发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种可充分简化机床结构和各运动轴传动链、降低制造成本、大幅度提高齿轮切削加工精度且可适用于单件或小批量、大批量的齿轮加工的数控双刀盘直齿锥齿轮铣齿机。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
数控双刀盘直齿锥齿轮铣齿机,包括床身总成、主驱动箱总成,摇台总成,刀具箱总成、工件箱总成,床鞍回转板总成、数控系统、液压系统、润滑系统和冷却排屑系统,所述床身总成上通过紧固件连接有摇台总成,所述摇台总成一侧面安装有刀具箱总成,在摇台总成另一侧面连接有主驱动箱总成,所述床身总成上通过丝杠螺母副连接有使其沿床身导轨滑动的床鞍回转板总成,在床鞍回转板总成上通过紧固件及V型导轨装有工件箱总成,其特征在于:所述刀具箱总成包括安装在摇台总成鼓轮上的上刀架座组件和下刀架座组件、安装在上刀架座组件上的上刀具箱组件、安装在下刀架座组件上的下刀具箱组件、上下刀架座角度调整机构、上刀具箱横向移动调整装置和下刀具箱横向移动调整装置,所述上刀架座组件通过中心回转轴与下刀架座组件连接,所述上下刀架座角度调整机构与上刀架座组件和下刀架座组件连接,所述上刀具箱横向移动调整装置安装在上刀架座组件上,并与上刀具箱连接,所述下刀具箱横向移动调整装置安装在下刀架座组件上,并与下刀具箱连接。
本发明还可以采用如下技术方案:
所述上下刀架座角度调整机构包括其上部制有右旋螺纹、下部制有左旋螺纹的螺杆轴、上方头轴、上定位法兰、下方头轴和下定位法兰,所述螺杆轴上端通过螺纹装有其上制有右旋螺孔的上方头轴,下端通过螺纹装有其上制有左旋螺孔的下方头轴,所述上方头轴通过卡簧与上刀架座组件固接的上定位法兰连接,所述下方头轴通过卡簧与下刀架座组件固接的下定位法兰连接。
所述上刀具箱横向移动调整装置包括上止推套和上丝杆,所述上丝杆上装有上止推套,通过定位销与上止推套锁紧,并轴向固定于上刀座架体上,所述上丝杆通过螺扣与上刀具箱螺孔配合连接。
所述下刀具箱横向移动调整装置包括下上止推套和下丝杆,所述下丝杆上装有下止推套,通过定位销与下止推套锁紧,并轴向固定于下刀座架体上,所述下丝杆通过螺扣与下刀具箱螺孔配合连接。
所述上刀具箱组件包括上刀具箱、上刀具主轴和设置在上刀具主轴上部的上刀具主轴轴向移动调整机构。
所述上刀具主轴轴向移动调整机构包括上压盖、上主轴螺套、上法兰螺母、上薄螺母和上螺母封盖,在上刀具主轴上端部装有上主轴螺套,所述上主轴螺套通过上压盖及压力轴承,径向轴承与上刀具主轴锁紧,所述上主轴螺套外部螺纹连接有上法兰螺母,所述上法兰螺母通过螺钉销子与上刀具箱体固定,并通过上薄螺母和上螺母封盖共同作用将上主轴螺套与上刀具箱体轴向锁紧。
所述下刀具箱组件包括下刀具箱、下刀具主轴和设置在上刀具主轴下部的下刀具主轴轴向移动调整机构。
所述下刀具主轴轴向移动调整机构包括下压盖、下主轴螺套、下法兰螺母、下薄螺母和下螺母封盖,在下刀具主轴下端部装有下主轴螺套,所述下主轴螺套通过下压盖及压力轴承,径向轴承与下刀具主轴锁紧,所述下主轴螺套外部螺纹连接有下法兰螺母,所述下法兰螺母通过螺钉销子与下刀具箱体固定,并通过下薄螺母和下螺母封盖共同作用将下主轴螺套与下刀具箱体轴向锁紧。
所述弹簧阻尼装置包括第一摩擦垫组件、第二摩擦垫组件、销轴和调整母构成,所述销轴上制有键槽,并通过销子在其圆周方向固定于工件主轴箱体上,所述销轴上通过键套装第一摩擦垫组件和第二摩擦垫组件,在第二摩擦垫组件外侧的销轴上装有弹簧,并通过调整母压紧弹簧。
本发明具有的优点和积极效果是:由于本发明采用上述技术方案,本铣齿机中的上刀具箱组件和下刀具箱组件均与一个摇台总成连接,且上下刀架座组件的上刀架座与下刀架座之间通过中心回转轴连接,使得上刀架座和下刀架座定位外圆同心正好装入摇台鼓轮;同时,上刀具箱组件和下刀具箱组件均是采用相对各自独立的刀具主轴传动及调整系统,且又相互有着精确角度及位置关联,所述上刀具箱组件和下刀具箱组件采用各自独立主轴传动及主轴轴向移动调整机构。在刀架座组件上设置刀架座角度调整装置,并通过带有左右旋螺纹的螺杆及固定在上下刀架座上下定位法兰和可旋转的上下方头轴,可实现上刀具箱和下刀具箱的角度调整,空间结构小且简洁有效,调整方便。采用上述结构可增强齿轮机床的整体刚性、充分简化机床整体结构和各运动轴传动链、降低制造成本,大幅度提高齿轮切削加工精度。此外,采用数字控制蜗轮副传动分度并辅助分度阻尼装置,使机床的分度动作平稳、精确、可靠,进而避免工件在切削过程中发生微小窜动,提高齿轮加工精度。这样不仅可实现大批量齿轮的加工,而且还可满足变速箱、减速机,汽车工业生产中小批量、多品种的要求。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并配合附图详细说明如下:
需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“第一”、“第二”等不代表顺序安装,也不代表所形容的元件的重要性。
请参阅图1-图9,数控双刀盘直齿锥齿轮铣齿机,包括床身总成1、主驱动箱总成2,摇台总成3,刀具箱总成4、工件箱总成5、床鞍回转板总成6、数控系统、液压系统、润滑系统和冷却排屑系统,所述数控系统、液压系统、润滑系统和冷却排屑系统均未在图中表示。所述床身总成上通过紧固件连接有摇台总成,所述摇台总成一侧面安装有刀具箱总成,在摇台总成另一侧面的床身总成上通过螺钉销子连接主驱动箱总成2,所述床身总成上通过丝杠螺母副连接有使其沿床身导轨滑动的床鞍回转板总成6,在床鞍回转板总成上通过紧固件及V型导轨装有工件箱总成5。
所述刀具箱总成4包括安装在摇台总成鼓轮上的上刀架座组件4-1和下刀架座组件4-4、安装在上刀架座组件上的上刀具箱组件4-2、安装在下刀架座组件上的下刀具箱组件4-3、上下刀架座角度调整机构4-6、上刀具箱横向移动调整装置4-5和下刀具箱横向移动调整装置4-7。所述上刀架座组件通过中心回转轴4-10与下刀架座组件连接,所述上下刀架座角度调整机构与上刀架座组件和下刀架座组件连接,所述上刀具箱横向移动调整装置安装在上刀架座组件上,并与上刀具箱连接,所述下刀具箱横向移动调整装置安装在下刀架座组件上,并与下刀具箱连接。所述上刀架座组件和下刀架座组件之间通过中心回转轴4-10连接,这样可使得上刀架座和下刀架座定位外圆同心,以便顺畅装入摇台总成鼓轮上,同时还可避免进行角度调整时,因重力作用造成上刀架座与螺钉卡死。
请参阅图4,所述上下刀架座角度调整机构4-6包括其上部制有右旋螺纹、下部制有左旋螺纹的螺杆轴4-13、上方头轴4-12、上定位法兰4-11、下方头轴4-15和下定位法兰4-14,所述螺杆轴上端通过螺纹装有其上制有右旋螺孔的上方头轴,下端通过螺纹装有其上制有左旋螺孔的下方头轴,所述上方头轴通过卡簧与上刀架座组件固接的上定位法兰连接,所述下方头轴通过卡簧与下刀架座组件固接的下定位法兰连接,所述上定位法兰4-11通过紧固件固定在上刀架座体4-33上,所述下定位法兰4-14通过紧固件固定在下刀架座体4-35上。转动螺杆轴4-13,推动上方头轴4-12和下方头轴4-15沿螺杆轴相向转动或相反转动,并同时沿摇台中心回转,进而推动上刀具箱组件、下刀具箱组件沿摇台中心回转,此时即可完成上刀具箱和下刀具箱的角度调整,空间结构小却简洁有效,调整方便。
请参阅图5,所述上刀具箱横向移动调整装置4-5包括上止推套4-17和上丝杆4-16,所述上丝杆上装有上止推套,通过定位销与上止推套锁紧,并轴向固定于上刀架座组件4-1的上刀架座体4-34上,所述上丝杆通过螺扣与上刀具箱体螺孔配合连接。转动上丝杆4-16可推动上刀具箱组件4-2沿燕尾型导轨横向移动。
请参阅图6,所述下刀具箱横向移动调整装置4-7包括下上止推套4-19和下丝杆4-18,所述下丝杆上装有下止推套,通过定位销与下止推套锁紧,并轴向固定于下刀架座组件4-4的下刀架座体4-35上,所述下丝杆通过螺扣与下刀具箱体螺孔配合连接。转动下丝杆4-18可推动下刀具箱组件4-3沿燕尾型导轨横向移动。
所述上刀具箱组件4-2包括上刀具箱体4-26、上刀具主轴4-20和设置在上刀具主轴上部的上刀具主轴轴向移动调整机构4-8。
请参阅图7,所述上刀具主轴轴向移动调整机构包括上压盖4-22、上主轴螺套4-21、上法兰螺母4-23、上薄螺母4-24和上螺母封盖4-25,在上刀具主轴上端部装有上主轴螺套,所述上主轴螺套通过上压盖及压力轴承,径向轴承与上刀具主轴锁紧,所述上主轴螺套外部螺纹连接有上法兰螺母,所述上法兰螺母通过螺钉销子与上刀架座体固定,并通过上薄螺母和上螺母封盖共同作用将上主轴螺套与上刀具箱体4-26轴向锁紧。
当上刀具主轴需要轴向移动调整时,松开上螺母封盖4-25及上薄螺母4-24一定距离,拧紧上螺母封盖4-25及上薄螺母4-24上的螺钉,将上螺母封盖4-25及上薄螺母4-24与上刀具主轴锁紧成一体,转动上螺母封盖4-25及上薄螺母4-24,从而带动上刀具主轴旋转,此时上法兰螺母4-23固定于上刀具箱体4-26,从而推动上刀具主轴做轴向运动。调整到位后,松开上螺母封盖及上薄螺母上的螺钉,转动上螺母封盖及上薄螺母,将其拧紧于上法兰螺母锁紧。使上刀具主轴轴向使终处于锁紧状态,以便保证上刀具主轴刚性。
所述下刀具箱组件包括下刀具箱体4-33、下刀具主轴4-27和设置在上刀具主轴下部的下刀具主轴轴向移动调整机构4-9。
请参阅图7,所述下刀具主轴轴向移动调整机构包括下压盖4-29、下主轴螺套4-28、下法兰螺母4-30、下薄螺母4-31和下螺母封盖4-32,在下刀具主轴4-27下端部装有下主轴螺套,所述下主轴螺套通过下压盖及压力轴承、径向轴承与下刀具主轴锁紧,所述下主轴螺套外部螺纹连接有下法兰螺母,所述下法兰螺母通过螺钉销子与下刀架座体固定,并通过下薄螺母和下螺母封盖共同作用将下主轴螺套与下刀具箱体4-33轴向锁紧。
当下刀具主轴需要轴向移动调整时,松开下螺母封盖4-32及下薄螺母4-31一定距离,拧紧下螺母封盖及下薄螺母上的螺钉,将下螺母封盖及下薄螺母与下刀具主轴锁紧成一体,转动下螺母封盖及下薄螺母,从而带动下刀具主轴旋转,此时下法兰螺母4-30固定于下刀架座体4-35,从而推动下刀具主轴做轴向运动。调整到位后,松开下螺母封盖及下薄螺母上的螺钉,转动下螺母封盖及下薄螺母,将其拧紧于下法兰螺母4-30背紧,使下刀具主轴轴向使终处于锁紧状态,以便保证下刀具主轴的刚性。通过调整上刀具主轴和下刀具主轴的轴向位置,来控制加工齿轮的齿厚。
本铣齿机中的上刀具箱组件和下刀具箱组件均是采用相对各自独立的刀具主轴传动及调整系统,且又相互有着精确角度及位置关联。所述上刀具箱组件和下刀具箱组件采用各自独立主轴传动及主轴轴向移动调整机构。
请参阅图8-图10,所述工件箱总成包括工件主轴箱体、工件主轴、精密分度机构、精密分度传动组件、弹簧阻尼装置和工件夹紧油缸。
所述工件箱总成5包括:工件主轴箱体5-1、工件主轴5-2、工件精密分度蜗轮传动组件5-3、主轴锁母5-4、蜗轮锁母5-5、工件加紧油缸组件5-6、摩擦阻尼组件5-7构成。所述工件主轴5-2两端轴承游隙通过主轴锁母5-4来调整,同时设定该螺母扭矩以确保主轴锁母5-4把工件主轴5-2刚性锁紧在工件主轴箱体5-1上,而又转动灵活。工件精密分度蜗轮传动组件5-3与工件主轴5-2通过锥度定位,键连接,同时由蜗轮锁母5-5及相应调整垫轴向锁紧,以确保工件精密分度蜗轮高定位精度需求及工件精密分度蜗轮传动组件5-3与工件主轴5-2刚性联接。
所述精密分度机构包括:联轴器5-8、轴5-9、电机支架5-10、小齿轮5-11、大齿轮5-12和精密分度蜗轮蜗杆副5-13,所述电机支架5-10通过螺钉销子固定于工件主轴箱体5-1上,电机经联轴器5-8、轴5-9、小齿轮5-11和大齿轮5-12传给精密分度蜗轮蜗杆副5-13完成分度。其中控制精密分度蜗轮蜗杆副中心距是通过蜗杆支架5-14与调整垫5-15完成,这样不仅可确保中心距,还可保证精密分度蜗轮蜗杆副传动间隙在设计要求内。同时电机支架5-9与工件主轴箱体5-1之间只是粗定位孔,有一定可调整量,来保证小齿轮5-10与大齿轮5-11之间传动间隙可调到设计要求。这样整个传动链既可保证一定的短又保证较小间隙,从而确保精密分度机构的高精度分度。
所述夹紧油缸5-6通过螺纹锁紧在工件主轴5-2尾部,顶紧螺钉防松,保证夹紧油缸5-6通过拉杆锁紧工件后,工件与工件主轴5-2及夹紧油缸连接成刚性整体。保证刀具切削工件时的切削刚性,同时拉紧力对精密分度机构传动动作不会产生干扰性影响,以保证分度精确。
所述弹簧阻尼装置包括第一摩擦垫组件5-16、第二摩擦垫组件5-17、销轴5-18和调整母5-19构成,所述销轴5-18制有键槽,并通过销子将其圆周方向固定于工件主轴箱体5-1上,且轴向可调。所述第一摩擦垫组件及第二摩擦垫组件均与销轴5-18键联接,在第二摩擦垫组件外侧的销轴上装有弹簧5-20,通过拧紧调整母5-19来压紧弹簧,从而压紧第二摩擦垫组件,同时销轴拉紧第一摩擦垫组件,以保证第一摩擦垫组件及第二摩擦垫组件均匀压紧在工件精密分度蜗轮5-3上的蜗轮端面上,靠磨擦力的阻尼作用来消除分度时传动链间隙,保证加工精度,分度过程更为平稳、精确。
本发明附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。