CN103934517A - 一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置，包括机座、铣头主轴箱组件、铣头调速机构和铣头回转微调机构;铣头主轴箱组件设于机座上方，铣头调速机构设于机座一侧上方，铣头回转微调机构设于铣头主轴箱组件与所述铣头调速机构之间；铣头体和蜗轮扇形体分别固定在回转座上，铣头座上开有弧形槽，回转座固定在铣头座上，在轴承支撑固定在铣头座上的蜗杆轴转动时带动蜗轮扇形体回转，并带动铣头体及铣头转动。本螺纹铣削装置可与普通车床或数控车床配套，应用包络铣削原理，在一定的螺纹螺旋角调整范围内，刀具的中心高始终是不变的，优点是借助精密角度仪准确调整螺纹的螺旋角，应用伺服驱动无级调整铣削头的切削速度。

Description

一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置

技术领域

本发明涉及机械机床领域，具体涉及一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置。

背景技术

目前各种复杂齿形的螺杆和蜗杆在汽车电动转向器、螺杆泵、螺杆钻具、塑料挤出机、减速电机、滚珠丝杆、减速机等行业得到了广泛的应用，已成为一个关键的机械部件。现今传统的螺纹加工一般采用车的方法，即车头的旋转运动和机床拖板的移动形成螺旋线，用单刀加工螺纹齿形，其加工效率及齿面光洁度和精度等级很难提高。

即使采用铣削的方法，由于机床即工件的中心高是不变的，当工件的螺旋角改变时，需人工频繁地调整刀具即螺纹铣削头的高度，由于没有检测手段，根本无法准确地确定刀具螺旋角的旋转中心，所以工件加工齿型误差较大。

发明内容

为解决上述技术问题，我们提出了一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置，从理论和实际上精密确定了刀具即螺纹铣削头的中心位置，应用包络铣削原理，用成形密齿刀盘铣削加工螺纹各种螺杆、蜗杆、丝杆的齿形，在一定的螺纹螺旋角调整范围内，借助精密角度仪准确调整螺纹的螺旋角，不管螺旋角如何变化，铣削头即刀具的中心高始终是不变的，可以做到工件与刀具的中心完全一致，提高了螺纹齿形的加工精度、齿面光洁度和效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置，包括机座、铣头主轴箱组件、铣头调速机构和铣头回转微调机构;所述铣头主轴箱组件设于所述机座上方，所述铣头调速机构设于所述机座一侧上方，所述铣头回转微调机构设于所述铣头主轴箱组件与所述铣头调速机构之间；

所述铣头主轴箱组件包括铣头体、主轴轴承、主轴和隔套；所述铣头体设置于所述主轴外围，所述主轴轴承设于所述主轴外侧端，所述隔套设于所述主轴内侧端；

所述铣头调速机构包括电机齿轮、滚针轴承、中间轴、左中间齿轮、右中间齿轮、主轴齿轮、中间轴和伺服电机；所述电机齿轮与所述左中间齿轮啮合连接，所述左中间齿轮与所述右中间齿轮相互啮合连接，所述右中间齿轮与所述主轴齿轮啮合连接；所述滚针轴承套设于所述右中间齿轮的中间轴上，所述伺服电机轴向连接所述电机齿轮；所述中间轴与所述主轴轴向连接；

所述铣头回转微调机构包括蜗杆轴、固定座、隔套、轴承、轴承座、回转座、蜗轮扇形体和轴套；所述蜗杆轴立设于所述机座上，且在所述蜗杆轴上端外围设有固定座；所述固定座内设有轴承座，所述轴承设于所述轴承座内；所述轴承套设在所述蜗杆轴上端；所述蜗杆轴下端侧面与所述蜗轮扇形体一侧连接；所述蜗轮扇形体另一侧与所述铣头体连接；

所述铣头体和蜗轮扇形体分别固定在回转座上，所述铣头座上开有弧形槽，所述回转座固定在铣头座上，在轴承支撑固定在铣头座上的蜗杆轴转动时带动蜗轮扇形体回转，并带动所述铣头体及铣头转动。

优选的，所述铣头主轴箱组件还包括油封、O型密封圈和螺钉；所述主轴外侧端的主轴轴承轴承外围设有O型密封圈，且所述O型密封圈与所述主轴轴承轴承外侧设有油封，所述油封螺钉固定所述铣头体上。

优选的，所述铣头调速机构还包括铣头平键、第一挡圈、第二挡圈、垫片和罩壳；所述平键设置于所述右中间齿轮与所述中间轴连接处；所述第一挡圈和第二挡圈设置于所述中间轴外围。

优选的，所述铣头回转微调机构还包括后盖门、长销和定位销；所述后盖门设于所述蜗轮扇形体外侧的机座侧边；所述蜗轮扇形体被固定螺钉固定在所述回转座上，且其中心孔处设有长销。

优选的，所述主轴两端均由轴承支撑，且在所述主轴内侧端头外侧垂直于所述主轴方向设有二个螺母，通过旋转所述螺母调整主轴轴承间隙并将其锁紧。

优选的，所述蜗杆轴上方外围固定装设有一用于调整螺旋角度的刻度盘。

通过上述技术方案，本发明的螺纹铣削装置可与普通车床或数控车床配套，应用包络铣削原理，能够实现各种螺杆、蜗杆、丝杆用成形密齿刀盘铣削的齿形加工，在一定的螺纹螺旋角调整范围内，刀具的中心高始终是不变的，主要优点是借助精密角度仪准确调整螺纹的螺旋角，应用伺服驱动无级调整铣削头的切削速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所公开的一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置主视图；

图2为本发明实施例所公开的一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置右视图；

图3为本发明实施例所公开的一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置左视剖面图；

图4为本发明实施例所公开的一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置螺旋角原位调整前示意图；

图5为本发明一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置左螺旋角调整加工示意图；

图6为本发明一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置右螺旋角调整加工示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1.蜗杆轴、2.机座、3.刻度盘、4.圆螺母、5.固定座、6.隔套、7.垫片、8.轴承、9.轴承座、10.六角螺钉、11.定位销、12.罩壳、13.回转座、14.铣头座、15.螺钉、16.固定螺钉、17.后盖板、18.长销、19.蜗轮扇形体、20.轴套、21.电机齿轮、22.平键、23.紧定螺钉、24.左中间齿轮、25.右中间齿轮、26.铣头平键、27.挡圈、28.滚针轴承、29.挡圈、30.中间轴、31.垫片、32.隔套、33.主轴齿轮、35.螺母、36.隔套、37.铣头体、38.主轴轴承、39.主轴、40.油封、41.O型密封圈、42.长螺钉、43.伺服电机、44.铣头

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例.

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置，包括机座2、铣头主轴箱组件、铣头调速机构和铣头回转微调机构;所述铣头主轴箱组件设于所述机座2上方，所述铣头调速机构设于所述机座2一侧上方，所述铣头回转微调机构设于所述铣头主轴箱组件与所述铣头调速机构之间；

所述铣头主轴箱组件包括铣头体37、主轴轴承38、主轴39和隔套36；所述铣头体37设置于所述主轴39外围，所述主轴轴承38设于所述主轴39外侧端，所述隔套36设于所述主轴39内侧端；

所述铣头调速机构包括电机齿轮21、滚针轴承28、中间轴30、左中间齿轮24、右中间齿轮25、主轴齿轮33、中间轴30和伺服电机43；所述电机齿轮21与所述左中间齿轮24啮合连接，且所述电机齿轮21的中心孔处设有平键22和紧定螺钉23；所述左中间齿轮24与所述右中间齿轮25相互啮合连接，所述右中间齿轮25与所述主轴齿轮33啮合连接；所述滚针轴承28套设于所述右中间齿轮25的中间轴30上，所述伺服电机43轴向连接所述电机齿轮21；所述中间轴30与所述主轴39轴向连接；

所述铣头回转微调机构包括蜗杆轴1、固定座5、隔套6、轴承8、轴承座9、回转座13、蜗轮扇形体19和轴套20；所述蜗杆轴1立设于所述机座2上，且在所述蜗杆轴1上端外围由圆螺母4固定有固定座5；所述固定座5与所述机座2之间设有垫片7；所述固定座5内设有轴承座9，所述轴承8设于所述轴承座9内；所述固定座5由六角螺钉10固定在机座2上；所述轴承8套设在所述蜗杆轴1上端；所述蜗杆轴1下端侧面与所述蜗轮扇形体19一侧连接；所述蜗轮扇形体19另一侧与所述铣头体37连接；

所述铣头体37和蜗轮扇形体19分别固定在回转座13上，所述铣头座14上开有弧形槽，所述回转座13固定在铣头座14上，在轴承8支撑固定在铣头座14上的蜗杆轴1转动时带动蜗轮扇形体19回转，并带动所述铣头体37及铣头44转动。

其中，所述铣头主轴箱组件还包括油封40、O型密封圈41和长螺钉42；所述主轴39外侧端的主轴轴承38外围设有O型密封圈41，且所述O型密封圈41与所述主轴轴承38外侧设有油封40，所述油封40被长螺钉42固定所述铣头体37上；所述铣头调速机构还包括铣头平键26、第一挡圈27、第二挡圈29、垫片31和罩壳12；所述铣头平键26设置于所述右中间齿轮25与所述中间轴30连接处；所述第一挡圈27和第二挡圈29设置于所述中间轴30外围；所述中间轴30外围设有隔套32；所述铣头回转微调机构还包括后盖门17、长销18和定位销11；所述后盖门17设于所述蜗轮扇形体19外侧的机座2侧边，且上端被螺钉15固定于所述固定座5上；所述蜗轮扇形体19被固定螺钉16固定在所述回转座13上，且其中心孔处设有长销18；所述主轴39两端均由主轴轴承38支撑，且在所述主轴39内侧端头外侧垂直于所述主轴39方向设有二个螺母35，通过旋转所述螺母35调整主轴轴承38间隙并将其锁紧；所述蜗杆轴1上方外围固定装设有一用于调整螺旋角度的刻度盘3。

铣头体37和蜗轮扇形体19分别固定在回转座13上，铣头座14上开有三条弧形槽，而回转座13可通过四根固定螺钉16固定在铣头座14上，由轴承8支撑固定在铣头座14上的蜗杆轴1转动时可带动蜗轮扇形体19回转，从而带动铣头体37及铣头44转动、可精确调整螺旋角。

装在铣头座14上的伺服电机43由电机齿轮21、左中间齿轮24、右中间齿轮25带动主轴39旋转，再通过数控系统或PLC实现无级变速的控制。

另外，在蜗杆轴1上方固装有一刻度盘3，作为粗调螺旋角用。

铣头44及回转座13安装在铣头座14上，可在铣头座14上开有三条弧形槽的中间一条弧形槽上滑移转动，位置确定后，用另外二条弧型槽中的4只螺钉锁紧。

铣头主轴箱组件、电机传动箱（图中未标示）和伺服电机43均固定在回转座13上，随回转座13一起转动。交流伺服电机43通过齿轮箱内的电机齿轮21、左中间齿轮24、右中间齿轮25和主轴齿轮33将动力传给主轴39，驱动主轴39前端的螺纹成形刀铣削工件，可实现无级变速，螺旋角的调整由蜗轮蜗杆付实现。

铣头座14可通过底面的四只孔安装到机床的拖板上，从而给加工螺杆、蜗杆、丝杆的齿形带来方便。

通过上述技术方案，本发明的螺纹铣削装置可与普通车床或数控车床配套，能够实现各种螺杆、蜗杆、丝杆用成形密齿刀盘铣削的齿形加工，在一定的螺纹螺旋角调整范围内，刀具的中心高始终是不变的，主要优点是借助精密角度仪准确调整螺纹的螺旋角，应用伺服电机驱动无级调整铣头的切削速度。

以上所述的仅是本发明的一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置，其特征在于，包括机座、铣头主轴箱组件、铣头调速机构和铣头回转微调机构;所述铣头主轴箱组件设于所述机座上方，所述铣头调速机构设于所述机座一侧上方，所述铣头回转微调机构设于所述铣头主轴箱组件与所述铣头调速机构之间；

所述铣头主轴箱组件包括铣头体、主轴轴承、主轴和隔套；所述铣头体设置于所述主轴外围，所述主轴轴承设于所述主轴外侧端，所述隔套设于所述主轴内侧端；

所述铣头调速机构包括电机齿轮、滚针轴承、中间轴、左中间齿轮、右中间齿轮、主轴齿轮、中间轴和伺服电机；所述电机齿轮与所述左中间齿轮啮合连接，所述左中间齿轮与所述右中间齿轮啮合连接，所述右中间齿轮与所述主轴齿轮啮合连接；所述滚针轴承套设于所述右中间齿轮的中间轴上，所述伺服电机轴向连接所述电机齿轮；所述中间轴与所述主轴轴向连接；

所述铣头回转微调机构包括蜗杆轴、固定座、隔套、轴承、轴承座、回转座、蜗轮扇形体和轴套；所述蜗杆轴立设于所述机座上，且在所述蜗杆轴上端外围设有固定座；所述固定座内设有轴承座，所述轴承设于所述轴承座内；所述轴承套设在所述蜗杆轴上端；所述蜗杆轴下端侧面与所述蜗轮扇形体一侧连接；所述蜗轮扇形体另一侧与所述铣头体连接；

所述铣头体和蜗轮扇形体分别固定在回转座上，所述铣头座上开有弧形槽，所述回转座固定在铣头座上，在轴承支撑固定在铣头座上的蜗杆轴转动时带动蜗轮扇形体回转，并带动所述铣头体及铣头转动。

2.根据权利要求1所述的一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置，其特征在于，所述铣头主轴箱组件还包括油封、O型密封圈和螺钉；所述主轴外侧端的主轴轴承外围设有O型密封圈，且所述O型密封圈与所述主轴轴承外侧设有油封，所述油封被螺钉固定所述铣头体上。

3.根据权利要求2所述的一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置，其特征在于，所述铣头调速机构还包括铣头平键、第一挡圈、第二挡圈、垫片和罩壳；所述铣头平键设置于所述右中间齿轮与所述中间轴连接处；所述第一挡圈和第二挡圈设置于所述中间轴外围。

4.根据权利要求3所述的一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置，其特征在于，所述铣头回转微调机构还包括后盖门、长销和定位销；所述后盖门设于所述蜗轮扇形体外侧的机座侧边；所述蜗轮扇形体被固定螺钉固定在所述回转座上，且其中心孔处设有长销。

5.根据权利要求1所述的一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置，其特征在于，所述主轴两端均由主轴轴承支撑，且在所述主轴内侧端头外侧垂直于所述主轴方向设有二个螺母，通过旋转所述螺母调整主轴轴承间隙并将其锁紧。

6.根据权利要求1所述的一种可精密调整螺旋角和无级调速的螺纹铣削装置，其特征在于，所述蜗杆轴上方外围固定装设有一用于调整螺旋角度的刻度盘。