CN104070243A - 一种龙门式滚齿机的双交流伺服电机驱动滚刀结构 - Google Patents

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一种龙门式滚齿机的双交流伺服电机驱动滚刀结构，滚刀轴在第三、第四交流伺服电机同时驱动下旋转切削，受力更平衡，变形更小，加工精度更高；轻载加工时，滚刀也可在第三或第四交流伺服电机单独驱动下进行切削；径向进给在滑动立柱的中部加载，受力情况更好，进给更平稳，本发明提高滚削模块的动态特性，改善滚刀受力平衡状况，减少机床振动以提升加工精度。

Description

一种龙门式滚齿机的双交流伺服电机驱动滚刀结构
技术领域
本发明属于齿轮切削加工设备领域，特别涉及一种龙门式滚齿机的双交流伺服电机驱动滚刀结构。
背景技术
众所周知，齿轮是最基础的机械传动元件，需求量大，应用面广。而齿轮机床是机床工业公认的技术含量最高、零部件最多、结构最复杂的产品之一。但我国齿轮制造机床行业长久以来一直处在一个尴尬的境地。当今欧美日等发达国家的机械加工水平不断飞速提升，而国内的机床生产企业在技术上相对落后，起步较晚，普遍缺乏自主创新能力及关键、核心技术支撑。如今国内的滚齿机在数控机床质量的稳定性、可靠性、耐用性上同国外先进产品相比有明显的差距。
随着CAD，CAE，CAM等计算机辅助技术的涌现，滚齿机制造理念不断革新，从最初的机械内联动朝着数控滚齿机、全数控滚齿机等方向发展。机械内联动滚齿机通过齿轮副，蜗轮蜗杆副等将原动机的动力分散传动至滚刀主轴，旋转工作台等运动部件实现齿轮加工过程。加工过程中通过选取不同齿数的对轮来调整滚刀转速，旋转工作台转速和横向，垂向进给速度来适应不同的加工需求。数控滚齿机采用多个伺服电动机作为分散动力源通过锥齿轮传动副，蜗轮蜗杆副等传动部件将运动传递至滚刀主轴，旋转工作台等工作部件上，通过调整伺服电动机的运行参数可以方便的调整各运动部件的速度完成加工。与传统的机械内联式滚齿机相比，数控滚齿机有着加工效率高，操作简便，传动链短多方面的优势。而全数控伺服直驱滚齿机将传动链缩短至最短，实现“近零传动”，同时采用分散动力源驱动各运动部件，保持了各部件的独立性。加工过程中通过分别控制各伺服电机实现电子内联动完成滚齿切削过程。由于将运动链缩至最短，机械故障率大大降低同时提高了传动精度，近几年来随着电主轴和低速大力矩电机应用到滚齿机设计上，也大大提高了加工效率。但一方面传统全数控滚齿机造价昂贵，另一方面采用单电机驱动滚刀时，电机太大导致滚刀轴悬臂重量过大，受力不平衡使得加工过程中变形过大影响加工精度。
因此，为了进一步改善全数控滚齿机所存在的一些缺点，需要提高滚削模块的动态特性，改善滚刀受力平衡状况，减少机床振动以提升加工精度。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种龙门式滚齿机的双交流伺服电机驱动滚刀结构，提高滚削模块的动态特性，改善滚刀受力平衡状况，减少机床振动以提升加工精度。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种龙门式滚齿机的双交流伺服电机驱动滚刀结构，包括龙门床身1，龙门床身1的左上部安装有压紧模块24，龙门床身1的左下部安装有旋转工作台3，旋转工作台3上安装有工件2，龙门床身1的右上部水平安装有第一导轨25和第二导轨15，龙门床身1的右下部水平安装有第三导轨31和第四导轨9，第一滑块26沿第一导轨25滑动，第二滑块14沿第二导轨15滑动，第三滑块30沿第三导轨31滑动，第四滑块10沿第四导轨9滑动，第一滑块26、第二滑块14水平安装在滑动立柱13的上部，第三滑块30、第四滑块10水平安装在滑动立柱13的下部，形成四面导轨导向，滑动立柱13的右侧中部与第一滚珠丝杠11的螺母相连，第一滚珠丝杠11的丝杆与第一行星齿轮减速器35的第一芯轴36相连，第一芯轴36右侧与安装在龙门床身1右部的第一交流伺服电机12输出轴相连，滑动立柱13的左侧竖直安装有第五导轨8，第五滑块7沿第五导轨8滑动，第五滑块7竖直安装在轴向滑动板18上，轴向滑动板18在竖直方向与第二滚珠丝杠16的螺母相连，第二滚珠丝杠16的丝杆与第二交流伺服电机17输出轴相连，轴向滑动板18左侧与刀盘旋转架19相连，刀盘旋转架19上水平安装有第六导轨20，第六滑块21沿第六导轨20滑动，第六滑块21安装在第一滚刀架6上，第一滚刀架6左部安装有第二行星齿轮减速器27，第二行星齿轮减速器27的太阳轮在左侧与第三交流伺服电机28输出轴相连，第二行星齿轮减速器27的行星架在右侧与第二芯轴29相连，第二芯轴29右侧与滚刀轴32相连；第一滚刀架6右侧水平安装有第七导轨22，第七滑块23沿第七导轨22滑动，第七滑块23安装在第二滚刀架5上，第二滚刀架5上安装有第三行星齿轮减速器33，第三行星齿轮减速器33的太阳轮在右侧与第四交流伺服电机4输出轴相连，第三行星齿轮减速器33的行星架在左侧与第三芯轴34相连，第三芯轴34与滚刀轴32相配合。
所述的龙门床身1为龙门闭式结构，用钢板焊接加工而成，左右封闭。
本发明的优点：
滚刀轴32在第三交流伺服电机28和第四交流伺服电机4同时驱动下旋转切削，与单电机驱动相比能提供更大的切削力，提升加工能力。滚刀轴32在第三交流伺服电机28和第四交流伺服电机4同时驱动下旋转切削，与单电机驱动相比加工过程中滚刀轴32的受力更平衡，变形更小，加工精度更高。
轻载加工时，如加工铝合金、镁合金等轻质低强度材料，滚刀也可在第三交流伺服电机28单独的驱动下，或第四交流伺服电机4单独驱动下进行切削。
径向进给在滑动立柱13的中部加载，与传统的滚齿机在下部加载的方式相比，受力情况更好，进给更平稳。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为图1的A-A向剖视图。
图3为径向进给的剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
参照图1、图2、图3，一种龙门式滚齿机的双交流伺服电机驱动滚刀结构，包括龙门床身1，龙门床身1的左上部安装有压紧模块24，龙门床身1的左下部安装有旋转工作台3，旋转工作台3上安装有工件2，龙门床身1的右上部水平安装有第一导轨25和第二导轨15，龙门床身1的右下部水平安装有第三导轨31和第四导轨9，第一滑块26沿第一导轨25滑动，第二滑块14沿第二导轨15滑动，第三滑块30沿第三导轨31滑动，第四滑块10沿第四导轨9滑动，第一滑块26、第二滑块14水平安装在滑动立柱13的上部，第三滑块30、第四滑块10水平安装在滑动立柱13的下部，形成四面导轨导向，滑动立柱13的右侧中部与第一滚珠丝杠11的螺母相连，第一滚珠丝杠11的丝杆与第一行星齿轮减速器35的第一芯轴36相连，第一芯轴36右侧与安装在龙门床身1右部的第一交流伺服电机12输出轴相连，滑动立柱13的左侧竖直安装有第五导轨8，第五滑块7沿第五导轨8滑动，第五滑块7竖直安装在轴向滑动板18上，轴向滑动板18在竖直方向与第二滚珠丝杠16的螺母相连，第二滚珠丝杠16的丝杆与第二交流伺服电机17输出轴相连。轴向滑动板18左侧与刀盘旋转架19相连，刀盘旋转架19上水平安装有第六导轨20，第六滑块21沿第六导轨20滑动，第六滑块21安装在第一滚刀架6上，第一滚刀架6左部安装有第二行星齿轮减速器27，第二行星齿轮减速器27的太阳轮在左侧与第三交流伺服电机28输出轴相连，第二行星齿轮减速器27的行星架在右侧与第二芯轴29相连，第二芯轴29右侧与滚刀轴32相连；第一滚刀架6右侧水平安装有第七导轨22，第七滑块23沿第七导轨22滑动，第七滑块23安装在第二滚刀架5上，第二滚刀架5上安装有第三行星齿轮减速器33，第三行星齿轮减速器33的太阳轮在右侧与第四交流伺服电机4输出轴相连，第三行星齿轮减速器33的行星架在左侧与第三芯轴34相连，第三芯轴34以通过键连接与滚刀轴32相配合。
参照图1，所述的龙门床身1采用龙门闭式结构，用钢板焊接加工而成，左右封闭。
本发明的工作原理为：
压紧模块24将工件2压紧，旋转工作台3带动工件2旋转，滚刀轴32在第三交流伺服电机28和第四交流伺服电机4同时驱动下旋转切削，径向进给驱动系统驱动滑动立柱13沿工件径向运动调整切削深度，第二交流伺服电机17驱动轴向滑动板18带动滚刀轴32实现竖直方向运动以切出完整齿宽。

Claims (2)

1.一种龙门式滚齿机的双交流伺服电机驱动滚刀结构，包括龙门床身(1)，其特征在于：龙门床身(1)的左上部安装有压紧模块(24)，龙门床身(1)的左下部安装有旋转工作台(3)，旋转工作台()3上安装有工件(2)，龙门床身(1)的右上部水平安装有第一导轨(25)和第二导轨(15)，龙门床身(1)的右下部水平安装有第三导轨(31)和第四导轨(9)，第一滑块(26)沿第一导轨(25)滑动，第二滑块(14)沿第二导轨(15)滑动，第三滑块(30)沿第三导轨(31)滑动，第四滑块(10)沿第四导轨(9)滑动，第一滑块(26)、第二滑块(14)水平安装在滑动立柱(13)的上部，第三滑块(30)、第四滑块(10)水平安装在滑动立柱(13)的下部，形成四面导轨导向，滑动立柱(13)的右侧中部与第一滚珠丝杠(11)的螺母相连，第一滚珠丝杠(11)的丝杆与第一行星齿轮减速器(35)的第一芯轴(36)相连，第一芯轴(36)右侧与安装在龙门床身(1)右部的第一交流伺服电机(12)输出轴相连，滑动立柱(13)的左侧竖直安装有第五导轨(8)，第五滑块(7)沿第五导轨(8)滑动，第五滑块(7)竖直安装在轴向滑动板(18)上，轴向滑动板(18)在竖直方向与第二滚珠丝杠(16)的螺母相连，第二滚珠丝杠(16)的丝杆与第二交流伺服电机(17)输出轴相连，轴向滑动板(18)左侧与刀盘旋转架(19)相连，刀盘旋转架(19)上水平安装有第六导轨(20)，第六滑块(21)沿第六导轨(20)滑动，第六滑块(21)安装在第一滚刀架(6)上，第一滚刀架(6)左部安装有第二行星齿轮减速器(27)，第二行星齿轮减速器(27)的太阳轮在左侧与第三交流伺服电机(28)输出轴相连，第二行星齿轮减速器(27)的行星架在右侧与第二芯轴(29)相连，第二芯轴(29)右侧与滚刀轴(32)相连；第一滚刀架(6)右侧水平安装有第七导轨(22)，第七滑块(23)沿第七导轨(22)滑动，第七滑块(23)安装在第二滚刀架(5)上，第二滚刀架(5)上安装有第三行星齿轮减速器(33)，第三行星齿轮减速器(33)的太阳轮在右侧与第四交流伺服电机(4)输出轴相连，第三行星齿轮减速器(33)的行星架在左侧与第三芯轴(34)相连，第三芯轴(34)与滚刀轴(32)相配合。
2.根据权利要求1所述的一种龙门式滚齿机的双交流伺服电机驱动滚刀结构，其特征在于：龙门床身(1)为龙门闭式结构，用钢板焊接加工而成，左右封闭。
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