CN101342617A - 四轴四联动数控弧齿锥齿轮铣齿机布局 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种四轴四联动数控弧齿锥齿轮铣齿机布局。本发明属于铣齿机技术领域。本发明包括床身、工件箱和刀具箱，其床身固装Z轴直线导轨和X轴直线导轨，X轴直线导轨通过伺服电机带动床鞍作直线运动，床鞍设有工件箱，床鞍绕回转轴作B轴回转运动，调出所需的齿轮根锥角；工件箱设有工件主轴，工件主轴由伺服电机带动作A轴旋转运动；Z轴直线导轨通过伺服电机带动立柱作Z轴直线运动；立柱固装有Y轴直线导轨，Y轴直线导轨通过伺服电机带动刀具箱作垂直往复Y轴直线运动；刀具箱上的主电机带动安装刀具的刀盘旋转，进行齿轮切削的C轴回转运动。本发明具有结构简单，人性化布局，装、卸工件方便，动态刚性、动态平衡好，占地面积小等优点。

Description

四轴四联动数控弧齿锥齿轮铣齿机布局

技术领域

本发明属于铣齿机技术领域，特别是涉及一种四轴四联动数控弧齿锥齿轮铣齿机布局。

背景技术

目前，公知技术的机械型螺旋锥齿轮加工机床的结构和调整环节是齿轮机床中最复杂的，采用附图3所示结构，它用计算机直接控制三个直线轴(即X、Y、Z轴)和三个转动轴(即A、B、C轴)，即可以模拟机械型螺旋锥齿轮加工机床的加工运动，从而加工出螺旋齿轮。该机床布局是一种刻意模拟机械型机床结构，没有充分发挥数控机床技术特点和作用，因而存在加工工艺性不好，难以保证加工精度，机床占地面积大、装卸工件困难等技术问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，而提供一种四轴四联动数控弧齿锥齿轮铣齿机布局。

本发明的目的是提供一种结构简单，人性化布局，装、卸工件方便，提高机床动态刚性、动态平衡，机床占地面积小的四轴四联动数控弧齿锥齿轮铣齿机布局。

四轴四联动数控弧齿锥齿轮铣齿机是坐标轴式数控弧齿锥齿轮铣齿机的一种，为四轴伺服驱动，四个数控轴分别为X轴水平移动，Y轴垂直移动，Z轴进给运动，A轴分齿运动。通过X、Y、Z、A轴的复合运动，来完成刀具与被加工齿轮的滚切运动。

本发明采取的技术方案是：

一种四轴四联动数控弧齿锥齿轮铣齿机布局，包括床身、工件箱和刀具箱，床身上设有工件箱和刀具箱，其特征是：床身固装Z轴直线导轨和X轴直线导轨，X轴直线导轨通过伺服电机带动床鞍作直线运动，床鞍与床身呈滑动连接，床鞍设有工件箱，床鞍绕回转轴作B轴回转运动，调出所需的齿轮根锥角；工件箱设有工件主轴，工件主轴由伺服电机带动作A轴旋转运动；Z轴直线导轨通过伺服电机带动立柱作Z轴直线运动，立柱与床身呈滑动连接；立柱固装有Y轴直线导轨，Y轴直线导轨通过伺服电机带动刀具箱作垂直往复Y轴直线运动；刀具箱上的主电机带动安装刀具的刀盘旋转，进行齿轮切削的C轴回转运动。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述的四轴四联动数控弧齿锥齿轮铣齿机布局，其特点是：床鞍上有T型槽，旋转范围0°-90°。

本发明具有的优点和积极效果：

1.四轴四联动数控弧齿锥齿轮铣齿机布局，其X轴由工件箱完成，使工件接近操作者，装卸工件方便。特别是工件较重，效果明显。

2.形成刀具运动的X轴和Y轴分别由工件箱和刀具箱实现，这样X轴和Y轴的误差不会互相影响，有利于控制齿面的精度。

3.切齿时X、Y轴运动频繁，将质量小的部件完成X轴运动，由质量大的部件完成Z轴运动，提高了机床的动态刚性。

本发明结构简单，人性化布局，装、卸工件时方便；数控轴的合理分配，提高了机床的动态刚性，提高了机床的动态平衡；合理的布局，减少了机床的占地面积等。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明整体布局结构示意图；

图3是现有技术布局结构示意图。

图中：1、床身，2、Z轴直线导轨，3、X轴直线导轨，4、床鞍，5、回转轴，6、工件主轴，7、工件箱，8、刀盘，9、刀具箱，10、Y轴直线导轨，11、立柱，12、冷却排屑器，13、液压箱，14、电气柜。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1和图2。

实施例1

四轴四联动数控弧齿锥齿轮铣齿机布局，包括床身1、工件箱7和刀具箱9，床身1上设有工件箱7和刀具箱9，其特征是：床身1固装Z轴直线导轨2和X轴直线导轨3，X轴直线导轨3通过伺服电机带动床鞍4作直线运动，床鞍4与床身1呈滑动连接，床鞍4设有工件箱7，床鞍4上有T型槽，床鞍4绕回转轴5作B轴回转运动，旋转范围0°-90°，调出所需的齿轮根锥角；工件箱7设有工件主轴6，工件主轴6由伺服电机带动作A轴旋转运动；Z轴直线导轨2通过伺服电机带动立柱11作Z轴直线运动，立柱11与床身1呈滑动连接；立柱11固装有Y轴直线导轨10，Y轴直线导轨10通过伺服电机带动刀具箱9作垂直往复Y轴直线运动；刀具箱9上的主电机带动安装刀具的刀盘8旋转，进行齿轮切削的C轴回转运动。

本实施例的布局及其工作过程：

参照图1，机床有床身1，床身1与液压箱13和电气柜14连接，床身1上设有冷却排屑器12。床身1上固装有Z轴直线导轨2和X轴直线导轨3，X轴直线导轨通过伺服电机带动床鞍4作直线运动，即X轴直线运动。床鞍上有T型槽，使工件箱7通过回转轴5作回转运动，即B轴回转运动，调出所需的齿轮根锥角，旋转范围0°-90°。工件主轴6通过伺服电机带动工件主轴旋转运动，即A轴旋转运动。床身上Z轴直线导轨通过伺服电机带动立柱11作直线运动，即Z轴直线运动。立柱上设有Y轴直线导轨10，Y轴直线导轨通过伺服电机带动刀具箱9作垂直往复运动，即Y轴直线运动，刀具箱9上的主电机带动刀盘8旋转，完成齿轮的切削运动，即C轴回转运动。

四个伺服轴分别为X、Y、Z、A四轴，加工齿轮时，将工件箱7转到所需的根锥角，然后紧固牢固，工件主轴6和刀盘8作旋转运动，同时，刀具箱9沿着Y轴作垂直运动，床鞍4和工件箱7一起沿X轴水平移动，刀具箱9和立柱11一起沿Z轴作水平移动，移动的速度和频率由机床加工程序控制。

机床通过X、Y轴的运动，来拟合出刀具在加工过程中的运动轨迹。通过X、Y、Z、B轴的位置来确定工件的安装位置。通过X、Y、Z、A轴的复合运动，来完成刀具与被加工齿轮的滚切运动。在整个切削运动中，X、Y轴不断的往复运动，运动频繁，Z轴只作进给运动，保证工件的齿深和完成退刀运动。工件的齿深是预先设定好的，在一个齿切削完成后，Z轴后退刀盘退刀，此时工件主轴分度，分度完成后，Z轴再次进给运动。在本机床中，X轴和Y轴分别由工件箱和刀具箱实现，这样X轴和Y轴的精度误差不会互相影响，有利于控制齿面的精度。从图1中看，立柱11部件要比工件箱7部件质量大些，将移动不频繁的Z轴由立柱部件完成，机床的动态刚性也要好些。

参照图2，由于本机床加工的是中等模数的齿轮，齿轮都比较重些，装、卸工件时，操作者的劳动强度较大，我们将工件箱部件设计到X轴，在装、卸工件时，驱动X轴靠近操作者，再装、卸工件就比较方便了，从而减少了人的劳动强度。

本实施例尤其适用于中等规格的弧齿锥齿轮铣齿加工。

Claims (2)

1.一种四轴四联动数控弧齿锥齿轮铣齿机布局，包括床身(1)、工件箱(7)和刀具箱(9)，床身(1)上设有工件箱(7)和刀具箱(9)，其特征是：床身(1)固装Z轴直线导轨(2)和X轴直线导轨(3)，X轴直线导轨(3)通过伺服电机带动床鞍(4)作直线运动，床鞍(4)与床身(1)呈滑动连接，床鞍(4)设有工件箱(7)，床鞍(4)绕回转轴(5)作B轴回转运动，调出所需的齿轮根锥角；工件箱(7)设有工件主轴(6)，工件主轴(6)由伺服电机带动作A轴旋转运动；Z轴直线导轨(2)通过伺服电机带动立柱(11)作Z轴直线运动，立柱(11)与床身(1)呈滑动连接；立柱(11)固装有Y轴直线导轨(10)，Y轴直线导轨(10)通过伺服电机带动刀具箱(9)作垂直往复Y轴直线运动；刀具箱(9)上的主电机带动安装刀具的刀盘(8)旋转，进行齿轮切削的C轴回转运动。

2.根据权利要求1所述的四轴四联动数控弧齿锥齿轮铣齿机布局，其特征是：床鞍(4)上有T型槽，旋转范围0°-90°。

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