CN104070244A - 一种超大型油马达驱动的龙门双滚刀对称式数控滚齿机 - Google Patents
一种超大型油马达驱动的龙门双滚刀对称式数控滚齿机 Download PDFInfo
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Abstract
一种超大型油马达驱动的龙门双滚刀对称式数控滚齿机，包括龙门床身，龙门床身中部上端安装有压紧模块，龙门床身中部下端安装有旋转工作台，安装在左滑动立柱的左滚削模块和安装在右滑动立柱的右滚削模块分别对称布置在龙门床身的内部左、右侧，龙门床身呈左右对称龙门式结构，右滑动立柱、左滑动立柱可以改善受力状况，提高进给的平稳性；采用油马达作为驱动单元进行驱动，与普通伺服电机相比能提供更大的输出扭矩，适合大型滚齿机需要；双滚刀对称切削结构能改善传统滚齿加工过程中单刀切削带来的工件轴受力不均衡现象，减小工件轴摆动提高加工精度，另外加工效率也成倍提高。
Description
技术领域
本发明属于齿轮切削加工设备领域，特别涉及一种超大型油马达驱动的龙门双滚刀对称式数控滚齿机。
背景技术
随着滚齿机需求的不断增加，国内涉及滚齿机制造的企业日益增多。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。国内的机床生产企业在技术上相对落后，起步较晚，缺乏自主创新能力及关键、核心技术支撑。国产滚齿机产品主要是低端产品，缺乏较强的竞争力，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乃至全数控滚齿机等方向发展。机械内联动滚齿机通过齿轮副等将原动机动力分散传动至滚刀主轴，旋转工作台，横向进给系统，垂直进给系统，窜刀和刀盘旋转系统从而实现齿轮加工。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。数控滚齿机采用伺服电动机带齿轮减速器作为动力驱动滚刀主轴，旋转工作台等运动，可以通过调整伺服控制器的运行参数方便调整切削或进给速度。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驱动单元实现内联动完成滚削。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。但一方面传统全数控滚齿机造价昂贵，另一方面常见的齿轮加工中采用单边加工，受力不平衡导致机床振动很大且由于电机驱动力不足导致加工大模数齿轮能力不佳。
因此，为了进一步改善全数控滚齿机所存在的一些缺点，需要提高滚齿机加工时的床身的动静刚度减少机床振动，提升机床驱动力以提高加工大模数齿轮能力，改善机床加工过程中的工件轴的受力状况并提高滚齿加工效率，适合超大型齿轮加工。
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超大型油马达驱动的龙门双滚刀对称式数控滚齿机，提高滚齿机加工时机床的动静刚度，提升机床驱动力以提高加工大模数齿轮能力，改善机床加工过程中的工件轴的受力状况并提高滚齿加工效率，适合超大型齿轮加工。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种超大型油马达驱动的龙门双滚刀对称式数控滚齿机，包括龙门床身1，龙门床身1中部上端安装有压紧模块30，龙门床身1中部下端安装有旋转工作台14，旋转工作台14通过第一液压油管7与第一液压站8相连通，安装在左滑动立柱4上的左滚削模块31和安装在右滑动立柱23上的右滚削模块28分别对称布置在龙门床身1的内部左、右侧。
所述的龙门床身1在床身内部左侧上部水平横向安装有第一导轨2、第二导轨37，床身内部左侧下部水平横向安装有第三导轨10、第四导轨34，组成四面直线导轨，左滑动立柱4的上部水平安装有第一滑块3、第二滑块36，左滑动立柱4的下部水平安装有第三滑块9、第四滑块35，第一滑块3沿第一导轨2滑动，第二滑块36沿第二导轨37滑动，第三滑块9沿第三导轨10滑动，第四滑块35沿第四导轨34滑动，左滑动立柱4左侧中部与左径向进给驱动部件相连，左滑动立柱4右侧通过竖直安装的第九导轨11和第九滑块12与左滚削模块31相连，左滚削模块31通过第一液压油管7与第一液压站8相连通，左滚削模块31与竖直安装在左滑动立柱4上的左轴向进给驱动部件相连；龙门床身1在床身内部右侧上部水平横向安装有第五导轨38、第六导轨25，床身内部右侧下部水平横向安装有第七导轨41、第八导轨17，组成四面直线导轨，右滑动立柱23的上部水平安装有第五滑块39、第六滑块24，右滑动立柱23的下部水平安装有第七滑块40、第八滑块18，第五滑块39沿第五导轨38滑动，第六滑块24沿第六导轨25滑动，第七滑块40沿第七导轨41滑动，第八滑块18沿第八导轨17滑动，右滑动立柱23右侧中部与右径向进给驱动部件相连，右滑动立柱23左侧通过竖直安装的第十导轨16和第十滑块15与右滚削模块28相连，右滚削模块28通过第二液压油管20与第二液压站19相连通，右滚削模块28与竖直安装在右滑动立柱23上的右轴向进给驱动部件相连，形成双滚刀对称切削结构。
所述的左径向进给驱动部件、右径向进给驱动部件结构相同，左径向进给驱动部件结构包括第一油马达6，第一油马达6安装在龙门床身1的左侧，第一油马达6的输出轴在右侧并与第一滚珠丝杠5的丝杆相连，第一滚珠丝杠5的螺母与第一滑动立柱4相连，第一油马达6在左侧通过第一液压油管7与第一液压站8相连通；右径向进给驱动部件结构包括第二油马达21，第二油马达21安装在龙门床身1的右侧，第二油马达21的输出轴在左侧并与第二滚珠丝杠22的丝杆相连，第二滚珠丝杠22的螺母与第二滑动立柱23相连，第二油马达21在右侧通过第二液压油管20与第二液压站19连通。
所述的左轴向进给驱动部件、右轴向进给驱动部件结构相同。左轴向进给驱动部件结构包括第三油马达33，第三油马达33安装在龙门床身1的左侧上部，第三油马达33的输出轴与第三滚珠丝杠32的丝杆相连，第三滚珠丝杠32的螺母与左滚削模块31相连，第三油马达33通过第一液压油管7与第一液压站8连通；右轴向进给驱动部件结构包括第四油马达27，第四油马达27安装在龙门床身1的右侧上部，第四油马达27的输出轴与第四滚珠丝杠26的丝杆相连，第四滚珠丝杠26的螺母与右滚削模块28相连，第四油马达27通过第二液压油管20与第二液压站19连通。
所述的龙门床身1采用钢板焊接而成，龙门床身1下部通过螺栓与底台13相连。
本发明的优点：龙门床身1呈左右对称龙门式结构，采用钢板焊接而成，与整体铸造相比提高了结构的整体动静刚度和经济性。
右滑动立柱23右侧中部与右径向进给驱动部件相连，左滑动立柱4左侧中部与左径向进给驱动部件相连，与传统滚齿机在底部驱动相比可以改善受力状况，提高进给的平稳性。
左径向进给驱动部件、右径向进给驱动部件、左轴向进给驱动部件、右轴向进给驱动部件、左滚削模块、右滚削模块、旋转工作台均采用油马达作为驱动单元进行驱动，与普通伺服电机相比能提供更大的输出扭矩，适合超大型滚齿机需要，提高了滚齿机加工大模数齿轮能力。
双滚刀对称切削结构能改善传统滚齿加工过程中单刀切削带来的工件轴受力不均衡现象，减小工件轴摆动提高加工精度，另外加工效率也成倍提高。
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为图1的B-B向剖视图。
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1，一种超大型油马达驱动的龙门双滚刀对称式数控滚齿机，包括龙门床身1，龙门床身1中部上端安装有压紧模块30，龙门床身1中部下端安装有旋转工作台14，旋转工作台14通过第一液压油管7与第一液压站8相连通，安装在左滑动立柱4的左滚削模块31和安装在右滑动立柱23的右滚削模块28分别对称布置在龙门床身1的内部左、右侧。
参照图2和图3，所述的龙门床身1在床身内部左侧上部水平横向安装有第一导轨2、第二导轨37，床身内部左侧下部水平横向安装有第三导轨10、第四导轨34，组成四面直线导轨，左滑动立柱4的上部水平安装有第一滑块3、第二滑块36，左滑动立柱4的下部水平安装有第三滑块9、第四滑块35，第一滑块3沿第一导轨2滑动，第二滑块36沿第二导轨37滑动，第三滑块9沿第三导轨10滑动，第四滑块35沿第四导轨34滑动，左滑动立柱4左侧中部与左径向进给驱动部件相连，左滑动立柱4右侧通过竖直安装的第九导轨11和第九滑块12与左滚削模块31相连，左滚削模块31通过第一液压油管7与第一液压站8相连通，左滚削模块31与竖直安装在左滑动立柱4上的左轴向进给驱动部件相连；龙门床身1在床身内部右侧上部水平横向安装有第五导轨38、第六导轨25，床身内部右侧下部水平横向安装有第七导轨41、第八导轨17，组成四面直线导轨，右滑动立柱23的上部水平安装有第五滑块39、第六滑块24，右滑动立柱23的下部水平安装有第七滑块40、第八滑块18，第五滑块39沿第五导轨38滑动，第六滑块24沿第六导轨25滑动，第七滑块40沿第七导轨41滑动，第八滑块18沿第八导轨17滑动，右滑动立柱23右侧中部与右径向进给驱动部件相连，右滑动立柱23左侧通过竖直安装的第十导轨16和第十滑块15与右滚削模块28相连，右滚削模块28通过第二液压油管20与第二液压站19相连通，右滚削模块28与竖直安装在右滑动立柱23上的右轴向进给驱动部件相连，形成双滚刀对称切削结构。
所述的左径向进给驱动部件、右径向进给驱动部件结构相同，左径向进给驱动部件结构包括第一油马达6，第一油马达6安装在龙门床身1的左侧，第一油马达6的输出轴在右侧并与第一滚珠丝杠5的丝杆相连，第一滚珠丝杠5的螺母与第一滑动立柱4相连，第一油马达6在左侧通过第一液压油管7与第一液压站8相连通；右径向进给驱动部件结构包括第二油马达21，第二油马达21安装在龙门床身1的右侧，第二油马达21的输出轴在左侧并与第二滚珠丝杠22的丝杆相连，第二滚珠丝杠22的螺母与第二滑动立柱23相连，第二油马达21在右侧通过第二液压油管20第二液压站19连通。
所述的左轴向进给驱动部件、右轴向进给驱动部件结构相同，左轴向进给驱动部件结构包括第三油马达33，第三油马达33安装在龙门床身1的左侧上部，第三油马达33的输出轴与第三滚珠丝杠32的丝杆相连，第三滚珠丝杠32的螺母与左滚削模块31相连，第三油马达33通过第一液压油管7与第一液压站8相连通；右轴向进给驱动部件结构包括第四油马达27，第四油马达27安装在龙门床身1的右侧上部，第四油马达27的输出轴与第四滚珠丝杠26的丝杆相连，第四滚珠丝杠26的螺母与右滚削模块28相连，第四油马达27通过第二液压油管20与第二液压站19相连通。
所述的龙门床身1采用钢板焊接而成，龙门床身1下部通过螺栓与底台13相连。
本发明的工作原理为：
压紧模块30将工件29压紧，旋转工作台14带动工件29旋转，左滚削模块31和右滚削模块28同时进行切削，左径向进给驱动部件和右径向进给驱动部件分别驱动左滑动立柱4和右滑动立柱23沿工件径向运动调整切削深度，左轴向进给驱动部件和右轴向进给驱动部件分别驱动左滚削模块31和右滚削模块28实现竖直方向运动以切出完整齿宽。
Claims (5)
1.一种超大型油马达驱动的龙门双滚刀对称式数控滚齿机，包括龙门床身(1)，其特征在于：龙门床身(1)中部上端安装有压紧模块(30)，龙门床身(1)中部下端安装有旋转工作台(14)，安装在左滑动立柱(4)的左滚削模块(31)和安装在右滑动立柱(23)的右滚削模块(28)分别对称布置在龙门床身(1)的内部左、右侧。
2.根据权利要求1所述的一种超大型油马达驱动的龙门双滚刀对称式数控滚齿机，其特征在于：所述的龙门床身(1)在床身内部左侧上部水平横向安装有第一导轨(2)、第二导轨(37)，床身内部左侧下部水平横向安装有第三导轨(10)、第四导轨(34)，组成四面直线导轨，左滑动立柱(4)的上部水平安装有第一滑块(3)、第二滑块(36)，左滑动立柱(4)的下部水平安装有第三滑块(9)、第四滑块(35)，第一滑块(3)沿第一导轨(2)滑动，第二滑块(36)沿第二导轨(37)滑动，第三滑块(9)沿第三导轨(10)滑动，第四滑块(35)沿第四导轨(34)滑动，左滑动立柱(4)左侧中部与左径向进给驱动部件相连，左滑动立柱(4)右侧通过竖直安装的第九导轨(11)和第九滑块(12)与左滚削模块(31)相连，左滚削模块(31)与竖直安装在左滑动立柱(4)上的左轴向进给驱动部件相连；龙门床身(1)在床身内部右侧上部水平横向安装有第五导轨(38)、第六导轨(25)，床身内部右侧下部水平横向安装有第七导轨(41)、第八导轨(17)，组成四面直线导轨，右滑动立柱(23)的上部水平安装有第五滑块(39)、第六滑块(24)，右滑动立柱(23)的下部水平安装有第七滑块(40)、第八滑块(18)，第五滑块(39)沿第五导轨(38)滑动，第六滑块(24)沿第六导轨(25)滑动，第七滑块(40)沿第七导轨(41)滑动，第八滑块(18)沿第八导轨(17)滑动，右滑动立柱(23)右侧中部与右径向进给驱动部件相连，右滑动立柱(23)左侧通过竖直安装的第十导轨(16)和第十滑块(15)与右滚削模块(28)相连，右滚削模块(28)与竖直安装在右滑动立柱(23)上的右轴向进给驱动部件相连，形成双滚刀对称切削结构。
3.根据权利要求2所述的一种超大型油马达驱动的龙门双滚刀对称式数控滚齿机，其特征在于：所述的左径向进给驱动部件、右径向进给驱动部件结构相同，左径向进给驱动部件结构包括第一油马达(6)，第一油马达(6)安装在龙门床身(1)的左侧，第一油马达(6)的输出轴在右侧并与第一滚珠丝杠(5)的丝杆相连，第一滚珠丝杠(5)的螺母与第一滑动立柱(4)相连，第一油马达(6)在左侧通过第一液压油管(7)与第一液压站(8)相连通；右径向进给驱动部件结构包括第二油马达(21)，第二油马达(21)安装在龙门床身(1)的右侧，第二油马达(21)的输出轴在左侧并与第二滚珠丝杠(22)的丝杆相连，第二滚珠丝杠(22)的螺母与第二滑动立柱(23)相连，第二油马达(21)在右侧通过第二液压油管(20)与第二液压站(19)连通。
4.根据权利要求2所述的一种超大型油马达驱动的龙门双滚刀对称式数控滚齿机，其特征在于：所述的左轴向进给驱动部件、右轴向进给驱动部件结构相同，左轴向进给驱动部件结构包括第三油马达(33)，第三油马达(33)安装在龙门床身(1)的左侧上部，第三油马达(33)的输出轴与第三滚珠丝杠(32)的丝杆相连，第三滚珠丝杠(32)的螺母与左滚削模块(31)相连，第三油马达(33)通过第一液压油管(7)与第一液压站(8)连通；右轴向进给驱动部件结构包括第四油马达(27)，第四油马达(27)安装在龙门床身(1)的右侧上部，第四油马达(27)的输出轴与第四滚珠丝杠(26)的丝杆相连，第四滚珠丝杠(26)的螺母与右滚削模块(28)相连，第四油马达(27)通过第二液压油管(20)与第二液压站(19)连通。
5.根据权利要求2所述的一种超大型油马达驱动的龙门双滚刀对称式数控滚齿机，其特征在于：所述的龙门床身(1)采用钢板焊接而成，龙门床身(1)下部通过螺栓与底台(13)相连。
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