CN101862869A - 数控管螺纹车床径向传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数控管螺纹车床传动系统。一种数控管螺纹车床径向传动系统，包括有主轴，在主轴的前端设有平旋盘，其主要特点包括有在主轴上设有空套双联齿轮组；径向进给输入轴的左端设有进给伺服电机，右端设有进给输入齿轮与空套双联齿轮组的输入齿轮啮合，空套双联齿轮组的输出齿轮与径向进给输出齿轮啮合，径向进给输出齿轮固连于径向进给输出轴上，径向进给输出轴穿过主传动大齿轮，与锥齿轮传动副的主动锥齿轮固连；丝杠螺母机构的丝杠与锥齿轮传动副的被动锥齿轮连接，丝杠与滑板连接，滑板上固连有刀座。本发明的优点是该机床装夹更方便，具有较高的柔性和可靠性，加工精度更高，机床的生产效率大大提高，使用性能明显的优于普通管子车床。

Description

数控管螺纹车床径向传动系统

技术领域：

本发明涉及一种数控管螺纹车床传动系统，尤其涉及数控管螺纹车床径向传动系统的结构。

背景技术：

管螺纹车床是一种专门加工管螺纹的车床，目前，一般选择工件自身旋转的专用管子车床，当加工管子口径较大(Φ100～Φ340mm)且较长(5000～10000mm)时，存在一些困难：如由于管子长，质量大，装夹比较困难，主轴带动这样的管子做旋转运动，不仅产生极大的振动和噪音，而且影响加工精度和表面质量，所以提高机床的精度和生产效率是很困难的。为此，国内已有机床企业开发出管子不旋转，刀具旋转的用于加工大口径管子螺纹的数控机床，但是，已报导的这种机床仅限于只有一维方向的刀具径向数控进给运动，由于管子螺纹有多个需要加工的要素，因此只有一维方向的刀具径向数控进给运动限定了必需将所需要的几种刀具全部安装在同一块滑板上同时随滑板做旋转中的径向运动，限制了加工过程中进行更换刀具的自由度。也就限制了进一步提高生产率的可能性。已报导的这种机床均采用机械结构差动机构实现运动合成，此方法可以简化径向进给电机的驱动技术。但是由于机械结构差动机构的存在，导致机构复杂，增加了传动误差。也正是因为机械结构差动机构的存在，限制了机床具有多维径向运动的功能。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有技术中的缺陷而提供一种数控管螺纹车床径向传动系统，该系统工件不动，刀具旋转，具有多刀分别径向进给功能的新式高效管螺纹车床，刀具能够在做回转运动的同时实现径向进给运动，并且由于具有多刀分别径向进给功能，从而实现管子固定不动的情况下，自动选择切换所需要的刀具来进行所有管螺纹要素的车削加工，因此机床的生产率会明显提高。从而有效克服了背景技术所述存在的一系列问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种数控管螺纹车床径向传动系统，包括有主轴(14)，在主轴(14)的前端设有平旋盘(15)，其主要特点包括有在主轴(14)上设有空套双联齿轮组(3)；径向进给输入轴(1)的左端设有进给伺服电机，右端设有进给输入齿轮(2)与空套双联齿轮组(3)的输入齿轮啮合，空套双联齿轮组(3)的输出齿轮与径向进给输出齿轮(4-1)啮合，径向进给输出齿轮(4-1)固连于径向进给输出轴(5-1)上，径向进给输出轴(5-1)穿过主传动大齿轮(7)，与锥齿轮传动副(9-1)的主动锥齿轮固连；丝杠螺母机构(10-1)的丝杠与锥齿轮传动副(9-1)的被动锥齿轮连接，丝杠与滑板连接，滑板上固连有刀座(11-1)。

所述的数控管螺纹车床径向传动系统，还包括有在与空套双联齿轮组(3)的输出齿轮啮合的进给输出齿轮(4-1)对应方向180度处还设有另一个进给输出齿轮(4-2)，进给输出齿轮(4-2)设在径向进给输出轴(5-2)上，径向进给输出轴(5-1)穿过主动齿轮(7)与锥齿轮传动副(9-2)固连；丝杠螺母机构(10-2)的丝杠与锥齿轮传动副(9-2)的被动锥齿轮连接，丝杠与滑板连接，滑板上固连有径向刀架(11-2)。

所述的数控管螺纹车床径向传动系统，所述的空套双联齿轮组(3)为包括有主轴(13)上设有第一双联齿轮(3-1)，主轴(13)与第一双联齿轮(3-1)之间设有第一轴承(3-4)。

所述的数控管螺纹车床径向传动系统，所述的空套双联齿轮组(3)还包括有在第一双联齿轮(3-1)上设有第二双联齿轮(3-2)，第一双联齿轮(3-1)与第二双联齿轮(3-2)之间设有第二轴承(3-5)。

所述的数控管螺纹车床径向传动系统，所述的空套双联齿轮组(3)还包括有在第二双联齿轮(3-2)上设有第三双联齿轮(3-3，第二双联齿轮(3-2)与第三双联齿轮(3-3)之间设有第三轴承(3-6)。

所述的数控管螺纹车床径向传动系统，所述的径向进给输入轴(1)为1-3个；径向进给输出齿轮和径向进给输出轴为1-6个。

本发明的有益效果：本发明的机床径向传动系统，可以保证刀具随平旋盘作圆周运动(主运动)，同时刀具也可以沿平旋盘径向作进给运动，从而在被加工的管子不转动的情况下，完成管端部的螺纹及其它要素的加工。该机床装夹更方便，具有较高的柔性和可靠性，加工精度更高，机床的生产效率大大提高，使用性能明显的优于普通管子车床。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的A-A剖视图

具体实施方式：

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：见图1，图2，一种数控管螺纹车床一路进给二路输出的径向传动系统，包括有主轴14，在主轴14的前端设有平旋盘15，在主轴14上设有空套双联齿轮组3；径向进给输入轴1的左端设有进给伺服电机，右端设有进给输入齿轮2与空套双联齿轮组3的输入齿轮啮合，空套双联齿轮组3的输出齿轮与径向进给输出齿轮4-1啮合，径向进给输出齿轮(4-1)固连于径向进给输出轴5-1上，径向进给输出轴5-1穿过主传动大齿轮7，与锥齿轮传动副9-1的主动锥齿轮固连；丝杠螺母机构10-1的丝杠与锥齿轮传动副9-1的被动锥齿轮连接，丝杠与滑板连接，滑板上固连有刀座11-1。

在与空套双联齿轮组3的输出齿轮啮合的进给输出齿轮4-1对应方向180度处还设有另一个进给输出齿轮4-2，进给输出齿轮4-2设在径向进给输出轴5-2上，径向进给输出轴5-1穿过主动齿轮7与锥齿轮传动副9-2固连；丝杠螺母机构10-2的丝杠与锥齿轮传动副9-2的被动锥齿轮连接，丝杠与滑板连接，滑板上固连有径向刀架11-2。

所述的空套双联齿轮组3为包括有主轴13上设有第一双联齿轮3-1，主轴13与第一双联齿轮3-1之间设有第一轴承3-4。

实施例2：见图1，一种数控管螺纹车床二路进给四路输出的径向传动系统，所述的空套双联齿轮组3还包括有在第一双联齿轮3-1上设有第二双联齿轮3-2，第一双联齿轮3-1与第二双联齿轮3-2之间设有第二轴承3-5。所述的径向进给输入轴(1)为2个；径向进给输出齿轮和径向进给输出轴为4个。

其余结构与实施例1相同。

实施例3：见图1，一种数控管螺纹车床三路进给六路输出的径向传动系统，所述的空套双联齿轮组3还包括有在第二双联齿轮3-2上设有第三双联齿轮3-3，第二双联齿轮3-2与第三双联齿轮3-3之间设有第三轴承3-6。所述的径向进给输入轴(1)为3个；径向进给输出齿轮和径向进给输出轴为6个。

所述的具有径向进给功能的管子车床，其技术核心是利用电子传动链代替机械传动链实现运动合成，径向进给伺服电机通过圆柱齿轮传动、锥齿轮传动和丝杠螺母传动，将电机的旋转运动转化为径向移动滑板沿平旋盘的径向进给运动，所述的机床主轴箱的后侧设有径向进给伺服电机，进给伺服电机驱动径向进给输入轴1，进给输入齿轮2，空套双联齿轮组3，最终将运动和动力传递到进给输出齿轮4上，进给输出齿轮4固连于径向进给输出轴5上，空套双联齿轮组3空套在主轴上，空套双联齿轮组3的输入端齿轮与进给输入齿轮2啮合，空套双联齿轮组3的输出端齿轮与进给输出齿轮4啮合。进给输入齿轮2的轴线相对于主轴箱固定不动，进给输出齿轮4的轴线平行于机床主轴轴线，当机床主轴转动时，进给输出齿轮4的轴线也随机床主轴作同步转动。通过空套在主轴上的空套双联齿轮组3将径向进给伺服电机的转动传输给进给输出齿轮4，与进给输出齿轮4同轴安装有锥齿轮传动副9的主动锥齿轮，通过锥齿轮传动副9改变运动方向，锥齿轮传动副9的被动锥齿轮将转动传输给丝杠螺母机构10，从而带动径向移动滑板沿平旋盘的径向进给运动。此时进给输出齿轮4相当于行星齿轮，空套双联齿轮组3的输出端齿轮相当于太阳轮，进给输出齿轮4的工作轴线与平旋盘同步转动，由于太阳轮的作用，即使进给伺服电机不转动，也就是空套双联齿轮组3不转，与空套双联齿轮组3的输出端齿轮相啮合的进给输出齿轮4也会转动，空套双联齿轮组3的输出端齿轮与进给输出齿轮4之间的传动比与平旋盘的旋转速度(这个转速由安装在主轴末端的旋转编码器及时检测并传输给数控系统)决定了进给输出齿轮4的转速，即基本进给转速(此时径向移动滑板不产生径向移动)。当需要径向移动滑板作径向移动时，再给进给伺服电机输入工作进给转速，进给伺服电机的实际转速由基本进给转速与工作进给转速合成而实现。这个转速和在其它的具有平旋盘的类似机床上是依靠机械结构差动机构实现的，本发明是依靠数控系统依靠软件实现。径向进给输出轴5通过锥齿轮传动副和丝杠螺母机构10将运动和动力传递到刀架上，最终完成刀具的径向进给运动，其主运动由安装在主轴上的平旋盘提供，刀盘上均布安装有六个径向移动滑板。为了使每一个径向移动滑板均能够独立实现移动，应当给每一个径向移动滑板提供一条进给传动链，也就是说需要六台径向进给伺服电机，这样会使机床的进给传动链过于庞大。本发明用了三台径向进给伺服电机，各自分别驱动一组双联齿轮，三组双联齿轮全部同轴空套在机床主轴上，每组双联齿轮的输出端各自驱动进给输出齿轮，共有六个进给输出齿轮，每个进给输出齿轮传动一组锥齿轮，带动一个径向移动滑板。其中一条径向进给链带动两个径向移动滑板同步移动，六个径向移动滑板实质上是分成三组，实现多安装刀具，而又只用较少的传动链，总共有三条径向进给链，实现六个径向移动滑板参与工作。

空套双联齿轮组3构成太阳轮，其转速由进给电机控制，主轴圆支架8和主传动7连同主轴旋转，相当于行星架，其转动来自主传动链，进给输出齿轮4相当于行星齿轮，其自转速度由运动合成系统决定，径向进给输出轴5通过锥齿轮传动副9和丝杠螺母机构10，将运动和动力传递到刀架11上，最终完成刀具的径向进给运动，刀具的主运动由连同主轴旋转的平旋盘完成，此外，本机床采用三条传动链，带动六个径向移动滑板移动，一次可以安装六把刀具分三组工作，其中每一组可以独立工作，刀具的选择是由径向进给伺服电机控制。

上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种数控管螺纹车床径向传动系统，包括有主轴(14)，在主轴(14)的前端设有平旋盘(15)，其特征包括有在主轴(14)上设有空套双联齿轮组(3)；径向进给输入轴(1)的左端设有进给伺服电机，右端设有进给输入齿轮(2)与空套双联齿轮组(3)的输入齿轮啮合，空套双联齿轮组(3)的输出齿轮与径向进给输出齿轮(4-1)啮合，径向进给输出齿轮(4-1)固连于径向进给输出轴(5-1)上，径向进给输出轴(5-1)穿过主传动大齿轮(7)，与锥齿轮传动副(9-1)的主动锥齿轮固连；丝杠螺母机构(10-1)的丝杠与锥齿轮传动副(9-1)的被动锥齿轮连接，丝杠与滑板连接，滑板上固连有刀座(11-1)。

2.如权利要求1所述的数控管螺纹车床径向传动系统，其特征还包括有在与空套双联齿轮组(3)的输出齿轮啮合的进给输出齿轮(4-1)对应方向180度处还设有另一个进给输出齿轮(4-2)，进给输出齿轮(4-2)设在径向进给输出轴(5-2)上，径向进给输出轴(5-1)穿过主动齿轮(7)与锥齿轮传动副(9-2)固连；丝杠螺母机构(10-2)的丝杠与锥齿轮传动副(9-2)的被动锥齿轮连接，丝杠与滑板连接，滑板上固连有径向刀架(11-2)。

3.如权利要求1所述的数控管螺纹车床径向传动系统，其特征所述的空套双联齿轮组(3)为包括有主轴(13)上设有第一双联齿轮(3-1)，主轴(13)与第一双联齿轮(3-1)之间设有第一轴承(3-4)。

4.如权利要求3所述的数控管螺纹车床径向传动系统，其特征所述的空套双联齿轮组(3)还包括有在第一双联齿轮(3-1)上设有第二双联齿轮(3-2)，第一双联齿轮(3-1)与第二双联齿轮(3-2)之间设有第二轴承(3-5)。

5.如权利要求4所述的数控管螺纹车床径向传动系统，其特征所述的空套双联齿轮组(3)还包括有在第二双联齿轮(3-2)上设有第三双联齿轮(3-3，第二双联齿轮(3-2)与第三双联齿轮(3-3)之间设有第三轴承(3-6)。

6.如权利要求1所述的数控管螺纹车床径向传动系统，其特征所述的径向进给输入轴(1)为1-3个；径向进给输出齿轮和径向进给输出轴为1-6个。

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