CN110064934B - 一种加工端面蜗杆用机床 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种加工端面蜗杆用机床，解决了应用于环面蜗杆加工的蜗杆加工制造装备无法满足滚子包络端面啮合蜗杆的加工的问题。一种加工端面蜗杆用机床，包括机床、传动组件和加工组件，所述传动组件和所述加工组件均设置在所述机床上，传动组件一端与机床的输出轴相连，传动组件另一端与加工组件相连并驱动加工组件旋转，旋转后的加工组件与夹持机床上的蜗杆端面有夹角。本发明的一种加工端面蜗杆用机床通过传动组件使加工组件旋转进而使加工组件的刀头与蜗杆端面从相互平行转动至有夹角的状态，进而使加工组件能够加工蜗杆端面。

Description

一种加工端面蜗杆用机床
技术领域
本发明属于机床技术领域，具体涉及一种加工端面蜗杆用机床。
背景技术
目前，蜗杆加工制造装备主要是车床、滚齿机、数控加工机床等，对于滚子包络端面啮合蜗杆而言，与传统的环面蜗杆相比，滚子包络端面啮合蜗杆通过端面啮合来传动，因此，应用于环面蜗杆加工的蜗杆加工制造装备无法满足滚子包络端面啮合蜗杆的加工，制造加工效果差，制造出的滚子包络端面啮合蜗杆的精度不足。
发明内容
本发明目的在于提供一种加工端面蜗杆用机床，解决了应用于环面蜗杆加工的蜗杆加工制造装备无法满足滚子包络端面啮合蜗杆的加工的问题。
本发明所采用的技术方案为：
一种加工端面蜗杆用机床，所述蜗杆夹持在机床上，包括机床、传动组件和加工组件，所述传动组件和所述加工组件均设置在所述机床上，机床的输出轴通过传动组件与加工组件相连并驱动加工组件旋转，加工组件与蜗杆的端面有夹角。
通过传动组件使加工组件旋转进而使加工组件的刀头与蜗杆端面从相互平行转动至有夹角的状态，进而使加工组件能够加工蜗杆端面；同时传动组件使加工组件获得理论所需的传动比，使加工误差更小，精度更高。
优选地，所述传动组件包括挂轮箱、传动杆、外挂齿轮组和减速器；
所述挂轮箱与所述机床的输出轴相连，挂轮箱、传动杆、外挂齿轮组和减速器依次相连。
传动组件通过对机床传动路线的改变实现了加工组件的旋转，同时通过对传动比的控制保证了加工组件加工的效果。
优选地，挂轮箱包括挂轮箱体和挂轮组；
所述挂轮箱体固定在所述机床上；
所述挂轮组集成于挂轮箱体内，挂轮组连接机床的输出轴与传动杆。
挂轮箱将动力传递至传动杆，进而使加工组件旋转。
优选地，所述外挂齿轮组包括传动副和齿轮组；
所述传动副设置在所述机床的进给箱内并与传动杆相连；
所述齿轮组设置在机床的外侧并与传动副啮合。
进一步，优选地，所述传动副包括连接齿轮副和第一蜗轮蜗杆副；
所述连接齿轮副包括齿轮A和齿轮B，所述传动杆插接在所述齿轮A上，所述齿轮B与齿轮A啮合；
第一蜗轮蜗杆副包括第一蜗杆和第一蜗轮；
所述第一蜗杆一端插接在所述齿轮B上，第一蜗杆另一端与所述第一蜗轮啮合；
所述齿轮组包括若干个相互啮合的齿轮，其中，第一蜗轮与齿轮组一端的齿轮啮合。
外挂齿轮组连接传动杆和减速器，完善了传动路线，进一步通过外挂齿轮组中齿轮齿数的限定控制传动比，使加工组件获得所需要的传动比。
优选地，所述减速器包括减速机箱和回转副；
减速机箱滑动设置在所述机床上；
所述回转副设置在减速机箱内，且回转副连接所述外挂齿轮组与所述加工组件。
进一步，优选地，所述减速器包括减速机箱和回转副；
减速机箱滑动设置在所述机床上；
所述回转副设置在减速机箱内，且回转副连接所述外挂齿轮组与所述加工组件。
减速器内回转副实现了加工组件的旋转，使加工组件能够加工蜗杆端面。
优选地，所述加工组件是动力头，动力头上设有铣刀，加工组件转动设置在所述减速机箱上。
进一步，优选地，所述加工组件上铣刀的刀头与所述蜗杆端面上的齿坯中心一致。
动力头形式多样，能够实现主运动和进给运动，并带有自动工件循环，能够实现镗削、铣削、钻削等功能，使用范围广；加工组件的铣削中心与蜗杆端面的齿坯中心高度一致保证端面蜗杆的加工精度。
本发明的有益效果为：
本加工端面蜗杆用机床通过传动组件使加工组件旋转进而使加工组件的刀头与蜗杆端面从相互平行转动至有夹角的状态，进而使加工组件能够加工蜗杆端面；同时传动组件使加工组件获得理论所需的传动比，使加工误差更小，精度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施方式，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本加工端面蜗杆用机床的结构示意图。
图2是主机箱-挂轮箱-传动杆-外挂齿轮组-减速器-加工组件的传动示意图。
图3是外挂齿轮组-减速器-加工组件的传动示意图。
图中：1-机床；11-卡盘；12-工作台；13-主轴箱；14-进给箱；2-传动杆；3-外挂齿轮组；31-传动副；311-连接齿轮副；312-第一蜗轮蜗杆副；32-齿轮组；4-减速器；41-减速机箱；42-回转副；421-传动齿轮组；422-第二蜗轮蜗杆副；5-加工组件；6-挂轮箱；61-挂轮箱体；62-挂轮组；7-连接副。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
如图1至图3所示，本实施例的一种加工端面蜗杆用机床1，所述蜗杆夹持在机床1上，包括机床1、传动组件和加工组件5，所述传动组件和所述加工组件5均设置在所述机床1上，机床1的输出轴通过传动组件与加工组件5相连并驱动加工组件5旋转，加工组件5与蜗杆的端面有夹角。
机床1包括机体、工作台12、电机、主轴箱13和卡盘11，电机、主轴箱13和卡盘11均集成在工作台12上，电机的输出轴通过传动机构分别与卡盘11和主轴箱13相连，卡盘11夹持蜗杆的同时带动蜗杆旋转，主轴箱13连接传动组件进而将动力传递至加工组件5，加工组件5由此旋转。
传动组件连接主轴箱13与加工组件5并将电机输出的动力传递至加工组件5，加工组件5开始旋转，当加工组件5旋转到一定角度，即加工组件5的刀头与待加工的蜗杆端面有一定角度时，停止电机进而使加工组件5固定在该位置，加工组件5上的铣刀在加工组件5的带动下，做理论上与蜗杆啮合的蜗轮相同的回转运动，进而移动加工组件5使加工组件5的铣刀与待加工的蜗杆端面相接触进而相互啮合完成对待加工的蜗杆的加工。
在本公开提供的具体实施方式中，所述传动组件可以构造为任意合适的结构。作为一种选择，所述传动组件包括挂轮箱6、传动杆2、外挂齿轮组3和减速器4；
所述挂轮箱6与所述机床1的输出轴相连，挂轮箱6、传动杆2、外挂齿轮组3和减速器4依次相连。
传动组件连接机床1主轴箱13和加工组件5，并将机床1的动力传递至加工组件5进而使加工组件5旋转。机床1上的传动杆2包括光杆和丝杆，传动杆2都是起到传递转矩使刀架移动的作用，区别在于光杆由于不能保证精确的传动比进而主要用来导向，或者用于车端面、外圆、内孔等不需要精确控制的动作，丝杆上由于螺纹的存在能够保证加工组件5的精确移动距离，进而用于车螺纹等需要精确控制的动作，而本加工端面蜗杆用机床1的传动组件将动力传递至加工组件5即可，并不需要对传动进行精确控制，故拆除丝杆而保留光杆作为传动组件的传动杆2。
进一步，本加工端面蜗杆用机床1经过主轴箱13-传动杆2后需要进一步将动力传递至加工组件5，原本之前的机床1的传动路线是主轴箱13-挂轮箱6-进给箱14-传动杆2-加工组件5，这样加工组件5就能够在工作台12上滑动，且加工组件5的滑动方向与传动杆2平行，采用这种传动路线用来加工蜗杆时，加工组件5与蜗杆的接触面是蜗杆的环面，并不是我们所需要加工的端面，故需要改变机床1的传动路线，即通过外挂齿轮组3连接传动杆2和减速器4，减速器4上设置了加工组件5，进而使加工组件5在减速器4旋转最终使加工组件5与待加工的蜗杆完成啮合运动，加工组件5接触待加工的蜗杆端面后加工组件5与待加工的蜗杆端面啮合。
在本公开提供的具体实施方式中，所述挂轮箱6可以构造为任意合适的结构。作为一种选择，挂轮箱6包括挂轮箱体61和挂轮组62；
所述挂轮箱体61固定在所述机床1上；
所述挂轮组62集成于挂轮箱体61内，挂轮组62连接机床1的输出轴与传动杆2。
一般情况，机床1的主轴箱13通过挂轮箱6与进给箱14相连，进给箱14通过传动杆2与加工组件5相连，进而实现了加工组件5的运动；本加工端面蜗杆用机床1改变了主轴箱13-挂轮箱6-进给箱14-传动杆2-加工组件5的传动路线，具体而言，原来转动设置在挂轮箱6内和进给箱14内的传动零件，如齿轮，均拆除，拆除后，挂轮箱6内设置挂轮组62，挂轮组62一端与主轴箱13相连，挂轮组62另一端与传动杆2相连，进而使挂轮箱6直接驱动传动杆2转动，传动杆2通过外挂齿轮组3与加工组件5相连，本加工端面蜗杆用机床1的传动路线是主轴箱13-挂轮箱6-传动杆2-外挂齿轮组3-减速器4-加工组件5。
作为一种选择，所述挂轮组62包括三个依次相连的挂轮，且位于两端的挂轮的齿数相同。三个挂轮的齿数依次是51、100、51，则挂轮组62的传动比是1：1。
在本公开提供的具体实施方式中，所述外挂齿轮组3可以构造为任意合适的结构。作为一种选择，所述外挂齿轮组3包括传动副31和齿轮组32；
所述传动副31设置在所述机床1的进给箱14内并与传动杆2相连；
所述齿轮组32设置在机床1的外侧并与传动副31啮合。
作为一种选择，所述传动副31包括连接齿轮副311和第一蜗轮蜗杆副312；
所述连接齿轮副311包括齿轮A和齿轮B，所述传动杆2插接在所述齿轮A上，所述齿轮B与齿轮A啮合；
第一蜗轮蜗杆副312包括第一蜗杆和第一蜗轮；
所述第一蜗杆一端插接在所述齿轮B上，第一蜗杆另一端与所述第一蜗轮啮合；
所述齿轮组32包括若干个相互啮合的齿轮，其中，第一蜗轮与齿轮组32一端的齿轮啮合。
外挂齿轮副32包括两个部分，即设置在机床1内的传动副31和设置在机床1外侧的齿轮副32，传动副31包括两个部分，第一部分是与传动杆2相连的连接齿轮副311，连接齿轮副311包括齿轮A和齿轮B，其中，齿轮A设置在传动杆2上并随着传动杆2的转动而传动，齿轮B一端与设置在传动杆2上的齿轮A啮合，齿轮B另一端与传动副31的第二部分相连，其中，齿轮A和齿轮B的齿数均是32，传动比是1：1；第二部分是第一蜗轮蜗杆副312，具体而言，第一蜗轮蜗杆副312包括第一蜗杆和第一蜗轮，
第一蜗杆一端插接在齿轮B中心的传动孔内，使第一蜗杆随着齿轮B的转动而转动，第一蜗杆另一端与第一蜗轮啮合进而带动第一蜗轮转动，其中，第一蜗轮杆的齿数是32，第一蜗杆的齿数是3，第一蜗轮蜗杆副312的传动比是12：1。
传动副31包括两个部分，即设置在机床1外壁上的挂轮架和转动设置在挂轮架上的传动挂轮组62，其中，传动挂轮组62包括依次啮合的四个齿轮，四个齿轮的齿数依次是60、50、100和25，其中齿数为60的齿轮与第一蜗轮相啮合，则传动副31的传动比是2.5：1。
进一步，传动副31还与连接副7相连进而通过连接副7与减速器4相连，连接副7包括多个依次啮合的齿轮，其中，连接副7中的第一个齿轮与传动副31最末的齿数为25的齿轮通过一根轴相连，即传动副31的转动将带动连接副7转动，连接副7中的最后一个齿轮与减速器4通过一根轴相连，进而通过连接副7的转动带动减速器4转动；更进一步，连接副7中各个齿轮的齿数均是80，传动比是1：1。
在本公开提供的具体实施方式中，所述减速器4可以构造为任意合适的结构。作为一种选择，所述减速器4包括减速机箱41和回转副42；
减速机箱41滑动设置在所述机床1上；
所述回转副42设置在减速机箱41内，且回转副42连接所述外挂齿轮组3与所述加工组件5。
作为一种选择，所述回转副42包括传动齿轮组421和第二蜗轮蜗杆副422；
所述传动齿轮组421包括若干个相互啮合的齿轮；
所述第二蜗轮蜗杆副422包括第二蜗杆和第二蜗轮；
所述第二蜗杆一端与传动齿轮组421相连，第二蜗杆另一端与所述第二蜗轮啮合；
第二蜗轮通过插接在第二蜗轮上的连接轴与加工组件5相连。
减速器4包括减速机箱41和回转副42两个部分，减速机箱41滑动设置在机床1上，当加工组件5需要加工蜗杆时，移动减速机箱41使加工组件5与蜗杆的端面相接触，加工组件5加工完成后，再次移动减速机箱41使加工组件5与蜗杆脱离接触，即减速机箱41的运动实现了加工组件5的进给运动；进一步，减速机箱41还为加工组件5和回转副42提供了安装空间，将传动组件与加工组件5连接成一个整体。
回转副42转动设置在减速机箱41内，回转副42包括传动齿轮组和第二蜗轮蜗杆副422，传动齿轮组包括若干个依次啮合的齿轮，第二蜗轮蜗杆副422包括第二蜗杆和第二蜗轮，其中，传动齿轮组中的第一个齿轮与连接副7的最后一个齿轮通过一根轴相连，连接副7的转动将带动传动齿轮副421转动，传动齿轮组的最后一个齿轮与第二蜗杆相连，第二蜗杆与第二蜗轮啮合，第二蜗轮中心插接一根连接轴，进而使第二蜗轮蜗杆副422通过连接轴与加工组件5相连。
进一步，相比较于工作台12所在的平面，外挂齿轮组3的传动副31中的齿轮均是垂直于工作台12，回转副42中的传动齿轮组的齿轮与传动副31中的齿轮相平行，即传动齿轮组的齿轮也垂直于工作台12，通过第二蜗轮蜗杆副422的设置改变了传动方向，具体而言，第二蜗轮平行于工作台12转动设置在减速机箱41内，第二蜗杆驱动第二蜗轮转动，转动的第二蜗轮带动连接轴转动，进而使加工组件5在减速机箱41的上表面上以连接轴为中心旋转，使加工组件5与待加工的蜗杆端面之间的形成夹角进而完成理论啮合运动，使加工组件5与待加工的蜗杆端面啮合后加工组件5在待加工的蜗杆端面上加工出螺旋线。
更进一步，蜗轮蜗杆副中第二蜗杆与第二蜗轮的传动比是20：2，那么从主轴箱13-挂轮箱6-传动杆2-外挂齿轮组3-加工组件5，整个传动组件的传动比是25：1。
在本公开提供的具体实施方式中，所述加工组件5可以构造为任意合适的结构。作为一种选择，所述加工组件5是动力头，加工组件5转动设置在所述减速机箱41上。作为一种选择，所述加工组件5上铣刀的刀头与所述蜗杆端面上的齿坯中心一致。
动力头是能实现主运动和进给运动，并且有自动工件循环的动力部件，可以实现镗削、铣削、钻削、磨削等功能，具体而言，动力头也称动力刀座，指的是安装在动力刀塔上、可由伺服电机驱动的刀座。
动力组件通过连接轴与减速器4相连，具体而言，是与减速器4的蜗轮蜗杆副中的涡轮相连，蜗轮平行于工作台12设置，当蜗轮在动力驱动下转动时，动力组件就在连接轴的带动下旋转，当驱动蜗轮转动的动力消失后，涡轮、连接轴和动力组件均停止转动，动力组件停留在所需要的加工角度上。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种加工端面蜗杆用机床，所述蜗杆夹持在机床（1）上，其特征在于：包括机床（1）、传动组件和加工组件（5），所述传动组件和所述加工组件（5）均设置在所述机床（1）上，机床（1）的输出轴通过传动组件与加工组件（5）相连并驱动加工组件（5）旋转，加工组件（5）与蜗杆的端面有夹角；
所述传动组件包括挂轮箱（6）、传动杆（2）、外挂齿轮组（3）和减速器（4）；
所述挂轮箱（6）与所述机床（1）的输出轴相连，挂轮箱（6）、传动杆（2）、外挂齿轮组（3）和减速器（4）依次相连；
所述外挂齿轮组（3）包括传动副（31）和齿轮组（32）；
所述传动副（31）设置在所述机床（1）的进给箱（14）内并与传动杆（2）相连；
所述齿轮组（32）设置在机床（1）的外侧并与传动副（31）啮合；
所述传动副（31）包括连接齿轮副（311）和第一蜗轮蜗杆副（312）；
所述连接齿轮副（311）包括齿轮A和齿轮B，所述传动杆（2）插接在所述齿轮A上，所述齿轮B与齿轮A啮合；
齿轮A和齿轮B的齿数均是32，传动比是1：1；
第一蜗轮蜗杆副（312）包括第一蜗杆和第一蜗轮；
所述第一蜗杆一端插接在所述齿轮B上，第一蜗杆另一端与所述第一蜗轮啮合；
第一蜗轮的齿数是32，第一蜗杆的齿数是3，第一蜗轮蜗杆副（312）的传动比是12：1；
所述齿轮组（32）包括若干个相互啮合的齿轮，其中，第一蜗轮与齿轮组（32）一端的齿轮啮合；
所述减速器（4）包括减速机箱（41）和回转副（42）；
减速机箱（41）滑动设置在所述机床（1）上；
所述回转副（42）设置在减速机箱（41）内，且回转副（42）连接所述外挂齿轮组（3）与所述加工组件（5）；
所述回转副（42）包括传动齿轮组（421）和第二蜗轮蜗杆副（422）；
所述传动齿轮组（421）包括若干个相互啮合的齿轮；
所述第二蜗轮蜗杆副（422）包括第二蜗杆和第二蜗轮；
所述第二蜗杆一端与传动齿轮组相连，第二蜗杆另一端与所述第二蜗轮啮合；
第二蜗杆与第二蜗轮的传动比是20：2；
第二蜗轮通过插接在第二蜗轮上的连接轴与加工组件（5）相连；
挂轮箱（6）包括挂轮箱体（61）和挂轮组（62）；
所述挂轮箱体（61）固定在所述机床（1）上；
所述挂轮组（62）集成于挂轮箱体（61）内，挂轮组（62）连接机床（1）的输出轴与传动杆（2）；
挂轮组（62）包括三个依次相连的挂轮，挂轮组（62）的传动比是1：1。
2.根据权利要求1所述的加工端面蜗杆用机床，其特征在于：所述加工组件（5）是动力头，动力头上设有铣刀，加工组件（5）转动设置在所述减速机箱（41）上。
3.根据权利要求2所述的加工端面蜗杆用机床，其特征在于：所述加工组件（5）上铣刀的刀头与所述蜗杆端面上的齿坯中心一致。
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