設(shè)備都有行程范圍，一般情況下只能加工行程范圍內(nèi)的零件，但對于一些特殊設(shè)備，由于使用率本身不是很高，再購置一臺行程更大的設(shè)備屬于資源浪費，現(xiàn)在需要在行程900mm的設(shè)備上加工1500mm的齒條，通過不斷的試驗，如打表找正、模型固定重合找正等方法都不是很理想，最后通過齒距定位工裝加宏程序解決了這一加工難題。01序言由于設(shè)備行程有限，只能加工900mm以內(nèi)的齒條，現(xiàn)在想用這臺設(shè)備加工1500mm的齒條，和廠家聯(lián)系，給出的回復(fù)是重新購置一臺大行程設(shè)備來滿足加工需求，性價比不高，因此決定采取分段加工的策略。由于齒條加工和其他設(shè)備分段加工有所不同，其他設(shè)備加工的零件允許有接刀印，而齒條加工不能出現(xiàn)一點誤差，稍有偏差前一段加工完成的齒就和后面加工的齒不重合，接刀位置出現(xiàn)臺階，整個齒條就會報廢。02加工難點分析2.1機床結(jié)構(gòu)分析該設(shè)備是一臺數(shù)控插齒機，可以加工齒輪和齒條兩種類型的零件，加工齒輪時靠B軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)工作臺一直朝一個方向旋轉(zhuǎn)，每次加工一定的齒深直到加工成形，不會存在反向間隙，如圖1所示。加工齒條時，在機床上放一個附加工作臺，從圖2可以看出，靠B軸旋轉(zhuǎn)通過蝸桿蝸輪傳動，帶動工作臺移動，傳動鏈為蝸桿-蝸輪-蝸桿-蝸輪的傳遞形式，工作臺的移動為往復(fù)加工，每次加工一定的深度，模數(shù)為8的齒條，需要加工7次才能加工成形，需要工作臺往復(fù)移動7次。如果加工一根行程范圍內(nèi)的齒條，齒條齒面始終留有加工余量，即使機床有反向間隙也可以通過加工余量進行調(diào)整，最后加工成形，但要是分段二次加工就必須把反向間隙誤差消除掉[1]，否則兩次加工無法完美過渡，出現(xiàn)接刀棱，如圖3所示。圖1數(shù)控插齒機YK5180的加工原理a）局部b）整體圖2設(shè)備傳動示意圖3加工試驗件接刀棱2.2編程模式分析設(shè)備自帶固定格式的編程模塊（見圖4），每次只能設(shè)置切削深度、齒條長度、進給速度和回退速度，模塊單一，解決不了第一段加工時，越到后期接刀位置（見圖5）余量越大的加工難題（此問題曾造成刀具損壞），以及通過空行程移動來解決反向間隙等問題。圖4數(shù)控插齒機YK5180自帶模塊化編程軟件圖5接刀位置示意03解決方案3.1宏程序編程把原來用對話編程的方法，用編寫宏程序的方法代替[2]，解決了原來一成不變的格式，改得更靈活，不僅可以隨意選擇起刀點，增加移動距離消除反向間隙，尤其是第二段加工進刀位置，需要先消除反向間隙再進刀加工，還可以在中間接刀位置每次退相應(yīng)的距離，防止與后面未加工的位置發(fā)生碰撞，解決了原來對話編程解決不了的關(guān)鍵問題。新舊加工路線對比如圖6所示，齒條數(shù)控宏程序如圖7所示。a）舊加工路線b）新加工路線圖6新舊加工路線對比圖7齒條數(shù)控宏程序3.2工裝設(shè)計齒條的二次找正方法試驗過程如下所述。（1）劃線找正＋對表微調(diào)法原理為：操作人員根據(jù)齒形對比在設(shè)備平臺上進行劃線（根據(jù)計算值進行劃線），然后在產(chǎn)品側(cè)面采用百分表找平產(chǎn)品，最后緊固齒條，加工試驗件如圖8所示。圖8加工試驗件（方法1）試驗效果（見圖9）：存在大范圍的錯齒現(xiàn)象。經(jīng)過分析，導(dǎo)致錯齒的原因為人工劃線誤差較大和操作人員技能不適應(yīng)此加工方案。圖9加工試驗件效果（方法1）（2）簡易工裝對齒＋對表微調(diào)法原理為：操作人員使用簡易齒形定位工裝進行對齒（過程為先將簡易齒形定位工裝與第一段第一個齒對齊，固定住，將齒條松動，移動齒條直至第一段最后一個齒，也是第二段第一個齒，與簡易齒形定位工裝對齊），之后在產(chǎn)品側(cè)面采用百分表找平產(chǎn)品，緊固齒條。具體如圖10～圖12所示。圖10加工過程效果

圖11加工試驗件（方法2）圖12加工試驗件效果（方法2）試驗效果：局部有輕微錯齒現(xiàn)象。經(jīng)過分析，導(dǎo)致錯齒的原因為定位工裝精度滿足不了齒形加工精度要求[3]；人工移動齒條，目視找平齒形，技能不滿足要求；此次加工中數(shù)控程序軌跡未考慮到機床傳動間隙問題，目前數(shù)控加工軌跡為加工一段后，傳動系統(tǒng)歸零后直接進行加工（原數(shù)控程序未考慮設(shè)備的間隙補償），也間接導(dǎo)致了加工錯齒現(xiàn)象。（3）齒條二次找正、接刀快換專用工裝法綜合前兩次加工經(jīng)驗，團隊決定設(shè)計專用二次找正、接刀工裝。同時，考慮產(chǎn)品批量生產(chǎn)加工需要，借用球鎖快速換產(chǎn)原理（球鎖軸具備定位＋夾緊能力），在本工裝中設(shè)計、應(yīng)用球鎖定位。根據(jù)加工方案，數(shù)控插床加工齒形移動距離為整數(shù)齒（每次移動后都要保證一對齒在嚙合），因此移動工件的距離必須是整數(shù)倍齒距（X軸），且工件在Y軸上不得有偏移。綜合各方要求，團隊設(shè)計了齒條二次找正、接刀快換專用工裝（見圖13）。a）設(shè)計

b）實物圖13齒條二次找正、接刀快換專用工裝（基礎(chǔ)板+夾具板）工裝生產(chǎn)完畢，項目團隊進行了加工試驗，其基本過程為：在工作臺上裝配基礎(chǔ)板，再將齒條第一段裝配于工裝上。工裝和產(chǎn)品第一段在工作臺的正常行程內(nèi)加工（見圖14）；第一段加工完畢后，將夾具板（含第一段產(chǎn)品，不動）移出工作臺行程，利用球鎖進行定位（每3個球鎖完成一段定位），將第二段移入工作臺行程內(nèi)進行加工（見圖15）。齒條加工完成如圖16、圖17所示。圖14齒條第一段加工中圖15齒條第二段加工中圖16齒條加工完成（拆卸后）

圖17齒條加工完成（局部）分析加工試件，發(fā)現(xiàn)齒條的齒形無錯齒、臺階等異常現(xiàn)象，符合圖樣要求。試驗取得了成功。在后續(xù)的加工中未出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，為企業(yè)節(jié)省購置新設(shè)備的費用，并且在其他類似超出行程