CN103056629A - 轴类齿轮复合加工机床 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轴类齿轮复合加工机床，包括床身、固定于床身上的立柱、旋转工作台、滚刀进给机构、支撑架进给机构和旋转刀塔进给机构；所述旋转工作台固定在床身顶面；所述滚刀进给机构、支撑架进给机构和旋转刀塔进给机构横向依次设置在立柱靠近旋转工作台一侧上且与立柱竖直方向滑动配合。本发明在对工件一次装夹的情况下，利用工作台的旋转，通过不同加工刀具的切换，以及横向和纵向进给、角度的旋转来实现对不同尺寸的齿轮进行车削、滚齿、铣削、倒棱、去毛刺、钻孔等多道工序。节约了工件在不同机床间的转换时间，提高了加工效率，零件的最终加工精度得到了最大限度的保证。
Description
技术领域
本发明涉及一种机床，具体涉及一种轴类齿轮复合加工机床。
背景技术
近年来，随着制造产业进入高速发展阶段，企业对齿轮的需求量越来越大，对加工质量和加工效率要求越来越高。目前齿轮类零件的生产仍然是以功能单一的加工为主，零件的加工要分别在车床、滚齿机、倒棱机、钻床、铣床上分别加工完成。采取多台单机集群的方式组织生产线进行齿轮加工，一方面多道工序的分散性造成齿轮工件需要多次重复装夹、定位及对刀，使得齿轮的加工精度和加工质量难于保证和提高，操作的自动化程度低，费时费力且容易出错；另一方面集群式的齿轮生产线结构松散，齿轮加工效率低，需要增加额外的辅助运输、传送与储存装置，占地面积大，资源浪费严重，生产成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种轴类齿轮复合加工机床，在一次装夹的情况下，将齿轮加工的多道工序集成复合在一台设备上。
本发明公开了一种轴类齿轮复合加工机床，包括床身、固定于床身上的立柱、旋转工作台、滚刀进给机构、支撑架进给机构和旋转刀塔进给机构；所述旋转工作台固定在床身顶面；所述滚刀进给机构、支撑架进给机构和旋转刀塔进给机构横向依次设置在立柱靠近旋转工作台一侧上且与立柱竖直方向滑动配合。
进一步，所述旋转工作台包括工作台面和电主轴Ⅰ，电主轴Ⅰ设置在旋转工作台内，工作台面设置在旋转工作台顶面，所述电主轴Ⅰ的主轴Ⅰ与工作台面传动配合。
进一步，所述滚刀进给机构包括滑板Ⅰ、滚刀架、固定在立柱上的滚刀进给丝杠和与滚刀进给丝杠传动配合的滚刀进给伺服电机；所述滚刀架与滑板Ⅰ连接，所述滑板Ⅰ上设有与滚刀进给丝杠对应配合的螺套Ⅰ。
进一步，所述滚刀进给机构还包括设置在滑板Ⅰ远离立柱一侧的滑板Ⅲ，滑板Ⅲ与滑板Ⅰ横向滑动配合，所述滑板Ⅲ内固定有横向进给丝杠和与横向进给丝杠传动配合的横向进给伺服电机，所述滑板Ⅰ上设有与横向进给丝杠对应配合的螺套Ⅱ。
进一步，所述滚刀进给机构还包括设置在滑板Ⅲ沿滑动方向靠近旋转工作台一侧的滚刀架旋转机构，滚刀架旋转机构包括底座、旋转轴、蜗轮副和与蜗轮副对应的滚刀架旋转伺服电机，蜗轮副包括与旋转轴连接的蜗轮和与蜗轮对应配合的蜗杆，滚刀架旋转伺服电机与蜗杆对应传动配合，所述旋转轴沿滑板Ⅲ滑动方向设置，旋转轴靠近旋转工作台一端与底座连接。
进一步，所述滚刀进给机构还包括设置在底座远离滚刀架旋转机构一侧的滚刀架进给丝杆和与滚刀架进给丝杆传动配合的滚刀架进给伺服电机，所述滚刀架设有与滚刀架进给丝杠对应配合的螺套Ⅲ。
进一步，所述滚刀架包括左刀架和右刀架，右刀架设有电主轴Ⅱ，左刀架设有与电主轴Ⅱ的主轴Ⅱ方向相对应的滑座，所述主轴Ⅱ与滑座之间设有滚刀，主轴Ⅱ与滚刀一端传动配合，滚刀另一端与滑座转动配合；左刀架设有刀架丝杆，右刀架设有与刀架丝杆对应配合的刀架轴套。
进一步，所述支撑架进给机构包括外支架、固定在立柱上的外支架进给丝杠和与外支架进给丝杠传动配合的外支架进给伺服电机；所述外支架上设有与外支架进给丝杠对应配合的螺套Ⅳ；所述外支架上设有垂直向下的顶尖，所述顶尖与主轴Ⅰ同心。
进一步，所述旋转刀塔进给机构包括滑板Ⅱ、转动刀架、固定在立柱上的旋转刀塔进给丝杠和与旋转刀塔进给丝杠传动配合的旋转刀塔进给伺服电机，所述转动刀架与滑板Ⅱ连接，所述滑板Ⅱ上设有与旋转刀塔进给丝杠对应配合的螺套Ⅴ。
进一步，所述旋转刀塔进给机构还包括设置在滑板Ⅱ远离立柱一侧的转动刀架进给丝杠和与转动刀架进给丝杠传动配合的转动刀架进给伺服电机，所述转动刀架上设有与转动刀架进给丝杠对应配合的螺套Ⅵ。
进一步，所述转动刀架包括刀盘、齿轮副、竖直设置的传动轴和与传动轴对应的传动驱动伺服电机，传动驱动伺服电机通过齿轮副与传动轴对应传动配合，所述传动轴下端设有伞齿轮Ⅰ，刀盘内部设有伞齿轮Ⅱ与伞齿轮Ⅰ啮合。
进一步，所述刀盘外圆沿圆周方向设有去毛刺装置、车刀装置、圆柱铣刀装置、到棱装置、钻孔装置和机械手装置。
本发明的有益效果在于：本发明轴类齿轮复合加工机床，在对工件一次装夹的情况下，利用工作台的旋转，通过不同加工刀具的切换，以及横向和纵向进给、角度的旋转来实现对不同尺寸的齿轮进行车削、滚齿、铣削、倒棱、去毛刺、钻孔等多道工序。节约了工件在不同机床间的转换时间，提高了加工效率，零件的最终加工精度得到了最大限度的保证。同时本发明轴类齿轮复合加工机床结构紧凑、占地面积小，节约了空间，降低了生产成本。
附图说明
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明的三维示意图；
图2为本发明的旋转工作台的剖视图；
图3为本发明的滚刀进给机构Z1方向的剖视图；
图4为本发明的滚刀进给机构X1方向的剖视图；
图5为本发明的滚刀架旋转机构剖视图Ⅰ；
图6为本发明的滚刀架旋转机构剖视图Ⅱ；
图7为本发明的滚刀进给机构Y方向的剖视图；
图8为本发明的滚刀架的剖视图；
图9为本发明的支撑架进给机构Z3方向的剖视图；
图10为本发明的旋转刀塔进给机构Z2方向的剖视图；
图11为本发明的旋转刀塔进给机构X2方向的剖视图；
图12为本发明的转动刀架的剖视图；
图13为本发明的转动刀架的三维示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图所示，本发明的一种轴类齿轮复合加工机床，包括床身1、固定于床身1上的立柱2、旋转工作台3、滚刀进给机构4、支撑架进给机构5和旋转刀塔进给机构6；所述旋转工作台3固定在床身1顶面；所述滚刀进给机构4、支撑架进给机构5和旋转刀塔进给机构6横向依次设置在立柱2靠近旋转工作台3一侧上且与立柱2竖直方向滑动配合。将工件置于旋转工作台3上，支撑架进给机构5根据工件高度上下滑动调节并固定工件在旋转工作台3上做旋转运动，滚刀进给机构4，和旋转刀塔进给机构6根据工件不同加工位置上下滑动，利用安装在其上的刀具对工件进行加工。
图2为本发明的旋转工作台的剖视图，如图所示，所述旋转工作台3包括工作台面7和电主轴Ⅰ8，电主轴Ⅰ8设置在旋转工作台3内，工作台面7设置在旋转工作台3顶面，所述电主轴Ⅰ8的主轴Ⅰ9与工作台面7传动配合。主轴Ⅰ9与工作台面7连接，电主轴Ⅰ8启动后带动工作台面7作C向的旋转运动，工件被置于工作台面7，进而工件旋转满足加工需要。
图3为本发明的滚刀进给机构Z1方向的剖视图，如图所示，所述滚刀进给机构4包括滑板Ⅰ10、滚刀架11、固定在立柱2上的滚刀进给丝杠12和与滚刀进给丝杠12传动配合的滚刀进给伺服电机13；所述滚刀架11与滑板Ⅰ10连接，所述滑板Ⅰ10上设有与滚刀进给丝杠12对应配合的螺套Ⅰ14。滚刀进给伺服电机13驱动滚刀进给丝杠12旋转，滑板Ⅰ10沿着Z1轴方向移动，从而达到滚刀进给机构4纵向进刀的目的。
图4为本发明的滚刀进给机构X1方向的剖视图，如图所示，所述滚刀进给机构4还包括设置在滑板Ⅰ10远离立柱2一侧的滑板Ⅲ15，滑板Ⅲ15与滑板Ⅰ10横向滑动配合，所述滑板Ⅲ15内固定有横向进给丝杠16和与横向进给丝杠16传动配合的横向进给伺服电机17，所述滑板Ⅰ10上设有与横向进给丝杠16对应配合的螺套Ⅱ18。横向进给伺服电机17驱动横向进给丝杠16旋转，使滑板Ⅲ15沿着X1轴方向移动，从而达到滚刀进给机构4横向进刀的目的。
图5为本发明的滚刀架旋转机构剖视图Ⅰ，图6为本发明的滚刀架旋转机构剖视图Ⅱ，如图所示，所述滚刀进给机构4还包括设置在滑板Ⅲ15沿滑动方向靠近旋转工作台3一侧的滚刀架旋转机构19，滚刀架旋转机构19包括底座20、旋转轴21、蜗轮副和与蜗轮副对应的滚刀架旋转伺服电机22，蜗轮副包括与旋转轴21连接的蜗轮23和与蜗轮对应配合的蜗杆24，滚刀架旋转伺服电机22与蜗杆24对应传动配合，所述旋转轴21沿滑板Ⅲ15滑动方向设置，旋转轴21靠近旋转工作台3一端与底座20连接。滚刀架旋转伺服电机22驱动蜗杆24旋转，带动与蜗轮23连接的旋转轴21旋转，旋转轴21带动底座20作A向的旋转运动，从而使滚刀架11产生不同的角度，可实现直齿和斜齿的加工。
图7为本发明的滚刀进给机构Y方向的剖视图，如图所示，所述滚刀进给机构4还包括设置在底座20远离滚刀架旋转机构19一侧的滚刀架进给丝杆25和与滚刀架进给丝杆25传动配合的滚刀架进给伺服电机26，所述滚刀架11设有与滚刀架进给丝杠25对应配合的螺套Ⅲ26。滚刀架进给伺服电机26驱动滚刀架进给丝杆25旋转，使滚刀架11沿着Y轴方向移动，进而达到滚刀进给机构4加工不同尺寸零件的要求。
图8为本发明的滚刀架的剖视图，如图所示，所述滚刀架11包括左刀架27和右刀架28，右刀架28设有电主轴Ⅱ29，左刀架27设有与电主轴Ⅱ29的主轴Ⅱ30方向相对应的滑座31，所述主轴Ⅱ30与滑座31之间设有滚刀32，主轴Ⅱ30与滚刀32一端传动配合，滚刀32另一端与滑座31转动配合；左刀架27设有刀架丝杆33，右刀架28设有与刀架丝杆33对应配合的刀架轴套34。将滚刀32装入主轴Ⅱ30与滑座31之间，调节刀架丝杆33将滚刀32固定住，电主轴Ⅱ29启动后，主轴Ⅱ30带动滚刀32做B向的旋转运动，从而滚刀进给机构4对工件进行齿形加工。
图9为本发明的支撑架进给机构Z3方向的剖视图，如图所示，所述支撑架进给机构5包括外支架35、固定在立柱2上的外支架进给丝杠36和与外支架进给丝杠36传动配合的外支架进给伺服电机37；所述外支架35上设有与外支架进给丝杠36对应配合的螺套Ⅳ38；所述外支架35上设有垂直向下的顶尖39，所述顶尖39与主轴Ⅰ9同心。将轴类工件置于旋转工作台3上夹持后，外支架35沿Z3轴方向移动，利用顶尖39将轴类工件顶部固定，避免轴类工件在加工过程中发生位置偏移造成加工误差。
图10为本发明的旋转刀塔进给机构Z2方向的剖视图，如图所示，所述旋转刀塔进给机构6包括滑板Ⅱ40、转动刀架41、固定在立柱2上的旋转刀塔进给丝杠42和与旋转刀塔进给丝杠42传动配合的旋转刀塔进给伺服电机43，所述转动刀架41与滑板Ⅱ40连接，所述滑板Ⅱ40上设有与旋转刀塔进给丝杠42对应配合的螺套Ⅴ44。旋转刀塔进给伺服电机43驱动旋转刀塔进给丝杠42转动，使滑板Ⅱ40沿着Z2轴方向移动，从而使转动刀架41纵向的进刀对工件进行加工。
图11为本发明的旋转刀塔进给机构X2方向的剖视图，如图所示，所述旋转刀塔进给机构6还包括设置在滑板Ⅱ40远离立柱2一侧的转动刀架进给丝杠45和与转动刀架进给丝杠45传动配合的转动刀架进给伺服电机46，所述转动刀架41上设有与转动刀架进给丝杠45对应配合的螺套Ⅵ47。转动刀架进给伺服电机46驱动转动刀架进给丝杠45旋转，使转动刀架41沿着X2轴方向移动，从而旋转刀塔进给机构6可以加工不同尺寸的零件。
图12为本发明的转动刀架的剖视图，如图所示，所述转动刀架41包括刀盘48、齿轮副49、竖直设置的传动轴50和与传动轴50对应的传动驱动伺服电机51，传动驱动伺服电机51通过齿轮副49与传动轴50对应传动配合，所述传动轴50下端设有伞齿轮Ⅰ52，刀盘48内部设有伞齿轮Ⅱ53与伞齿轮Ⅰ52啮合。传动驱动伺服电机51通过齿轮副49驱动传动轴50转动，传动轴50上的伞齿轮Ⅰ52带动伞齿轮Ⅱ53转动，进而实现刀盘48旋转，可以选择不同的刀具对工件进行加工。
图13为本发明的转动刀架的三维示意图，如图所示，所述刀盘48外圆沿圆周方向设有去毛刺装置54、车刀装置55、圆柱铣刀装置56、到棱装置57、钻孔装置58和机械手装置59。转动刀盘48，分别选用不同的刀具可以实现对工件的不同加工工序。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
Claims (12)
1.一种轴类齿轮复合加工机床，其特征在于：包括床身、固定于床身上的立柱、旋转工作台、滚刀进给机构、支撑架进给机构和旋转刀塔进给机构；所述旋转工作台固定在床身顶面；所述滚刀进给机构、支撑架进给机构和旋转刀塔进给机构横向依次设置在立柱靠近旋转工作台一侧上且与立柱竖直方向滑动配合。
2.根据权利要求1所述的轴类齿轮复合加工机床，其特征在于：所述旋转工作台包括工作台面和电主轴Ⅰ，电主轴Ⅰ设置在旋转工作台内，工作台面设置在旋转工作台顶面，所述电主轴Ⅰ的主轴Ⅰ与工作台面传动配合。
3.根据权利要求1所述的轴类齿轮复合加工机床，其特征在于：所述滚刀进给机构包括滑板Ⅰ、滚刀架、固定在立柱上的滚刀进给丝杠和与滚刀进给丝杠传动配合的滚刀进给伺服电机；所述滚刀架与滑板Ⅰ连接，所述滑板Ⅰ上设有与滚刀进给丝杠对应配合的螺套Ⅰ。
4.根据权利要求3所述的轴类齿轮复合加工机床，其特征在于：所述滚刀进给机构还包括设置在滑板Ⅰ远离立柱一侧的滑板Ⅲ，滑板Ⅲ与滑板Ⅰ横向滑动配合，所述滑板Ⅲ内固定有横向进给丝杠和与横向进给丝杠传动配合的横向进给伺服电机，所述滑板Ⅰ上设有与横向进给丝杠对应配合的螺套Ⅱ。
5.根据权利要求4所述的轴类齿轮复合加工机床，其特征在于：所述滚刀进给机构还包括设置在滑板Ⅲ沿滑动方向靠近旋转工作台一侧的滚刀架旋转机构，滚刀架旋转机构包括底座、旋转轴、蜗轮副和与蜗轮副对应的滚刀架旋转伺服电机，蜗轮副包括与旋转轴连接的蜗轮和与蜗轮对应配合的蜗杆，滚刀架旋转伺服电机与蜗杆对应传动配合，所述旋转轴沿滑板Ⅲ滑动方向设置，旋转轴靠近旋转工作台一端与底座连接。
6.根据权利要求4所述的轴类齿轮复合加工机床，其特征在于：所述滚刀进给机构还包括设置在底座远离滚刀架旋转机构一侧的滚刀架进给丝杆和与滚刀架进给丝杆传动配合的滚刀架进给伺服电机，所述滚刀架设有与滚刀架进给丝杠对应配合的螺套Ⅲ。
7.根据权利要求6所述的轴类齿轮复合加工机床，其特征在于：所述滚刀架包括左刀架和右刀架，右刀架设有电主轴Ⅱ，左刀架设有与电主轴Ⅱ的主轴Ⅱ方向相对应的滑座，所述主轴Ⅱ与滑座之间设有滚刀，主轴Ⅱ与滚刀一端传动配合，滚刀另一端与滑座转动配合；左刀架设有刀架丝杆，右刀架设有与刀架丝杆对应配合的刀架轴套。
8.根据权利要求1所述的轴类齿轮复合加工机床，其特征在于：所述支撑架进给机构包括外支架、固定在立柱上的外支架进给丝杠和与外支架进给丝杠传动配合的外支架进给伺服电机；所述外支架上设有与外支架进给丝杠对应配合的螺套Ⅳ；所述外支架上设有垂直向下的顶尖，所述顶尖与主轴Ⅰ同心。
9.根据权利要求1所述的轴类齿轮复合加工机床，其特征在于：所述旋转刀塔进给机构包括滑板Ⅱ、转动刀架、固定在立柱上的旋转刀塔进给丝杠和与旋转刀塔进给丝杠传动配合的旋转刀塔进给伺服电机，所述转动刀架与滑板Ⅱ连接，所述滑板Ⅱ上设有与旋转刀塔进给丝杠对应配合的螺套Ⅴ。
10.根据权利要求9所述的轴类齿轮复合加工机床，其特征在于：所述旋转刀塔进给机构还包括设置在滑板Ⅱ远离立柱一侧的转动刀架进给丝杠和与转动刀架进给丝杠传动配合的转动刀架进给伺服电机，所述转动刀架上设有与转动刀架进给丝杠对应配合的螺套Ⅵ。
11.根据权利要求10所述的轴类齿轮复合加工机床，其特征在于：所述转动刀架包括刀盘、齿轮副、竖直设置的传动轴和与传动轴对应的传动驱动伺服电机，传动驱动伺服电机通过齿轮副与传动轴对应传动配合，所述传动轴下端设有伞齿轮Ⅰ，刀盘内部设有伞齿轮Ⅱ与伞齿轮Ⅰ啮合。
12.根据权利要求11所述的轴类齿轮复合加工机床，其特征在于：所述刀盘外圆沿圆周方向设有去毛刺装置、车刀装置、圆柱铣刀装置、到棱装置、钻孔装置和机械手装置。
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