CN110421216A - 一种螺旋锥齿轮加工机床 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种螺旋锥齿轮加工机床，包括工件箱和刀具箱，工件箱中集成设有依次排布的M个并行延伸的用于安装工件的工件主轴，工件箱上固设有一个工件电机，工件电机通过工件同步传动机构驱动所述的M个工件主轴同步转动；刀具箱中集成设有依次排布的N个并行延伸的用于安装机加工刀具的刀具主轴，刀具箱上固设有一个刀具电机，所述刀具电机通过刀具同步传动机构驱动所述的N个刀具主轴同步转动；M等于N，N为2或3；M个刀具主轴的依次分布方向与所述的N个工件主轴的依次分布方向相同，M个刀具主轴相邻的间距与所述的N个工件主轴相邻的间距相同，以使M个刀具主轴与N个工件主轴一一对应布置，进而同时加工M个螺旋锥齿轮。
Description
技术领域
本发明涉及一种螺旋锥齿轮加工机床。
背景技术
螺旋锥齿轮是齿轮中比较复杂的一种齿轮，螺旋锥齿轮按可分为圆弧减缩齿和摆线等高齿锥齿轮两种，目前应用的加工设备主要有机械式和数控式加工机床，这两类加工机床都是在一台机床上，采用一把刀具对螺旋锥齿轮的大轮或小轮进行加工的。在现有技术中，如授权公告号为CN107175372B的中国发明专利公开的一种螺旋锥齿轮双工位铣齿机床，该机床上的两个X向滑台位于中间的Y向滑台的横向两侧，每个X向滑台上分别设置有一个转台，两个转台上对应设有两个工件箱，中间的Y向滑台上沿横向设置有两个Z向垂直滑台，两个Z向垂直滑台上分别设置有一个刀具箱，两个刀具箱和两个工具箱一一对应的配合使用以实现一个机床上同时加工两个螺旋锥齿轮。
但是上述铣齿机床存在以下问题：一方面，由于两个横向并列设置的Z向垂直滑台的横向两侧各自设置有一个Y向滑台，四个滑台沿横向依次布置，进而造成该铣齿机床占据较大的横向空间；另一方面，在同时加工两个螺旋锥齿轮时，需要使两个刀具箱与两个工件箱能够一一对应，这就需要调整两个X向滑台与两个Z向垂直滑台分别一一对应，而这种调整四个滑台分别一一对应的传动机构较为复杂，该调整操作较为繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螺旋锥齿轮加工机床，以解决现有的双工位机床设置两工件箱与两刀具箱同步调整的传动机构导致机床整体结构复杂、调整较为繁琐的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种螺旋锥齿轮加工机床，包括工件箱和刀具箱，两者配合使用以实现螺旋锥齿轮的机加工，所述工件箱中集成设有依次排布的M个并行延伸的用于安装工件的工件主轴，工件箱上固设有一个工件电机，所述工件电机通过工件同步传动机构驱动所述的M个工件主轴同步转动；所述刀具箱中集成设有依次排布的N个并行延伸的用于安装机加工刀具的刀具主轴，刀具箱上固设有一个刀具电机，所述刀具电机通过刀具同步传动机构驱动所述的N个刀具主轴同步转动；所述的M等于N，N为2或3；所述的M个刀具主轴的依次分布方向与所述的N个工件主轴的依次分布方向相同，所述的M个刀具主轴相邻的间距与所述的N个工件主轴相邻的间距相同，以在工件箱和刀具箱配合使用时所述的M个刀具主轴与所述的N个工件主轴一一对应布置，进而同时加工M个螺旋锥齿轮。
本发明的有益效果在于：该机床的工件箱中同时集成了M个并行延伸的工件主轴，而且M个工件主轴由工件电机带动的工件同步传动机构同步驱动，使得M个工件主轴能够同步进行运动，而且在刀具箱中同时集成了N个并行延伸的刀具主轴，N个刀具主轴由刀具电机带动的工具同步传动机构同步驱动，使得N个刀具能够同步进行运动；将M个工件主轴集成在一个工件箱中，将N个刀具主轴集成在一个刀具箱中，减少了机床上设置的工件箱与刀具箱的数量，使得该机床的整体结构更加的简单，在进行螺旋锥齿轮加工时，直接调整工件箱与刀具箱的位置，即可实现M个工件主轴与N个刀具主轴的位置对应；M个刀具主轴的依次排布方向与N个工件主轴的依次排布方向相同，N个刀具主轴的间距与M个工件主轴的间距相同，使得N个刀具主轴与M个工件主轴的一一对应布置，进而实现了对两个或三个螺旋锥齿轮的同时加工；也即本申请仅通过对一个刀具箱和一个工件箱的调整就能够同时实现对两个或三个螺旋锥齿轮分别对应的刀具主轴和工件主轴的同步调整，使得对机床的调整更加的简单方便。
进一步的，在同时加工M个螺旋锥齿轮时，所述的M个工件主轴的转动方向相同，所述的N个刀具主轴的转动方向相同。
有益效果：更加便于对M个工件进行装夹和加工调整，实现M个工件的同步加工，保证M个工件的加工精度。
进一步的，所述工件同步传动机构为蜗杆蜗轮传动机构或为同步带传动机构，所述蜗杆蜗轮传动机构包括与工件电机传动连接的蜗杆，以及位于蜗杆的转动轴线同侧的M个蜗轮，M个蜗轮对应与M个工件主轴传动连接以驱动M个工件主轴同步旋转，所述同步带传动机构包括与工件电机传动连接的主动带轮，以及与主动带轮分别通过同步带传动的M个从动带轮，M个从动带轮动对应与M个工件主轴传动连接以驱动M个工件主轴同步旋转。
有益效果：蜗杆蜗轮传动机构或同步带传动机构的整体结构紧凑，进而能够使得工件箱和机床具有更小的体积。
进一步的，所述的M等于2时，所述工件同步传动机构为齿轮传动机构，所述齿轮传动机构包括与工件电机传动连接的主动齿轮，以及与主动齿轮啮合传动的两个从动齿轮，两个从动齿轮对应与两个工件主轴传动连接以驱动两个工件主轴同步旋转。
有益效果，在加工两个工件时，工件同步传动机构采用齿轮传动机构，齿轮传动机构的传动精度高，整体结构紧凑，进而能够使得工件箱和机床具有更高的加工精度和更小的体积。
进一步的，所述刀具同步传动机构为同步带传动机构，所述同步带传动机构包括与刀具电机传动连接的主动带轮，以及与主动带轮分别通过同步带传动的N个从动带轮，N个从动带轮对应与N个刀具主轴传动连接以驱动N个刀具主轴同步旋转。
有益效果：同步带传动机构的整体结构紧凑，进而能够使得刀具箱和机床具有更小的体积。
进一步的，所述的M等于2时，所述刀具同步传动机构为齿轮传动机构，所述齿轮传动机构包括与刀具电机传动连接的主动齿轮，以及与主动齿轮啮合传动的两个从动齿轮，两个从动齿轮对应与两个刀具主轴传动连接以驱动两个刀具主轴同步旋转。
有益效果：齿轮传动机构具有更好的传动精度和更加紧凑的结构，能够使刀具箱和机床具有更高的加工精度和更小的体积。
进一步的，所述的M个工件主轴沿机床竖直方向依次布置。
有益效果：使得M个工件主轴在机床的竖直方向叠加设置，由于N个刀具主轴的分布方向与工件主轴的分布方向相同，使得N个刀具主轴同样在机床的竖直方向上叠加设置，这也就较少了机床在水平方向上的布置面积，节省了机床的占地面积。
进一步的，将机床竖直方向定义为Y向，定义与Y向垂直的平面为XZ平面，所述机床包括Y向立柱和转台，工具箱和刀具箱中的其中一个固设在Y向滑台上，另一个设置在所述转台上，Y向滑台沿Y向可升降调整的装配在所述Y向立柱上，Y向立柱设置在所述机床上，所述转台可在XZ平面内进行回转，以调整工件主轴与刀具主轴的轴线夹角。
有益效果：实现了对工件主轴与刀具主轴的轴线夹角的调整。
进一步的，机床还包括机座，所述机座上设有用于进行X向与Z向滑动调整的十字滑台，所述转台和所述Y向立柱中的其中一个设置在所述十字滑台上，另一个设置在所述机座上。
有益效果：实现了对刀具主轴与工件主轴在X向与Z向的相对位置的调整。
进一步的，各刀具主轴上分别设有一个机加工刀盘。
附图说明
图1为本发明的螺旋锥齿轮加工机床的实施例1的结构示意图；
图2为图1的另一视角示意图；
图3为本发明实施例1的工件箱中的蜗杆蜗轮传动机构的传动示意图；
图4为本发明实施例1的刀具箱中的齿轮传动机构的传动示意图；
图5为本发明实施例2的刀具箱中的同步带传动机构的传动示意图；
图6为本发明实施例2的工件箱中的蜗杆蜗轮传动机构的传动示意图。
图中：1、工件箱；2、第一工件主轴；3第一工件；4、机座；5、第一机加工刀盘；6、Y向立柱；7、第二机加工刀盘；8、第二工件；9第二工件主轴； 10、第一从动齿轮；11、Y向导轨；12、Y向滑台；13、刀具箱；14、刀具电机；15、转台；16、X向滑台；17、X向导轨；18、Z向滑台；19、Z向导轨；20、工件电机；21、蜗杆；22、第二蜗轮；23、第一蜗轮；24、第二从动齿轮；25、主动齿轮；26、第二刀具主轴；27、第一刀具主轴；28、主动带轮；29、同步带；30、第一从动带轮；31、第二从动带轮；32、第三从动带轮；33、蜗杆；34、第一蜗轮；35、第二蜗轮；36第三蜗轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
本发明所提供的螺旋锥齿轮加工机床的具体实施例1：
实施例1中螺旋锥齿轮加工机床能够同时加工两个螺旋锥齿轮，此时，M=N=2。
如图1-4所示，该螺旋锥齿轮加工机床包括工件箱1和刀具箱13，两者配合使用以实现螺旋锥齿轮的机加工，该机床可为铣齿机或磨齿机，具体可选配不同类型的机加工刀盘。
具体的，在工件箱1中设置有依次排布的两个并行延伸的用于安装工件的工件主轴，工件为螺旋锥齿轮，两个工件主轴的轴线相互平行，在工件箱1上固定设有一个工件电机20，工件电机20通过蜗杆蜗轮传动机构驱动两个工件主轴同步转动。
蜗杆蜗轮传动机构包括蜗杆21、第一蜗轮23以及第二蜗轮22，工件电机20与蜗杆21传动连接以驱动蜗杆21转动，第一蜗轮23与第二蜗轮22位于蜗杆21的转动轴线的同侧位置并与蜗杆21啮合传动，第一蜗轮23与第一工件主轴2同轴设置，第一工件主轴2上设置有第一工件3，第二蜗轮22与第二工件主轴9同轴设置，第二工件主轴9上设置有第二工件8，两个蜗轮能够驱动两个工件主轴同步旋转，而且两个工件主轴的转动方向相同。
刀具箱13中设置有依次排布的两个并行延伸的用于安装机加工刀具的刀具主轴，两个刀具主轴的轴线相互平行，在刀具箱13上固定的设有一个刀具电机14，刀具电机14通过齿轮转动机构驱动两个刀具主轴同步转动。
齿轮传动机构包括主动齿轮25、第一从动齿轮10以及第二从动齿轮24，刀具电机14与主动齿轮25传动连接以驱动主动齿轮25转动，第一从动齿轮10与第二从动齿轮24均与主动齿轮25啮合传动，第一从动齿轮10与设置有第一机加工刀盘5的第一刀具主轴27同轴设置，第二从动齿轮24与设置有第二机加工刀盘7的第二刀具主轴26同轴设置，两个从动齿轮能够驱动两个刀具主轴同步旋转，而且两个刀具主轴的转动方向相同，在各刀具主轴上分别设有一个机加工刀盘。
两个刀具主轴的依次分布方向与两个工件主轴的依次分布方向相同，两个刀具主轴的间距与两个工件主轴的间距相同，在工件箱1与刀具箱13配合使用时，两个刀具主轴与两个工件主轴一一对应布置，从而实现同时加工两个工件，此处工件即为螺旋锥齿轮。
定义图1中机床的竖直方向为Y向，定义图1中机床的横向为X向，定义图1中机床的纵向为Z向；两个工件主轴沿机床竖直方向（即Y向）依次布置，两个刀具主轴同样沿机床的竖直方向依次布置；该机床还包括机座4，在机座4上设有一个Y向立柱6，在Y向立柱6上设置有Y向导轨11，在Y向导轨11上沿Y向滑动装配有Y向滑台12，在Y向滑台12上固定的设有刀具箱13。
在机座4上还设有十字滑台，十字滑台能够进行X向与Y向的滑动，十字滑台包括设置在机座上的Z向导轨19以及在其上进行Z向滑动调整的Z向滑台18，在Z向滑台上设有X向导轨17，在X向导轨17上设有能够进行X向滑动调整的X向滑台16，在X向滑台16上设有能够在XZ平面内进行回转的转台15，在转台15上设置有工件箱，转台在XZ平面内进行回转运动，以调整工件主轴与刀具主轴之间的轴线夹角。
在同时加工两个工件时，将第一机加工刀盘5与第二机加工刀盘7分别安装在刀具箱13中的第一刀具主轴27与第二刀具主轴26上，将第一工件3与第二工件8分别安装在工件箱1中的第一工件主轴2与第二工件主轴9上，沿Y向调整Y向滑台的位置，沿Z向调整Z向滑台的位置，沿X向调整X向滑台的位置，以使刀具箱中的两个刀具主轴与工件箱中的两个工件主轴的位置一一对应，然后调整转台在XZ平面内回转，以实现对刀具主轴与工件主轴的轴线夹角的调整；也即直接调整工件箱与刀具箱的位置，即可实现两个刀具主轴与两个工件主轴的位置相互对应，然后开启机床即可实现对两个工件的同时加工。
螺旋锥齿轮加工机床的实施例2：
实施例2中螺旋锥齿轮加工机床能够同时加工三个螺旋锥齿轮，此时，M=N=3。实施例2中的螺旋锥齿轮加工机床中仅工件箱和刀具箱的结构与实施例1中的不同，机床的其他结构均相同。
如图5-6所示，刀具箱中设置有依次排布的三个并行延伸的用于安装机加工刀具的刀具主轴，三个刀具主轴的轴线相互平行，刀具箱13上固定的设有一个刀具电机14，刀具电机通过同步带传动机构驱动三个刀具主轴同步转动。
同步带传动机构包括与刀具电机14传动连接的主动带轮28，以及与主动轮28分别通过同步带29传动的第一从动带轮30、第二从动带轮31、第三从动带轮32，三个从动带轮能够驱动三个刀具主轴同步旋转，而且三个刀具主轴的转动方向相同，在各刀具主轴上分别设有一个机加工刀盘。
在工件箱中设置有依次排布的三个并行延伸的用于安装工件的工件主轴，三个工件主轴的轴线相互平行，在工件箱上固定设有一个工件电机，工件电机通过蜗杆蜗轮传动机构驱动三个工件主轴同步转动。
蜗杆蜗轮传动机构包括与工件电机传动连接的蜗杆33、第一蜗轮34、第二蜗轮35以及第三蜗轮36，第一蜗轮34、第二蜗轮35以及第三蜗轮36位于蜗杆33的转动轴线的同侧位置并与蜗杆33啮合传动，三个蜗轮能够驱动三个工件主轴同步旋转，而且三个工件主轴的转动方向相同。
三个刀具主轴的依次分布方向与三个工件主轴的依次分布方向相同，三个刀具主轴两两之间的间距与三个工件主轴两两之间的间距相同，在工件箱与刀具箱配合使用时，三个刀具主轴与三个工件主轴一一对应布置，从而实现同时加工三个工件。
在其他实施例中，也可将工件箱设置在Y向滑台上，刀具箱设置在转台上。
在其他实施例中，当M=2时，此时加工两个工件，工件同步传动机构可以为同步带传功机构或者为齿轮传动机构，刀具同步传动机构也可以为同步带传动机构，当M=3时，此时加工三个工件，工件同步传动机构也可以为同步带传动机构。
Claims (10)
1.一种螺旋锥齿轮加工机床，包括工件箱和刀具箱，两者配合使用以实现螺旋锥齿轮的机加工，其特征在于：
所述工件箱中集成设有依次排布的M个并行延伸的用于安装工件的工件主轴，工件箱上固设有一个工件电机，所述工件电机通过工件同步传动机构驱动所述的M个工件主轴同步转动；
所述刀具箱中集成设有依次排布的N个并行延伸的用于安装机加工刀具的刀具主轴，刀具箱上固设有一个刀具电机，所述刀具电机通过刀具同步传动机构驱动所述的N个刀具主轴同步转动；
所述的M等于N，N为2或3；
所述的M个刀具主轴的依次分布方向与所述的N个工件主轴的依次分布方向相同，所述的M个刀具主轴相邻的间距与所述的N个工件主轴相邻的间距相同，以在工件箱和刀具箱配合使用时所述的M个刀具主轴与所述的N个工件主轴一一对应布置，进而同时加工M个螺旋锥齿轮。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋锥齿轮加工机床，其特征在于：在同时加工M个螺旋锥齿轮时，所述的M个工件主轴的转动方向相同，所述的N个刀具主轴的转动方向相同。
3.根据权利要求2所述的一种螺旋锥齿轮加工机床，其特征在于：所述工件同步传动机构为蜗杆蜗轮传动机构或为同步带传动机构，所述蜗杆蜗轮传动机构包括与工件电机传动连接的蜗杆，以及位于蜗杆的转动轴线同侧的M个蜗轮，M个蜗轮对应与M个工件主轴传动连接以驱动M个工件主轴同步旋转，所述同步带传动机构包括与工件电机传动连接的主动带轮，以及与主动带轮分别通过同步带传动的M个从动带轮，M个从动带轮动对应与M个工件主轴传动连接以驱动M个工件主轴同步旋转。
4.根据权利要求2所述的一种螺旋锥齿轮加工机床，其特征在于：所述的M等于2时，所述工件同步传动机构为齿轮传动机构，所述齿轮传动机构包括与工件电机传动连接的主动齿轮，以及与主动齿轮啮合传动的两个从动齿轮，两个从动齿轮对应与两个工件主轴传动连接以驱动两个工件主轴同步旋转。
5.根据权利要求2所述的一种螺旋锥齿轮加工机床，其特征在于：所述刀具同步传动机构为同步带传动机构，所述同步带传动机构包括与刀具电机传动连接的主动带轮，以及与主动带轮分别通过同步带传动的N个从动带轮，N个从动带轮对应与N个刀具主轴传动连接以驱动N个刀具主轴同步旋转。
6.根据权利要求2所述的一种螺旋锥齿轮加工机床，其特征在于：所述的M等于2时，所述刀具同步传动机构为齿轮传动机构，所述齿轮传动机构包括与刀具电机传动连接的主动齿轮，以及与主动齿轮啮合传动的两个从动齿轮，两个从动齿轮对应与两个刀具主轴传动连接以驱动两个刀具主轴同步旋转。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种螺旋锥齿轮加工机床，其特征在于：所述的M个工件主轴沿机床竖直方向依次布置。
8.根据权利要求7所述的一种螺旋锥齿轮加工机床，其特征在于：将机床竖直方向定义为Y向，定义与Y向垂直的平面为XZ平面，所述机床包括Y向立柱和转台，工具箱和刀具箱中的其中一个固设在Y向滑台上，另一个设置在所述转台上，Y向滑台沿Y向可升降调整的装配在所述Y向立柱上，所述转台可在XZ平面内进行回转，以调整工件主轴与刀具主轴的轴线夹角。
9.根据权利要求8所述的一种螺旋锥齿轮加工机床，其特征在于：所述机床还包括机座，所述机座上设有用于进行X向与Z向滑动调整的十字滑台，所述转台和所述Y向立柱中的其中一个设置在所述十字滑台上，另一个设置在所述机座上。
10.根据权利要求1-6任意一项所述的一种螺旋锥齿轮加工机床，其特征在于：各刀具主轴上分别设有一个机加工刀盘。
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