CN103192141B - 扇形静压回转工作台及齿轮加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扇形静压回转工作台及齿轮加工机床，其中，扇形静压回转工作台的大摩擦轮（5）固定于滑台（1）上端面，所述滑台（1）与大摩擦轮（5）之间设置压板（2），所述压板（2）固定于工件箱体（4）下端面，所述压板（2）的上端面与大摩擦轮（5）之间形成上摩擦副表面，所述压板（2）的下端面与滑台（1）之间形成下摩擦副表面，所述上、下摩擦副表面分别设有上油腔（2-1）和下油腔（2-2），且下油腔（2-2）的面积大于上油腔（2-1）。该回转工作台的大摩擦轮在运行时无磨损、运动平稳、刚性好、精度高，且结构简单合理、加工制造容易、回油方便，可有效的保证齿轮加工机床的整机加工精度。

Description

扇形静压回转工作台及齿轮加工机床

技术领域

本发明涉及齿轮加工设备技术领域，特别是齿轮加工机床的扇形静压回转工作台。本发明还涉及设有所述工作台的齿轮加工机床。

背景技术

传统的齿轮加工机床回转工作台，其回转中心采用圆锥滚子轴承实现芯轴的轴向、径向定位及回转支撑，回转台尾部一般采用3-4个卸载滚轮实现回转远动及回转支撑。

请参考图1，图1为传统齿轮加工机床回转工作台的回转结构示意图。

如图所示，一般包括滑台1＇、压块2＇、回转台3＇、工件箱体4＇、大摩擦轮5＇、圆柱滚子轴承6＇，卸载滚轮支架7＇、芯轴8＇、压板9＇、轴承套10＇、单列圆锥滚子轴承11＇等零部件，其中大摩擦轮5＇固定在滑台1＇的上端面，轴承套10＇固定在回转台3＇的回转中心处，芯轴8＇固定在滑台1＇上，芯轴8＇上段部外圆和下端部外圆上各装一个单列圆锥滚子轴承11＇，与轴承套10＇上下端部内圆形成配合，通过压板9＇压紧轴承内圈，实现回转台径向和轴向的定位，保证回转台3＇的回转精度及形成前段支撑点，回转台3＇的尾端装有3-4个卸载滚轮支架7＇，卸载滚轮支架7＇上装有圆柱滚子轴承6＇，圆柱滚子轴承6＇与大摩擦轮5＇的上表面接触，形成尾端支撑点，压块2＇与回转台3＇固定，压块2＇侧凸部分的顶面紧靠大摩擦轮5＇下表面，两者间保持0.03mm-0.05mm的间隙。

这种回转工作台虽然具有结构简单的特点，但存在以下缺陷：

首先，随着工作时间的增加，回转台3＇尾端的圆柱滚子轴承6＇在大摩擦轮5＇上滚动摩擦形成磨损，使得精度下降，刚性变差，导致整机加工精度降低，影响到齿轮加工的精度。

其次，回转台3＇克服倾覆力矩的能力差，因为主要靠固定在回转台3＇后端的压块2＇约束，而压块2＇与大摩擦轮5＇下表面存在0.03mm—0.05mm的间隙。

再者，由于受结构限制，回转中心可选用的圆锥滚子轴承11＇规格较小，加上轴承之间跨距过小，使得回转支撑中心处刚性差。

因此，如何减轻回转工作台的磨损，提高其运行的平稳性、刚性和精度，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种扇形静压回转工作台。该回转工作台的大摩擦轮在运行时无磨损、运动平稳、刚性好、精度高，且结构简单合理、加工制造容易、回油方便，可有效的保证机床的整机加工精度。

本发明的第二目的是提供一种设有所述扇形静压回转工作台的齿轮加工机床。

为了实现上述目的，本发明提供一种扇形静压回转工作台，包括滑台、压板、工件箱体和大摩擦轮，所述大摩擦轮固定于所述滑台上端面，所述滑台与大摩擦轮之间设有压板，所述压板固定于所述工件箱体下端面，所述压板的上端面与大摩擦轮之间形成上摩擦副表面，所述压板的下端面与滑台之间形成下摩擦副表面，所述上摩擦副表面设有上油腔，所述下摩擦副表面设有下油腔，所述下油腔的面积大于上油腔，各所述油腔分别设有进油油路和回油油路。

优选地，所述上油腔开设于所述压板的上端面，所述下油腔开设于所述压板的下端面。

优选地，各所述油腔的进油油路开设于所述压板，所述压板的侧面设有相应的进油口；

各所述油腔的回油油路开设于所述滑台，所述滑台的侧面设有相应的回油口。

优选地，所述上油腔和下油腔的数量分别至少为一个。

优选地，各所述油腔分别连接外部压力油管，各所述压力油管分别设有压力表。

优选地，所述滑台的回转中心设有凹圆部，其内部插装并固定有轴承座，所述工件箱体的回转轴通过转台轴承与所述轴承座连接。

优选地，进一步设有回转驱动机构，包括轮架、支座、小摩擦轮和电机；

所述支座固定于所述工件箱体下端面；

所述轮架一端插入所述支座中，其端面与所述支座之间形成推力油腔；

所述小摩擦轮与轮架另一端通过轴承配合连接，所述推力油腔通油时产生的压力推动所述轮架及其上的小摩擦轮向所述大摩擦轮移动，使所述小摩擦轮的外圆周面紧贴所述大摩擦轮的外圆周面；

所述电机驱动小摩擦轮转动，并通过小摩擦轮和大摩擦轮之间的摩擦力带动所述工件箱体作回转运动。

优选地，所述电机通过减速箱和联轴器带动所述小摩擦轮转动。

本发明还提供一种齿轮加工机床，包括机床主体和回转工作台，所述回转工作台为上述任一项所述的扇形静压回转工作台。

优选地，具体为数控铣磨齿轮加工机床。

本发明在现有技术的基础上作了进一步改进，取消了卸载滚轮支撑在大摩擦轮上端面的承载方式，改由压板同时实现抗倾覆和支撑功能，压板与大摩擦轮之间形成的上摩擦副表面设有上油腔，压板与滑台之间形成下摩擦副表面设有下油腔，且下油腔的面积大于上油腔。当上、下油腔通油时，根据油腔的面积差，在上下方向可形成一个向上的力，用以支撑工件箱体的重量，同时摩擦副表面迅速产生一定厚度的油膜，有效的避免了压板和大摩擦轮、压板和滑台之间的直接接触，实现了无摩擦运行，大大增加了工件箱体的运行精度及稳定性。

该回转工作台采用压板式上下油腔，在一个相对封闭的弧形区域内旋转，从而实现防护及回油，其大摩擦轮在运行时无磨损、运动平稳、刚性好、精度高，且结构简单合理、加工制造容易、回油方便，可有效的保证机床的整机加工精度

在一种优选方案中，所述滑台的回转中心设有凹圆部，其内部插装并固定有轴承座，所述工件箱体的回转轴通过转台轴承与所述轴承座连接。将回转中心结构进行改进，并采用转台轴承后，中心支撑处的刚性有较大的提升，而且装配工艺性和精度保持性好。

本发明所提供的齿轮加工机床设有上述扇形静压回转工作台，由于所述扇形静压回转工作台具有上述技术效果，设有该扇形静压回转工作台的齿轮加工机床也应具备相应的技术效果。

附图说明

图1为传统齿轮加工机床回转工作台的回转结构示意图；

图2为本发明所提供扇形静压回转工作台的一种具体实施方式的结构示意图；

图3为图2中回转中心部位的局部放大图；

图4为图2中压板部位的局部放大图；

图5为图2所示扇形静压回转工作台的立体图；

图6为回转驱动机构的结构示意图。

图1中：

1＇滑台   2＇压块   3＇回转台   4＇工件箱体   5＇大摩擦轮   6＇圆柱滚子轴承   7＇卸载滚轮支架   8＇芯轴   9＇压板   10＇轴承套   11＇单列圆锥滚子轴承

图2至图6中：

1.滑台   2.压板   2-1.上油腔   2-2.下油腔   4.工件箱体   5.大摩擦轮   6.进油油路   6-1.进油口   7.回油油路   7-1.回油口   8.轴承座   9.转台轴承   10.轮架   11.支座   12.小摩擦轮   13.电机   14.推力油腔15.深沟单列球轴承

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2、图3、图4，图2为本发明所提供扇形静压回转工作台的一种具体实施方式的结构示意图；图3为图2中回转中心部位的局部放大图；图4为图2中压板部位的局部放大图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的扇形静压回转工作台主要由滑台1、压板2、工件箱体4和大摩擦轮5等部件构成。

大摩擦轮5用螺钉固定在滑台1上端面，滑台1与大摩擦轮5之间装有压板2，压板2用螺钉固定在工件箱体4下端面，压板2的上端面与大摩擦轮5之间形成上摩擦副表面，压板2的下端面与滑台1之间形成下摩擦副表面，上摩擦副表面设有上油腔2-1，下摩擦副表面设有下油腔2-2，且下油腔2-2的面积大于上油腔2-1。

上油腔2-1和下油腔2-2的数量分别为两个，其中两个上油腔2-1开设于压板2的上端面，面积相对较小，两个下油腔2-2开设于压板2的下端面，面积相对较大，每个油腔都设有单独的进油油路6和回油油路7，油路外接压力油管（图中未示出），每根压力油管均装有压力表，可独立输油及调整油压。

具体地，各油腔的进油油路6开设于压板2，压板2的侧面设有相应的进油口6-1，各油腔的回油油路7开设于滑台1，滑台1的侧面设有相应的回油口7-1。

当压板2的上油腔2-1和下油腔2-2通油时，根据油腔的面积差，可在上下方向形成一个向上的力，用以支撑工件箱体4的重量，同时在上下摩擦副表面迅速产生一定厚度的油膜，达到润滑回转面的目的，有效的避免了压板2和大摩擦轮5、压板2和滑台1之间的直接接触，实现了无摩擦运行，大大增加了工件箱体4的精度及稳定性。

本静压回转工作台采用恒流供油原理，每个油腔可根据不同的载荷分别调整供油量，从而达到各油腔间压力的平衡。当工件箱体4（或回转台）受到切削外力作用时，压板2两端面的间隙一端变小引起压力变大，另一端间隙变大引起压力变小，从而产生压力差与所受外力达到新的平衡。由于油腔间隙的微小变化会引起压力的显著变化，所以本静压结构方案具有极高的刚性。

为进一步提高回转性能，滑台1的回转中心设有一凹圆部，其内部插装并通过螺钉固定有轴承座8，工件箱体4的回转轴通过转台轴承9与轴承座8连接，以轴承中心为工作回转中心。将回转中心结构进行改进并采用转台轴承9后，中心支撑处的刚性有较大的提升，而且装配工艺性和精度保持性好。

由于不再使用卸载滚轮来支撑工件箱体4，因此无需在回转台上开设卸载滚轮安装孔，工件箱体4和回转台可设计为一体式结构。

请参考图5、图6，图5为图2所示扇形静压回转工作台的立体图；图6为回转驱动机构的结构示意图。

如图所示，扇形静压回转工作台的回转驱动机构，主要由轮架10、支座11、小摩擦轮12和电机13等零部件构成。

支座11固定在工件箱体4（或回转台）下端面，轮架10一端插入支座11中，其端面与支座11之间形成推力油腔14，轮架10另一端的上下两个内圆周面与小摩擦轮12上下端两个外圆周面通过两个深沟单列球轴承15配合连接，工作时，向推力油腔14内通油，产生的压力推动轮架10连同其上的小摩擦轮12向大摩擦轮5移动，即图中所示的A方向，使小摩擦轮12的外圆周面紧贴大摩擦轮5的外圆周面，电机13通过减速箱和联轴器带动小摩擦轮12转动，再通过小摩擦轮12和大摩擦轮5之间的摩擦力带动工件箱体4作回转运动。

上述扇形静压回转工作台仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，将上油腔和下油腔分别开设在大摩擦轮5和滑台1上，或者将大摩擦轮5和滑台1设计为一体式结构，又或者将进油油路和回油油路一同开设在压板2或滑台1上等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

除了上述扇形静压回转工作台，本发明还提供一种齿轮加工机床，包括机床主体和回转工作台，所述回转工作台为上文所述的扇形静压回转工作台，其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。

具体可以为数控铣磨齿轮加工机床，由于采用了上述扇形静压回转工作台，因此可显著提高螺旋锥齿轮的加工精度。

以上对本发明所提供的扇形静压回转工作台和齿轮加工机床进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种扇形静压回转工作台，包括滑台(1)、压板(2)、工件箱体(4)和大摩擦轮(5)，所述大摩擦轮(5)固定于所述滑台(1)上端面，所述滑台(1)与大摩擦轮(5)之间设置压板(2)，所述压板(2)固定于所述工件箱体(4)下端面，其特征在于，所述压板(2)的上端面与大摩擦轮(5)之间形成上摩擦副表面，所述压板(2)的下端面与滑台(1)之间形成下摩擦副表面，所述上摩擦副表面设有上油腔(2-1)，所述下摩擦副表面设有下油腔(2-2)，所述下油腔(2-2)的面积大于上油腔(2-1)，各所述油腔分别设有进油油路(6)和回油油路(7)；所述滑台(1)的回转中心设有凹圆部，其内部插装并固定有轴承座(8)，所述工件箱体(4)的回转轴通过转台轴承(9)与所述轴承座(8)连接。

2.根据权利要求1所述的扇形静压回转工作台，其特征在于，所述上油腔(2-1)开设于所述压板(2)的上端面，所述下油腔(2-2)开设于所述压板(2)的下端面。

3.根据权利要求2所述的扇形静压回转工作台，其特征在于，各所述油腔的进油油路(6)开设于所述压板(2)，所述压板(2)的侧面设有相应的进油口(6-1)；

各所述油腔的回油油路(7)开设于所述滑台(1)，所述滑台(1)的侧面设有相应的回油口(7-1)。

4.根据权利要求3所述的扇形静压回转工作台，其特征在于，所述上油腔(2-1)和下油腔(2-2)的数量分别至少为一个。

5.根据权利要求4所述的扇形静压回转工作台，其特征在于，各所述油腔分别连接外部压力油管，各所述压力油管分别设有压力表。

6.根据权利要求1至5任一项所述的扇形静压回转工作台，其特征在于，进一步设有回转驱动机构，包括轮架(10)、支座(11)、小摩擦轮(12)和电机(13)；

所述支座(11)固定于所述工件箱体(4)下端面；

所述轮架(10)一端插入所述支座(11)中，其端面与所述支座(11)之间形成推力油腔(14)；

所述小摩擦轮(12)与轮架(10)另一端通过轴承配合连接，所述推力油腔(14)通油时产生的压力推动所述轮架(10)及其上的小摩擦轮(12)向所述大摩擦轮(5)移动，使所述小摩擦轮(12)的外圆周面紧贴所述大摩擦轮(5)的外圆周面；

所述电机(13)驱动小摩擦轮(12)转动，并通过小摩擦轮(12)和大摩擦轮(5)之间的摩擦力带动所述工件箱体(4)作回转运动。

7.根据权利要求6所述的扇形静压回转工作台，其特征在于，所述电机(13)通过减速箱和联轴器带动所述小摩擦轮(12)转动。

8.一种齿轮加工机床，包括机床主体和回转工作台，其特征在于，所述回转工作台为上述权利要求1至7任一项所述的扇形静压回转工作台。

9.根据权利要求8所述的齿轮加工机床，其特征在于，具体为数控铣磨齿轮加工机床。