CN103111688A - 一种加工螺旋锥齿轮副中的小齿轮的机床 - Google Patents

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衣红
贾立冬
曾亦愚
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Abstract

本发明涉及一种加工汽车驱动桥上所用螺旋锥齿轮副中的小齿轮的加工机床，床身上相互垂直的X轴导轨、Y轴导轨及Z轴导轨，X轴导轨安装在床身顶面，Y轴导轨竖直安装在床身的前端面，X轴导轨所在平面的高度介于Y轴导轨底端与Y轴导轨顶端之间，Z轴导轨水平设置在Y轴滑台的前端面，刀盘或砂轮安装在靠近X轴滑台的Z轴滑台侧端面；X轴滑台顶面设有圆弧导轨，工件箱安装在圆弧导轨上，且工件箱底部设有与圆弧导轨对应的弧形凹槽，工件箱由B轴驱动机构驱动其以工件箱前端的竖直B轴为轴沿圆弧导轨运行；本发明的机床与现有设备相比，具有结构简单、成本经济、操作方便、排屑容易等优点，特别适合干切削高效加工。

Description

一种加工螺旋锥齿轮副中的小齿轮的机床
技术领域
本发明涉及一种加工螺旋锥齿轮副中的小齿轮的机床，进一步是指汽车驱动桥上所用螺旋锥齿轮副中的小齿轮的加工机床。
背景技术
汽车驱动桥中主传动齿轮一般都是传动比比较大的准双曲面齿轮副，其大轮用成形法加工，与之相配的小轮用对偶法加工，加工时工件箱在B轴的-5°~10°附件运动，现在汽车驱动桥的小轮都在六轴五联动的通用数控铣齿机和磨齿机上加工，它有以下缺点：
1.     汽车驱动桥的小轮加工时，工件箱放置在B轴的-5°~10°，而通用机床则要求B轴在-5°~90°之间变化以便大轮的加工，这样对机床的设计、防护带来很多困难和成本的增加；
2.     汽车驱动桥螺旋锥齿轮是一种品种少数量大的民用产品，每条生产线由两台通用数控机床组成，一台加工大轮，一台加工小轮。对加工大轮的机床来说，加工小轮的功能是种浪费，对加工小轮的机床来说，加工大轮的功能是种浪费。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种加工螺旋锥齿轮副中的小齿轮的机床，可专门用于加工螺旋锥齿轮副中的小齿轮，提高生产效率，降低成本。
    本发明的技术方案为，一种加工螺旋锥齿轮副中的小齿轮的机床，包括床身、前端安装被加工工件的工件箱、用于对被加工工件进行铣齿、磨齿的刀盘或砂轮和床身上相互垂直的X轴导轨、Y轴导轨及Z轴导轨，并在各导轨上对应设有X轴滑台、Y轴滑台和Z轴滑台；所述X轴导轨安装在床身顶面，Y轴导轨竖直安装在床身的前端面，X轴导轨所在平面的高度介于Y轴导轨底端与Y轴导轨顶端之间，所述Z轴导轨水平设置在Y轴滑台的前端面，刀盘或砂轮安装在靠近X轴滑台的Z轴滑台侧端面；所述X轴滑台顶面设有圆弧导轨，工件箱安装在圆弧导轨上，且工件箱底部设有与圆弧导轨对应的弧形凹槽，所述工件箱由B轴驱动机构驱动其以工件箱前端的竖直B轴为轴沿圆弧导轨运行；所述工件箱内设有可带动被加工工件旋转的A轴，而Z轴滑台内设有平行于Z轴导轨并可带动刀盘或砂轮旋转的C轴。
所述工件箱相对X轴导轨转动的角度是-5°~45°，以顺时针转动的角度为正，逆时针转动的角度为负，这样能保证加工各种螺旋锥齿轮副中的小齿轮。
所述B轴驱动机构包括固定在工件箱后端的丝母座、安装在丝母座内的丝杆，丝杆的一端穿过X轴滑台上的丝杆座后与伺服电机的输出轴连接。
该机床作成磨齿机时还包括安装在工件箱顶部并与A轴垂直的砂轮修整机构，砂轮修整机构为金刚滚轮；砂轮修整时B轴设置在0°位置，金刚滚轮高速回转，砂轮回转并由X轴和Z轴联合控制来对砂轮进行修整。
上述机床的X、Y、Z三个直线轴均采用伺服电机加丝杆的结构进行驱动，铣齿机的A轴采用大力矩电机驱动，磨齿机的A轴采用大力矩电机或者伺服电机加蜗轮副进行驱动，C轴采用主轴电机加减速装置进行驱动。B轴可以采用上述B轴驱动机构进行驱动，所有驱动机构都在数控系统的协调下工作。
弧齿锥齿轮副和准双曲面齿轮副的小轮的加工情况如下：先根据切齿计算程序算出机床调整参数输入机床，然后用机床的数控程序计算出X、Y、Z、A、B各轴从展成的起始位置到结束位置在每一时刻所应该达到的位置，加工时给定刀盘/砂轮合适的转速，各轴运行到起始位置，六轴五联动就可以加工出工件的第一个轮齿。然后刀盘或砂轮退出，工件分度，其余各轴返回到展成的起始位置，五轴联动加工出第二个轮齿。如此循环往复，直到加工完所有的轮齿。
摆线齿锥齿轮副和准双曲面齿轮副的小轮的加工情况如下：先根据切齿计算程序算出机床调整参数输入机床，然后用机床的数控程序计算出X、Y、Z、A、B各轴从展成的起始位置到结束位置在每一时刻所应该达到的位置，展成时，工件轴和刀盘轴按工件齿数和刀盘的刀齿组数所确定的传动比连续回转，刀盘切入进给到一定深度后开始展成，直到加工出所有轮齿，中间不需分度。
本发明的机床与现有设备相比，具有结构简单、成本经济、操作方便、排屑容易等优点，特别适合干切削高效加工。
附图说明
图1为本发明所述机车的一种实施例的结构示意图；
图2为B轴驱动机构的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种加工螺旋锥齿轮副中的小齿轮的机床，包括床身2、床身2下方的托盘、前端安装被加工工件7的工件箱6、用于对被加工工件7进行铣齿、磨齿的刀盘或砂轮8和床身2上相互垂直的X轴导轨4、Y轴导轨9及Z轴导轨11，并在各导轨上对应设有X轴滑台3、Y轴滑台10和Z轴滑台12，床身2用螺栓与托盘1固连；所述X轴导轨4安装在床身2顶面，Y轴导轨9竖直安装在床身2的前端面，X轴导轨4所在平面的高度介于Y轴导轨9底端与Y轴导轨9顶端之间，所述Z轴导轨11水平设置在Y轴滑台10的前端面，刀盘或砂轮8安装在靠近X轴滑台3的Z轴滑台12侧端面；所述X轴滑台3顶面设有圆弧导轨5，工件箱6安装在圆弧导轨5上，且工件箱6底部设有与圆弧导轨5对应的弧形凹槽，所述工件箱6由B轴驱动机构驱动其以工件箱6前端的竖直B轴为轴沿圆弧导轨5运行；所述工件箱6内设有可带动被加工工件7旋转的A轴，而Z轴滑台12内设有平行于Z轴导轨11并可带动刀盘或砂轮8旋转的C轴。
工件箱6相对X轴导轨4转动的角度是-5°~45°。
该机床为磨齿机时还包括安装在工件箱6顶部并与A轴垂直的砂轮修整机构，砂轮修整机构为金刚滚轮。
如图2所示，B轴驱动机构包括固定在工件箱6后端的丝母座13、安装在丝母座13内的丝杆14，丝杆14的一端穿过X轴滑台3上的丝杆座15后与伺服电机16的输出轴连接。

Claims (5)

1. 一种加工螺旋锥齿轮副中的小齿轮的机床，包括床身（2）、前端安装被加工工件（7）的工件箱（6）、用于对被加工工件（7）进行铣齿、磨齿的刀盘或砂轮（8）和床身（2）上相互垂直的X轴导轨（4）、Y轴导轨（9）及Z轴导轨（11），并在各导轨上对应设有X轴滑台（3）、Y轴滑台（10）和Z轴滑台（12）；其特征是，所述X轴导轨（4）安装在床身（2）顶面，Y轴导轨（9）竖直安装在床身（2）的前端面，X轴导轨（4）所在平面的高度介于Y轴导轨（9）底端与Y轴导轨（9）顶端之间，所述Z轴导轨（11）水平设置在Y轴滑台（10）的前端面，刀盘或砂轮（8）安装在靠近X轴滑台（3）的Z轴滑台（12）侧端面；所述X轴滑台（3）顶面设有圆弧导轨（5），工件箱（6）安装在圆弧导轨（5）上，且工件箱（6）底部设有与圆弧导轨（5）对应的弧形凹槽，所述工件箱（6）由B轴驱动机构驱动其以工件箱（6）前端的竖直B轴为轴沿圆弧导轨（5）运行；所述工件箱（6）内设有可带动被加工工件（7）旋转的A轴，而Z轴滑台（12）内设有平行于Z轴导轨（11）并可带动刀盘或砂轮（8）旋转的C轴。
2.根据权利要求1所述加工螺旋锥齿轮副中的小齿轮的机床，其特征是，所述工件箱（6）相对X轴导轨（4）转动的角度是-5°~45°。
3.根据权利要求1或2所述加工螺旋锥齿轮副中的小齿轮的机床，其特征是，所述B轴驱动机构包括固定在工件箱（6）后端的丝母座（13）、安装在丝母座（13）内的丝杆（14），丝杆（14）的一端穿过X轴滑台（3）上的丝杆座（15）后与伺服电机（16）的输出轴连接。
4.根据权利要求1或2所述加工螺旋锥齿轮副中的小齿轮的机床，其特征是，该机床还包括安装在工件箱（6）顶部并与A轴垂直的砂轮修整机构。
5.根据权利要求4所述加工螺旋锥齿轮副中的小齿轮的机床，其特征是，所述砂轮修整机构为金刚滚轮。
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