CN102873408A - 六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床,包括床身,床身的上端面上设有立柱和X向直线导轨;立柱的侧面设有Y向直线导轨,Y向直线导轨上滑动配合连接有一滑板;滑板上设有与所述Y向直线导轨相垂直的Z向直线导轨,Z向直线导轨上滑动配合连接有工件箱,工件箱内设有一工件轴,工件固接在工件轴上;X向直线导轨上滑动配合连接有一床鞍,床鞍上设有一刀具箱,床鞍与刀具箱通过一转台轴承连接;刀具箱侧壁设有一刀具轴,刀具固接在刀具轴上,刀具轴通过第三驱动机构旋转。本发明结构简单、紧凑,装配方便,工艺性好,安全可靠,运动行程短,磨损少,占地体积小,且成本低、加工效率高、稳定性好、误差小、齿轮的加工精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种铣齿机加工机床,尤其是涉及一种六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床。
背景技术
螺旋锥齿轮铣齿机加工机床是汽车、电动工具等锥齿轮工件加工的主要设备。现有技术中,机械型螺旋锥齿轮加工机床的结构和调整是齿轮机床中最复杂的。随着技术的进步,出现了以数控技术形式来实现螺旋锥齿轮的加工,其运动模型为刀具箱沿X、Y轴的联动来模拟刀具绕摇台轴线的旋转,将刀倾机构的功能改为B轴的联动。但公知的促使B轴联动的工件箱驱动装置多采用摩擦轮装置,此种装置加工的工艺性不好,难以保证加工精度,而且工件箱的所有重量都压在摩擦轮上,摩擦轮容易打滑,卸荷比较困难,很难保证齿轮的全展成运动。并且将刀具主轴和工件主轴全部装在一个立柱上,其结构不仅导致制造成本高,而且装配的工艺性不好,难以保证加工精度。现有技术的机床工件箱回转机构的刚性很难保证,影响齿轮的加工精度。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种结构简单、易于实现、低成本的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床,包括床身,所述床身的上端面上设有立柱和X向直线导轨;
所述立柱固接在床身的上端面上,所述立柱的侧面设有Y向直线导轨,所述Y向直线导轨上滑动配合连接有一滑板;所述滑板上设有与所述Y向直线导轨相垂直的Z向直线导轨,所述Z向直线导轨上滑动配合连接有工件箱,所述工件箱内设有一工件轴,所述工件轴中心轴线为A轴,工件固接在工件轴上,工件轴通过第一驱动机构绕A轴旋转;
所述X向直线导轨上滑动配合连接有一床鞍,所述床鞍上设有一刀具箱,所述床鞍与刀具箱通过一转台轴承连接;所述刀具箱竖直方向的中心轴线为B轴,刀具箱通过第二驱动机构可绕B轴旋转,所述转台轴承中心轴线与B轴重合;所述刀具箱侧壁设有一刀具轴,所述刀具轴的中心轴线为C轴,所述C轴垂直于所述B轴,刀具固接在刀具轴上,刀具轴通过第三驱动机构绕C轴旋转。
进一步,所述第一驱动机构包括第一力矩电机,第一力矩电机转子与所述工件轴固接,第一力矩电机定子与所述工件箱固接。
进一步,所述第二驱动机构包括第二力矩电机,第二力矩电机转子与所述刀具箱固接,第二力矩电机定子与所述床鞍固接。
进一步,所述第二力矩电机转子通过转子连接板固接在刀具箱上,第二力矩电机定子通过定子连接板固接在床鞍上。
进一步,所述第二驱动机构还可以包括蜗轮传动机构或齿轮传动机构;所述蜗轮传动机构或齿轮传动机构位于刀具箱与床鞍的连接处;所述蜗轮传动机构或齿轮传动机构均有电机驱动。
进一步,所述齿轮传动机构中,与所述刀具箱相连接的齿轮为扇形齿轮。
进一步,所述第三驱动机构包括第三力矩电机,第三力矩电机转子与所述刀具轴固接,第三力矩电机定子与所述刀具箱固接。
进一步,所述第三力矩电机转子通过转子连接件固接在刀具轴上,第三力矩电机定子通过定子连接件固接在刀具箱上。
进一步,所述床鞍与刀具箱间还设有一阻尼机构,所述阻尼机构的中心轴线与B轴重合。
进一步,还设有一排屑器,所述排屑器位于床身上,且位于刀具与工件连接处的下方位置处。
本发明具有的优点和积极效果是:采用上述技术方案,去掉了摩擦轮等难加工的零部件,结构紧凑,装配方便,工艺性好;工件和刀具拆卸方便,具有结构简单,精度高、安全可靠等优点;本机床还具有运动行程短,磨损少,加工稳定性好的优点;加工同等规格的齿轮所需要的行程短,且B轴旋转的角度小,可缩减导轨的长度,机床的占地体积小,且成本低、加工效率高、加工时间短、稳定性好、误差小、齿轮的加工精度高;进给实现方式为工件箱沿Z向直线导轨平移来实现,具有重量轻,惯性小的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是床鞍与刀具箱间的连接示意图;
图3是刀具箱与第三力矩电机间的连接示意图。
图中:
1.床身 2.工件箱 3.滑板
4.立柱 5.Y向直线导轨 6.Z向直线导轨
7.工件轴 8.刀具箱 9.刀具轴
10.床鞍 11.X向直线导轨 12.伺服电机
13.转台轴承 14.第二力矩电机转子 15.转子连接板
16.第二力矩电机定子 17.定子连接板
18.阻尼机构 19.第三力矩电机转子
20.转子连接件 21.第三力矩电机定子
22.定子连接件
具体实施方式
下面结合附图列举一个具体实施例对本发明做进一步的阐述。
如图1所示,本实施例是一种六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床,包括床身1,床身1的上端面上设有立柱4和X向直线导轨11。
立柱4固接在床身1的上端面上,立柱4的侧面设有Y向直线导轨5,Y向直线导轨5上滑动配合连接有一滑板3;滑板3上设有与Y向直线导轨5相垂直的Z向直线导轨6,Z向直线导轨6上滑动配合连接有工件箱2,工件箱2内设有一工件轴7,工件轴7中心轴线为A轴,工件固接在工件轴7上,工件轴7通过第一驱动机构绕A轴旋转。
第一驱动机构包括第一力矩电机,第一力矩电机转子与工件轴7固接,第一力矩电机定子与工件箱2固接。当第一力矩电机通电工作时,第一力矩电机转子带动工件轴7旋转,实现工件绕A轴的旋转运动。
X向直线导轨11上滑动配合连接有一床鞍10,床鞍10上设有一刀具箱8,床鞍10与刀具箱8通过一转台轴承13连接,转台轴承13中心轴线与B轴重合;刀具箱8竖直方向的中心轴线为B轴,刀具箱8通过第二驱动机构可绕B轴旋转;刀具箱8侧壁设有一刀具轴9,刀具轴9的中心轴线为C轴,C轴垂直于B轴,刀具固接在刀具轴9上,刀具轴9通过第三驱动机构绕C轴旋转。
第二驱动机构可通过第二力矩电机、蜗轮传动机构或齿轮传动机构实现,本实施例采用第二力矩电机来实现,如图2所示,第二力矩电机转子14通过转子连接板15固接在刀具箱8上,第二力矩电机定子16通过定子连接板17固接在床鞍10上;当第二力矩电机通电工作时,第二力矩电机转子14带动刀具箱8绕B轴旋转。
如图3所示,第三驱动机构包括第三力矩电机,第三力矩电机转子19通过转子连接件20固接在刀具轴9上,第三力矩电机定子21通过定子连接件22固接在刀具箱8上;当第三力矩电机通电工作时,第三力矩电机转子19带动刀具轴9绕C轴旋转。
床鞍10与刀具箱8间还设有一阻尼机构18,阻尼机构18的中心轴线与B轴重合;刀具箱在第三力矩电机的带动下旋转时,阻尼机构18产生一定的阻力使刀具箱8在旋转时更加稳定,使刀具轴9在加工齿轮时稳定性更高。
本实施例还设有一排屑器,排屑器位于床身上,且位于刀具与工件连接处的下方;工件加工所产生的碎屑将自动排走,不需人工清洁,操作简单易行,节省了人力。
本发明的工作过程:将刀具安装刀具箱8的刀具轴9上,将工件安装在工件箱2的工件轴7上,通过调节伺服电机12来精确控制床鞍10上刀具箱8的前后位置,同理,通过调节立柱4上的伺服电机来精确控制滑板3上工件箱2的上下位置,通过调节滑板3上的伺服电机来精确控制工件箱2的左右位置,通过调节第二力矩电机来精确调节刀具箱绕B轴的旋转角度,此时,工件与刀具间的相对位置调整完毕,通过第一力矩电机驱动工件轴7旋转,进一步带动工件绕刀具旋转,开始对工件进行铣齿加工;当需要转动刀具方向时,只需通过第三力矩电机来驱动刀具轴9旋转即可。
综上所述,本发明具有以下优点:
本发明去掉了摩擦轮等难加工的零部件,结构紧凑,装配方便,具有很好的工艺性;
工件和刀具拆卸方便,具有结构简单,精度高、安全可靠等优点;
传统的机床为刀具围绕工件作回转运动,运动行程长,稳定性差,而本机床是将刀具箱放在床鞍上,这样可以使工件围绕刀具作回转运动,具有运动行程短,磨损少,加工稳定性高的优点;刀具箱放在床鞍上,可以使B轴旋转的角度小,这样能够缩减导轨的长度,减少机床的占地面积,且节约了成本、提高了加工效率,缩短了加工时间、提高了稳定性、减小了误差,有利于提高机床加工齿轮的精度;
本发明将工件箱放在滑板上,通过将工件箱在滑板上的左右滑动来实现工件箱沿Z向直线导轨的进给,这种设计使加工工件时,具有重量轻、惯性小的优点,操作人员更加得心应手,提高了加工效率,保证了加工精度。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床,包括床身,其特征在于:所述床身的上端面上设有立柱和X向直线导轨;
所述立柱固接在床身的上端面上,所述立柱的侧面设有Y向直线导轨,所述Y向直线导轨上滑动配合连接有一滑板;所述滑板上设有与所述Y向直线导轨相垂直的Z向直线导轨,所述Z向直线导轨上滑动配合连接有工件箱,所述工件箱内设有一工件轴,所述工件轴中心轴线为A轴,工件固接在工件轴上,工件轴通过第一驱动机构绕A轴旋转;
所述X向直线导轨上滑动配合连接有一床鞍,所述床鞍上设有一刀具箱,所述床鞍与刀具箱通过一转台轴承连接;所述刀具箱竖直方向的中心轴线为B轴,刀具箱通过第二驱动机构可绕B轴旋转,所述转台轴承中心轴线与B轴重合;所述刀具箱侧壁设有一刀具轴,所述刀具轴的中心轴线为C轴,所述C轴垂直于所述B轴,刀具固接在刀具轴上,刀具轴通过第三驱动机构绕C轴旋转。
2.根据权利要求1所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床,其特征在于:所述第一驱动机构包括第一力矩电机,第一力矩电机转子与所述工件轴固接,第一力矩电机定子与所述工件箱固接。
3.根据权利要求1所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床,其特征在于:所述第二驱动机构包括第二力矩电机,第二力矩电机转子与所述刀具箱固接,第二力矩电机定子与所述床鞍固接。
4.根据权利要求4所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床,其特征在于:所述第二力矩电机转子通过转子连接板固接在刀具箱上,第二力矩电机定子通过定子连接板固接在床鞍上。
5.根据权利要求1所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床,其特征在于:所述第二驱动机构还可以包括蜗轮传动机构或齿轮传动机构;所述蜗轮传动机构或齿轮传动机构位于刀具箱与床鞍的连接处;所述蜗轮传动机构或齿轮传动机构均由电机驱动。
6.根据权利要求5所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床,其特征在于:所述齿轮传动机构中,与所述刀具箱相连接的齿轮为扇形齿轮。
7.根据权利要求1所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床,其特征在于:所述第三驱动机构包括第三力矩电机,第三力矩电机转子与所述刀具轴固接,第三力矩电机定子与所述刀具箱固接。
8.根据权利要求7所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床,其特征在于:所述第三力矩电机转子通过转子连接件固接在刀具轴上,第三力矩电机定子通过定子连接件固接在刀具箱上。
9.根据权利要求1所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床,其特征在于:所述床鞍与刀具箱间还设有一阻尼机构,所述阻尼机构的中心轴线与B轴重合。
10.根据权利要求1所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床,其特征在于:还设有一排屑器,所述排屑器位于床身上,且位于刀具与工件连接处的下方位置处。
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