒機的應(yīng)用工作原理及效率

　　將數(shù)控技術(shù)運用于蝸桿銑齒機，如圖2所示，其工作過程是：加工程序經(jīng)數(shù)控系統(tǒng)運行，對各軸發(fā)出運動指令，經(jīng)過伺服驅(qū)動器控制各軸伺服電機運轉(zhuǎn)。其數(shù)控系統(tǒng)的控制工作過程為：程序在數(shù)控系統(tǒng)運行，由運動指令控制各軸移動或旋轉(zhuǎn)，具體完成過程如圖3所示，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令給伺服驅(qū)動器，伺服驅(qū)動器驅(qū)動伺服電機運轉(zhuǎn)，通過旋轉(zhuǎn)編碼器將位移反饋回驅(qū)動器進行比對，再有驅(qū)動器將信息返回系統(tǒng)，以保證位移的準確，從而保證加工精度。

　　數(shù)控蝸桿銑齒機的工作原理：伺服主軸電機2接受到運動指令，進行旋轉(zhuǎn)，帶動工件旋轉(zhuǎn)或定向、分度等位移，根據(jù)蝸桿螺距與頭數(shù)不同，系統(tǒng)根據(jù)程序發(fā)出相應(yīng)的指令。同時，進給電機8帶動滾珠絲杠副7轉(zhuǎn)動，使刀架做前后位移（進刀或退刀），主軸旋轉(zhuǎn)時，刀架旋轉(zhuǎn)伺服電機5接收運動指令，進行旋轉(zhuǎn)與主軸做插補運動，帶動刀架快速轉(zhuǎn)動或勻速轉(zhuǎn)動，快速轉(zhuǎn)動一個角度，當銑刀Ⅰ接近工件時，勻速轉(zhuǎn)動，進行螺旋槽一側(cè)的切削加工，刀具轉(zhuǎn)過固定的角度離開工件，刀架開始做快速轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)過固定角度，銑刀Ⅱ接近工件時，勻速轉(zhuǎn)動，進行螺旋槽另一側(cè)的切削加工，刀具轉(zhuǎn)過固定的角度離開工件，刀架開始做快速轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)過固定角度，銑刀Ⅲ接近工件時，勻速轉(zhuǎn)動，進行螺旋槽底部的切削加工，當?shù)毒咿D(zhuǎn)過固定的角度離開工件，第一次切削加工結(jié)束，信號開關(guān)10將取到刀架旋轉(zhuǎn)一周的信號，送入系統(tǒng)，系統(tǒng)將發(fā)出進刀指令，進行下次切削加工（單頭蝸桿）；雙頭蝸桿時，系統(tǒng)在接收到刀架旋轉(zhuǎn)一周的信號時，將發(fā)出指令，讓主軸分度，然后，與刀架進行插補運動，加工第二條螺旋線，當?shù)都苄D(zhuǎn)一周后，向系統(tǒng)發(fā)出信號，系統(tǒng)將發(fā)出進刀指令，進行下次切削加工，如此重復(fù)，直到螺旋槽加工深度到位。該工件加工完成。

　　將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于該機床，提高各軸的傳動精度，保證了零件的加工精度，減輕了操作者的勞動強度，縮短了加工時間，保證了工件的質(zhì)量和一致性，而且，改變了專人專機的局面，實現(xiàn)一人多機的生產(chǎn)模式，降低了生產(chǎn)成本，從而提高經(jīng)濟效益和社會效益。

　　綜上所述，數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備做為現(xiàn)代制造業(yè)的核心設(shè)備，將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于專用設(shè)備是企業(yè)發(fā)展的一個創(chuàng)新，為企業(yè)、為社會的發(fā)展起到了推動作用，加速了企業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展，提高了企業(yè)的制造能力和水平，同時，提高了企業(yè)對動態(tài)多變的市場經(jīng)濟的適應(yīng)能力和競爭能力。