CN103658869B - 高精度的齿轮和齿条铣齿机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高精度的齿轮和齿条铣齿机，包括床身、大立柱、工作台、滑板、铣齿刀架和齿条进给单元；所述大立柱安装在床身上，所述床身上设置有驱动大立柱径向进给的X轴驱动机构；所述滑板安装在大立柱上，所述大立柱上设置有驱动滑板轴向进给的Z轴驱动机构；所述铣齿刀架安装在滑板上；所述铣齿刀架上还设置有驱动铣齿刀主轴回转的B轴驱动机构；所述齿条进给单元可拆卸的设置在工作台上；所述齿条进给单元设置有驱动齿条切向进给的Y轴驱动机构，所述工作台上还设置驱动工作台回转的C轴驱动机构；本发明铣齿机床即能加工内外齿，还能加工齿条，扩展了机床的加工范围，同时还提高了机床的刚性、稳定性、铣齿效率和加工精度。

Description

高精度的齿轮和齿条铣齿机
技术领域
本发明属于铣齿机机床领域，具体涉及一种高精度的齿轮和齿条铣齿机。
背景技术
目前齿轮类零件的加工主要为滚、剃、插、磨几种加工方式，而滚齿机在滚较大直径、较大模数的外齿齿轮时，效率较低。在加工较大直径内齿圈时，以往常用的是插齿方式，插齿的效率就更低了，而且不能加工齿条；除了插齿，部分厂家也有用老式铣齿机，老式铣齿机采用立式横向布局，布局方式与立式车床类似，这种老式铣齿机虽然较插齿机效率有所提高，且可以加工齿条，但由于主传动链较长，刚性较弱，铣出来的齿精度也不是很理想。而目前加工齿条的专用机床只能够加工齿条，不能加工齿轮。
近年来，随着风电工业、工程机械、大型减速箱等产业进入高速发展阶段，企业对大齿轮、齿条的需求量增大，对加工质量和加工效率要求越来越高，而传统的依靠插齿、老式铣齿的齿轮齿条加工方式在加工质量、加工效率及绿色环保等方面的问题已经凸显出来，企业对齿轮加工装备的高精度性与高稳定性、高效率等方面提出了迫切的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种高精度的齿轮和齿条铣齿机，将铣外齿、铣内齿、铣齿条等多种加工功能复合在一台机床上，扩展了机床的加工范围，提高了机床的刚性、稳定性、铣齿效率和加工精度。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种高精度的齿轮和齿条铣齿机，包括床身、大立柱、工作台、滑板、铣齿刀架和齿条进给单元；所述大立柱安装在床身上，所述床身上设置有驱动大立柱径向进给的X轴驱动机构；所述滑板安装在大立柱上，所述大立柱上设置有驱动滑板轴向进给的Z轴驱动机构；所述铣齿刀架安装在滑板上，所述滑板上设置有驱动铣齿刀架旋转的A轴驱动机构；所述铣齿刀架上还设置有驱动铣齿刀主轴回转的B轴驱动机构；所述齿条进给单元可拆卸的设置在工作台上；所述齿条进给单元设置有驱动齿条切向进给的Y轴驱动机构，所述工作台上还设置驱动工作台回转的C轴驱动机构；
进一步，所述X轴驱动机构包括X轴伺服电机、用于传动的X轴蜗轮蜗杆机构和带动大立柱径向进给的X轴丝杠机构；
进一步，所述Z轴驱动机构包括Z轴伺服电机、用于传动的Z轴蜗轮蜗杆机构和带动滑板轴向进给的Z轴丝杠机构；
进一步，所述A轴驱动机构包括A轴伺服电机、用于传动的A轴蜗轮蜗杆机构、用于带动铣齿刀架旋转的A轴齿轮传动机构；
进一步，所述B轴驱动机构包括主轴电机、主轴皮带传动机构和用于带动铣齿刀主轴回转的多级齿轮传动机构；
进一步，所述Y轴驱动机构包括Y轴伺服电机和用于驱动齿条切向进给的Y轴丝杠机构；
进一步，所述C轴驱动机构包括C轴伺服电机和用于驱动驱动工作台回转的C轴蜗轮蜗杆机构；
进一步，所述机床采用六轴、三联动数字控制,机床各运动轴均由独立交流伺服电机驱动，所述机床联动轴为B、Z、C或B、Z、Y或B、X、Y。
本发明的有益效果是：本发明铣齿机床即能加工内外齿，还能加工齿条，扩展了机床的加工范围，同时还提高了机床的刚性、稳定性、铣齿效率和加工精度。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、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为本发明结构示意图；
图2为X轴传动结构示意图；
图3为Z轴传动结构示意图；
图4为A轴传动结构示意图；
图5为图4的剖视结构示意图；
图6为主轴传动结构示意图；
图7为主轴双路传动示意图；
图8为Y轴传动结构示意图；
图9为C轴传动结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
如图所示，一种高精度的齿轮和齿条铣齿机，包括床身1、大立柱2、工作台3、滑板4、铣齿刀架5和齿条进给单元6；所述大立柱安装在床身上，所述床身上设置有驱动大立柱径向进给的X轴驱动机构；所述滑板安装在大立柱上，所述大立柱上设置有驱动滑板轴向进给的Z轴驱动机构；所述铣齿刀架安装在滑板上，所述滑板上设置有驱动铣齿刀架旋转的A轴驱动机构；所述铣齿刀架上还设置有驱动铣齿刀主轴回转的B轴驱动机构；所述齿条进给单元可拆卸的设置在工作台上；所述齿条进给单元设置有驱动齿条切向进给的Y轴驱动机构，所述工作台上还设置驱动工作台回转的C轴驱动机构。
本实施例中，本发明机床采用大立柱移动，工作台固定的立式布局方式，利用成形法原理，安装成形齿轮盘铣刀，分别通过内、外齿刀架对内外齿进行高效加工，加工齿条时将齿条进给单元固定在工作台上，利用外齿刀架对齿条进行加工，本发明能承受高负荷强力切削和高速切削，可用于加工大直径圆柱直齿轮、斜齿轮（轴齿轮、盘齿轮、内齿轮）以及小锥度齿、鼓形齿、齿条等。
本实施例中，所述X轴驱动机构包括X轴伺服电机21、用于传动的X轴蜗轮蜗杆机构和带动大立柱径向进给的X轴丝杠机构；伺服电机21带动X轴蜗杆22转动，X轴蜗杆22带动X轴蜗轮23转动，X轴蜗轮23再带动X轴丝杠24旋转从而带动大立柱2实现铣齿径向进给运动。
本实施例中，所述Z轴驱动机构包括Z轴伺服电机31、用于传动的Z轴蜗轮蜗杆机构和带动滑板轴向进给的Z轴丝杠机构；Z轴伺服电机31带动Z轴蜗杆33转动，Z轴蜗杆33与Z轴蜗轮34啮合，带动Z轴蜗轮34转动，Z轴蜗轮34与Z轴丝杆32通过联轴器相连，从而带动Z轴丝杠转动，Z轴丝杠带动滑板4和铣齿刀架5直线运动实现铣齿轴向进给运动。
本实施例中，所述A轴驱动机构包括A轴伺服电机51、用于传动的A轴蜗轮蜗杆机构、用于带动铣齿刀架旋转的A轴齿轮传动机构；A轴伺服电机51带动A轴蜗杆52转动，A轴蜗杆52带动A轴蜗轮53转动，A轴蜗轮53与A轴小齿轮54同轴转动从而带动A轴小齿轮54转动，A轴小齿轮54与A轴大齿轮55啮合带动A轴大齿轮55转动，A轴大齿轮55通过接盘与铣齿刀架5连接，从而实现铣齿刀架5的转角运动。
本实施例中，所述B轴驱动机构包括主轴电机71、主轴皮带传动机构和用于带动铣齿刀主轴回转的多级齿轮传动机构；主轴电机71通过皮带72及带轮带动铣齿刀架一级齿轮73传动，经过几级减速最后带动齿轮74转动，而齿轮74带动主轴转动，最终带动铣齿刀架主轴转动，从一级齿轮73到齿轮74的传动从皮带轮72进来后就分为两条，两条线路传动增加传动的刚性和可靠性。
本实施例中，所述Y轴驱动机构包括Y轴伺服电机61和用于驱动齿条切向进给的Y轴丝杠机构；铣齿条时的齿条进给单元为活动单元，切齿轮时，将该单元置于机床之外不用；铣齿条时，将该单元通过固定的安装接口用T型螺钉安装在工作台台面上。Y轴伺服电机61通过Y轴联轴器62带动Y轴丝杠64转动，Y轴丝杠64通过Y轴丝杆座66再带动齿条进给单元65作切向运动，实现铣齿条的分齿运动。
本实施例中，所述C轴驱动机构包括C轴伺服电机41和用于驱动驱动工作台回转的C轴蜗轮蜗杆机构；C轴伺服电机41带动C轴蜗杆42转动，C轴蜗杆42带动C轴双蜗轮43转动，同时C轴蜗杆上同轴安装一C轴小齿轮44，C轴小齿轮44又与另一小齿轮啮合，另一小齿轮带动阻尼蜗杆转动，阻尼蜗杆与双蜗轮42上的另一蜗轮啮合，消除蜗轮蜗杆传动间隙。
本实施例中，所述机床采用六轴、三联动数字控制,其中，A轴—铣齿刀架旋转运动；B轴—铣齿刀主轴回转运动；C轴—工作台回转运动；X轴—铣齿径向进给运动；Y轴—铣齿条时的切向进给运动；Z轴—铣齿轴向进给运动；机床各运动轴均由独立交流伺服电机驱动，所述机床联动轴为B、Z、C或B、Z、Y或B、X、Y。
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，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种高精度的齿轮和齿条铣齿机，其特征在于：包括床身、大立柱、工作台、滑板、铣齿刀架和齿条进给单元；所述大立柱安装在床身上，所述床身上设置有驱动大立柱径向进给的X轴驱动机构；所述滑板安装在大立柱上，所述大立柱上设置有驱动滑板轴向进给的Z轴驱动机构；所述铣齿刀架安装在滑板上，所述滑板上设置有驱动铣齿刀架旋转的A轴驱动机构；所述铣齿刀架上还设置有驱动铣齿刀主轴回转的B轴驱动机构；所述齿条进给单元可拆卸的设置在工作台上；所述齿条进给单元设置有驱动齿条切向进给的Y轴驱动机构，所述工作台上还设置驱动工作台回转的C轴驱动机构；所述Y轴驱动机构包括Y轴伺服电机和用于驱动齿条切向进给的Y轴丝杠机构。
2.根据权利要求1所述的高精度的齿轮和齿条铣齿机，其特征在于：所述X轴驱动机构包括X轴伺服电机、用于传动的X轴蜗轮蜗杆机构和带动大立柱径向进给的X轴丝杠机构。
3.根据权利要求1所述的高精度的齿轮和齿条铣齿机，其特征在于：所述Z轴驱动机构包括Z轴伺服电机、用于传动的Z轴蜗轮蜗杆机构和带动滑板轴向进给的Z轴丝杠机构。
4.根据权利要求1所述的高精度的齿轮和齿条铣齿机，其特征在于：所述A轴驱动机构包括A轴伺服电机、用于传动的A轴蜗轮蜗杆机构、用于带动铣齿刀架旋转的A轴齿轮传动机构。
5.根据权利要求1所述的高精度的齿轮和齿条铣齿机，其特征在于：所述B轴驱动机构包括主轴电机、主轴皮带传动机构和用于带动铣齿刀主轴回转的多级齿轮传动机构。
6.根据权利要求1所述的高精度的齿轮和齿条铣齿机，其特征在于：所述C轴驱动机构包括C轴伺服电机和用于驱动工作台回转的C轴蜗轮蜗杆机构。
7.根据权利要求1-6任一所述的高精度的齿轮和齿条铣齿机，其特征在于：所述高精度的齿轮和齿条铣齿机采用六轴、三联动数字控制,各运动轴均由独立交流伺服电机驱动，所述高精度的齿轮和齿条铣齿机的联动轴为B、Z、C或B、Z、Y或B、X、Y。
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