CN111730144A - 一种内齿轮旋铣机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种内齿轮旋铣机，包括主机，主机卧式立面布局，主机包括床身、X轴机构、Z轴机构、滑板、旋铣头和工作台，所述X轴机构、工作台分别安装在床身上，床身上安装有水平导轨副，水平导轨副上安装有立柱，Z轴机构安装在立柱上，立柱上安装有立柱导轨副，滑板安装在立柱导轨副上，旋铣头安装在滑板上，且滑板上装设有能够带动旋铣头作回转运动的A轴机构；本发明具有6个数控轴，实现5轴联动，传动链超短，特别是刀具主轴和工作台工件主轴采用直驱结构，传动精度超高。结构紧凑，整体刚性强，旋铣切削过程时间短，效率高，精度高实现连续切削；支持硬式旋铣加工，还可以集车、削、打孔、切齿等工艺进行复合加工。

Description

一种内齿轮旋铣机

技术领域

本发明涉及旋铣机设备领域，更具体的说是涉及一种数控高效超精密的内齿轮旋铣机。

背景技术

由于内齿轮加工是连续复合式加工，旋铣头上的刀具不仅作旋转运动，还要作切向运动，两运动合成同时进行才能完成内齿轮精密加工。因为旋铣切削内齿轮过程中，不仅时间短，而且是连续切削，机床刚性不好，任何部位出现微震，刀具不仅会崩齿，而且严重影响齿轮加工精度。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种内齿轮旋铣机，具有6个数控轴，实现5轴联动，传动链超短，特别是刀具主轴和工作台工件主轴采用直驱结构，传动精度超高。其旋铣切削过程时间短，效率高，精度高，实现连续切削。

本发明的技术解决措施如下：

一种内齿轮旋铣机，包括主机，主机卧式立面布局，所述主机包括床身、X轴机构、Z轴机构、滑板、旋铣头和工作台，所述X轴机构、工作台分别安装在床身上，床身上安装有水平导轨副，水平导轨副上安装有立柱，Z轴机构安装在立柱上，立柱上安装有立柱导轨副，滑板安装在立柱导轨副上，Z轴机构带动滑板和旋铣头实现垂直进给运动，旋铣头安装在滑板上，且滑板上装设有能够带动旋铣头作回转运动的A轴机构。

所述旋铣头包括转盘组件、B轴机构、工件夹紧机构和Y轴机构，所述转盘组件包括转盘、主轴体、上导板和下导板，所述上导板和下导板分别固定在转盘上，且上导板和下导板之间形成V形母导轨，所述上导板和下导板的V形侧面上分别装设有一排定位活塞，定位活塞通油后，上导板和下导板能够压紧主轴体；所述B轴机构的刀具主轴配合安装在主轴体，B轴机构驱动刀具主轴做回转运动；工件夹紧机构安装于刀具主轴中间内腔；所述Y轴机构装于转盘组件上，Y轴机构驱动旋铣头上的刀具作切向运动。

作为优选，所述工作台包括工作台体、和驱动工件分度轴精密回转的C轴机构和工件夹持组件，C轴机构装设于工作台体内，且C轴机构的工件主轴紧固在外罩上；外罩上紧固有法兰盘，法兰盘上紧固有接盘，接盘上紧固有中法兰，中法兰上紧固有锥度外套，大直径弹簧夹头安装在锥度外套中，工件夹持组件装于工作台体与C轴机构之间，能够实现工件被夹紧或放松。

作为优选，所述X轴机构包括X轴伺服电机、X轴联轴器、X轴蜗杆、X轴蜗轮、X轴蜗轮轴和X轴滚珠丝杆副，X轴伺服电机通过X轴联轴器驱动X轴蜗杆旋转，带动X轴蜗轮旋转，使X轴蜗轮轴再带动X轴滚珠丝杆付运动，带动立柱在水平导轨副上往复运动。

作为优选，所述Z轴机构包括Z轴伺服电机、Z轴减速器和Z轴滚珠丝杆副，Z轴伺服电机安装在Z轴减速器上，Z轴伺服电机驱动通过Z轴减速器带动Z轴滚珠丝杆副运动，带动滑板和旋铣头实现垂直进给运动。

作为优选，所述A轴机构包括A轴伺服电机、A轴减速器和A轴蜗轮副，A轴伺服电机安装在A轴减速器上，A轴伺服电机驱动通过A轴减速器带动A轴蜗轮副运动，带动旋铣头作回转运动。

作为优选，所述工件夹紧机构包括拉杆、前套、碟形弹簧、后套和刀杆接头，所述刀具主轴的后部内侧设有盲孔，盲孔内装设有后套和前套，碟形弹簧安装在后套和前套之间，拉杆穿过后套、碟形弹簧和前套，拉杆的前部穿过刀具主轴且前端连接有刀杆接头，所述主轴体后部装设有能够推动拉杆移动的液压拉紧机构。

作为优选，所述液压拉紧机构包括油缸体，液压拉紧活塞和油缸盖，所述油缸体通过第二法兰安装在主轴体后端，所述油缸体内装设有液压拉紧活塞，且油缸盖紧固在油缸体后端，油缸盖与液压拉紧活塞之间形成液压腔。

作为优选，所述B轴机构包括刀具主轴、刀具高速主轴电机、刀具绝对编码器和安装于刀具主轴中间内腔的工件夹紧机构，所述刀具主轴通过轴承配合安装在主轴体内，所述刀具主轴的后部安装有内置式刀具高速主轴电机，刀具主轴的末端安装刀具绝对编码器。

作为优选，所述Y轴机构包括Y轴伺服电机、Y轴蜗杆、Y轴蜗轮、Y轴蜗轮轴、Y轴丝杆螺母和螺母支架，所述Y轴伺服电机的输出轴与Y轴蜗杆相连，且Y轴蜗杆安装在转盘上，所述Y轴蜗杆与Y轴蜗轮相啮合，所述Y轴蜗轮安装在Y轴蜗轮轴上，所述Y轴蜗轮轴安装在转盘上，Y轴蜗轮轴上配合安装有Y轴丝杆螺母，Y轴丝杆螺母安装在螺母支架上，螺母支架安装在主轴体上。

作为优选，所述C轴机构包括工件高速主轴电机和工件主轴，所述工作台体内部装设有工件高速主轴电机，工件高速主轴电机的转子紧套在工件主轴上，工件高速主轴电机的定子安装在工作台体内腔中，所述定子紧固在连接盘上，连接盘紧固在工作台体上；所述连接盘上安装下法兰，下法兰中安装径向轴承支撑工件主轴下端；所述下法兰外端安装有工件绝对编码器。

作为优选，所述工件夹持组件包括工件夹持活塞、托盘、圆法兰盘、锥度套、锥度环和长轴、连接轴、接套、油缸接盘和高速回转油缸；所述中法兰、锥度外套与弹簧夹头之间装设有锥度环；所述外罩内固定有工件夹持活塞；所述接盘内部连接有圆法兰盘；所述长轴从工件夹持活塞和工件主轴内穿过，长轴的上端连接有连接轴，长轴的下部穿过工作台体；所述连接轴与托盘紧固连接，通过工件夹持活塞拉动，托盘、圆法兰盘、锥度环能够涨紧或放松弹簧夹头，实现工件被夹紧或放松；所述圆法兰盘上连接有锥度套，锥度套位于弹簧夹头内部；所述连接轴上端连接有弹簧夹头；所述长轴的下部连接有接套，接套下部连接有油缸接盘，油缸接盘内连接有高速回转油缸。

本发明的有益效果在于：

本发明的主机卧式立面布局，结构紧凑，整体刚性强。主机包括床身、X轴机构、Z轴机构、滑板、旋铣头和工作台，X轴机构、工作台分别安装在床身上，床身上安装有水平导轨副，水平导轨副上安装有立柱，Z轴机构安装在立柱上，立柱上安装有立柱导轨副，滑板安装在立柱导轨副上，Z轴机构带动滑板和旋铣头实现垂直进给运动，旋铣头安装在滑板上，且滑板上装设有能够带动旋铣头作回转运动的A轴机构。本发明具有6个数控轴，实现5轴联动，传动链超短，特别是刀具主轴和工作台工件主轴采用直驱结构，传动精度超高。其旋铣切削过程时间短，效率高，精度高，实现连续切削水平导轨副和立柱导轨副的公导轨均采用大尺寸矩形镶钢导轨，母导轨均采用注塑导轨，该形式导轨，不仅导轨付间摩擦系数大大低于0.015，更主要的是它可获得极高刚性，完全满足机床高速重载荷旋刮切削内齿轮需要。

本发明可实现的加工方式：本发明采用车齿刀的新型加工方式，即采用刀具轴和工作台内置电机直驱方式，有效缩短了内齿轮加工时间，与插齿机相比，旋铣加工，特别是加工斜齿轮时可实现换型简易化。本发明能够高速加工精密直齿，斜齿内齿轮。本发明能够硬式旋铣加工，可支持淬火后齿轮高精度加工。本发明利用对话型操作画面可实现优异的人机界面功能。本发明能够利用特有技术在旋铣基础上增加车削和开孔功能的齿轮复合加工机。本机床加工内齿轮的精度为5～6级(GB/T10095-88)。齿面粗糙度为Ra0.8以下。加工速度与传统插齿加工相比可缩短到1/5。为了适应市场进一步需求，本机床具有适应对多品种生产的灵活性，更高效化运转，削减成本，节省空间等。本机控制系统采用德国西门子828数控系统，可靠性高。

本发明能够实现高效率高精度加工，实现最小级别的安装空间，通过复合加工，从而使设备安装空间减小60％(占地面积24㎡～9.7㎡)。旋铣机适用于φ300mm直径齿轮加工，实现了世界上最小级别的安装空间。本发明加工能力：最大工件直径φ300mm；最大加工工件模数4mm；刀具主轴倾斜度±30deg；加工齿数3000齿；工件主轴最高转速1500rpm；加工范围：刀具与工件中心距0～280mm；刀具主轴回转中心与工件主轴端面距离75～355mm；

刀具芯轴装置部的锥度HSK-A100；工件主轴：工件主轴上面直径φ350mm；工件主轴孔径φ75mm；切削速度及进给：刀具旋转速度200～2500rpm；X轴快进速度10000mm/min；X轴进给量280mm；Z轴快进速度6000mm/min；Z轴进给量280mm；Y轴快进速度1000mm/min；Y轴进给量0～110mm；A轴快进速度600deg/min。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明整机的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的右视图；

图4为本发明的主机的结构示意图；

图5为本发明的旋铣头的结构示意图；

图6为图5中A-A的剖视图；

图7为图5中B-B的剖视图；

图8为图5中C-C的剖视图；

图9为本发明的工作台的结构示意图；

图10为图9中的D-D的剖视图。

具体实施方式

实施例，见附图1～10，一种内齿轮旋铣机，包括主机a，冷却箱及油冷装置b，储屑箱及自动排屑器c，电框d，防护罩e，操作盘f，稳压电流g等部分组成。主机采用数字控制，系统为德国西门子828数控系统，控制电力AC100V，60HZ，DC24V，总电力65KVA。

本发明主机卧式立面布局，结构紧凑，整体刚性强。所述主机包括床身1、X轴机构Ⅰ、Z轴机构Ⅱ、滑板2、旋铣头Ⅲ和工作台Ⅳ，所述X轴机构、工作台分别安装在床身上，床身上安装有水平导轨副3，水平导轨副上安装有立柱4，Z轴机构安装在立柱上，立柱上安装有立柱导轨副5，滑板安装在立柱导轨副上，Z轴机构带动滑板和旋铣头实现垂直进给运动，旋铣头安装在滑板上，且滑板上装设有能够带动旋铣头作回转运动的A轴机构。

所述A轴机构包括A轴伺服电机、A轴减速器和A轴蜗轮副，A轴伺服电机安装在A轴减速器上，A轴伺服电机驱动通过A轴减速器带动A轴蜗轮副运动，带动旋铣头作回转运动。

所述X轴机构包括X轴伺服电机、X轴联轴器、X轴蜗杆、X轴蜗轮、X轴蜗轮轴和X轴滚珠丝杆副，X轴伺服电机通过X轴联轴器驱动X轴蜗杆旋转，带动X轴蜗轮旋转，使X轴蜗轮轴再带动X轴滚珠丝杆付运动，带动立柱在水平导轨副上往复运动。

所述Z轴机构包括Z轴伺服电机、Z轴减速器和Z轴滚珠丝杆副，Z轴伺服电机安装在Z轴减速器上，Z轴伺服电机驱动通过Z轴减速器带动Z轴滚珠丝杆副运动，带动滑板和旋铣头实现垂直进给运动。

所述水平导轨副和立柱导轨副的公导轨均采用大尺寸矩形镶钢导轨，母导轨均采用注塑导轨，该形式导轨，不仅导轨付间摩擦系数大大低于0.015，更主要的是它可获得极高刚性，完全满足机床高速重载荷旋刮切削内齿轮需要。

所述旋铣头包括转盘组件、B轴机构、工件夹紧机构和Y轴机构，所述转盘组件包括转盘6、主轴体7、上导板8和下导板9，所述上导板8和下导板9分别采用18个M12×35内六角螺钉固定在转盘6上，且上导板8和下导板9之间形成V形母导轨，所述上导板8和下导板9的V形侧面上分别装设有一排定位活塞10，一排定位活塞10有9个，活塞10通油后，上导板8和下导板9两面能够压紧主轴体7，从而保证整个主轴组件与转盘无间隙柔性连接。由于内齿轮加工是连续复合式加工，旋铣头上的刀具不仅作旋转运动，还要作切向运动，两运动合成同时进行才能完成内齿轮精密加工。所述B轴机构的刀具主轴配合安装在主轴体上，B轴机构驱动刀具主轴做回转运动；工件夹紧机构安装于刀具主轴中间内腔；所述Y轴机构装于转盘组件上，Y轴机构驱动旋铣头上的刀具作切向运动。

所述转盘6上通过6个M6×10内六角螺钉固定有防护旋铣头回转中心轴的中间盖板11。整个旋铣头采用5个M10×60内六角螺钉固定在滑板回转轴上，5个M10×60内六角螺钉为了美观且防切屑沾染，用5个小圆盖板12防护，且小圆盖板12通过三个内六角螺钉固定。

所述B轴机构包括刀具主轴13、刀具高速主轴电机14、刀具绝对编码器15和安装于刀具主轴中间内腔的工件夹紧机构，所述刀具主轴13通过轴承配合安装在主轴体7内，所述刀具主轴13的后部安装有内置式1FE10082-6W刀具高速主轴电机14，刀具主轴的末端安装

刀具绝对编码器15。用于刀具主轴13的回转精度检测。

所述工件夹紧机构包括拉杆16、前套17、碟形弹簧18、后套19和刀杆接头20，所述刀具主轴的后部内侧设有盲孔，盲孔内装设有后套19和前套17，碟形弹簧18安装在后套19和前套17之间，拉杆16穿过后套19、50片34×10.3×1.5碟形弹簧18和前套17，拉杆16的前部穿过刀具主轴13且前端连接有刀杆接头20，所述主轴体7后部装设有能够推动拉杆移动的液压拉紧机构。

所述刀具主轴13前端配合安装有四个105×100×26SKF高精度第一径向推力球轴承21，且四个第一径向推力球轴承分二组，其中一组为三个第一径向推力球轴承，另一组为一个第一径向推力球轴承，且三个第一径向推力球轴承与一个第一径向推力球轴承中间采用内隔圈22和外隔圈23安装在主轴体7上；所述刀具主轴13上且位于三个第一径向推力球轴承的右端安装有M125×2第一螺母24；所述三个第一径向推力球轴承的外圈采用第一压盖25固定，且第一压盖25采用6个M5×40内六角螺钉固定在主轴体7上；所述主轴体7后端安装有第二压盖26，且第二压盖26与刀具主轴13之间安装有55×90×18SKF第二径向推力球轴承27进行辅助支撑，且第二压盖26与刀具高速主轴电机14之间通过内六角螺钉连接固定。所述第二压盖26的后部通过内六角螺钉安装有小压盖27，且小压盖27与第二径向推力球轴承27之间设有调整垫片28进行固定。

所述刀具主轴13上且位于三个第一径向推力球轴承的右部安装有75×95×10回转密封圈a，刀具主轴13上且位于一个第一径向推力球轴承的左部安装有100×125×12回转密封圈b，防止第一径向推力球轴承用高速润滑脂渗漏。

所述拉杆16的前部且位于刀杆接头20与主轴之间安装有HSK100拉爪29，所述刀具主轴13右端通过第一法兰30安装有第三压盖31，第一法兰30与刀具主轴13之间通过内六角螺钉连接固定，第一法兰30与第三压盖31之间通过内六角螺钉连接固定，且拉爪29能够从第一法兰30和第三压盖31中穿过。

所述液压拉紧机构包括油缸体32，液压拉紧活塞33和油缸盖34，所述油缸体32通过第二法兰35安装在主轴体7后端，主轴体7后面通过5个M6×10内六角螺钉固定在第二法兰35上的油缸体32上，所述油缸体32内装设有液压拉紧活塞33，且油缸盖通过8个M8×10内六角螺钉紧固在油缸体32后端，油缸盖34与液压拉紧活塞33之间形成液压腔，液压拉紧活塞33能够从油缸体32中的通孔穿过，且油缸体32内设有密封槽，密封槽装设有防止液压油泄露的密封圈。液压拉紧机构稳妥完成机械夹紧、液压松开刀杆接头的动作。

所述Y轴机构包括1FT7062、1.7KN、3000rpm Y轴伺服电机36、Y轴蜗杆37、Y轴蜗轮38、Y轴蜗轮轴39、Y轴丝杆螺母40和螺母支架41，所述Y轴伺服电机的输出轴与Y轴蜗杆相连，且Y轴蜗杆安装在转盘上，所述Y轴蜗杆与Y轴蜗轮相啮合，所述Y轴蜗轮安装在Y轴蜗轮轴上，所述Y轴蜗轮轴安装在转盘上，Y轴蜗轮轴上配合安装有Y轴丝杆螺母，Y轴丝杆螺母安装在螺母支架上，螺母支架安装在主轴体上。

所述Y轴伺服电机的输出轴上的8×50平键与Y轴蜗杆37相连；所述Y轴蜗杆37上端的轴承套42内安装有两个40×62×12 3308C的第三径向推力球轴承43，轴承套42采用6个M8×20内六角螺钉固定在转盘6上；所述Y轴蜗杆37与轴承套42用R-M40×1.5第二螺母44锁紧，且Y轴蜗杆37外位于轴承套42与第二螺母44之间安装有垫套来调整安装尺寸；所述Y轴蜗杆37上端采用第一径向轴承支撑，并通过R-M20×1第三螺母锁紧20×52×15第一径向轴承，通过轴承盖防护。

所述Y轴蜗轮9采用8×28平键8与Y轴蜗轮轴39相连，所述Y轴蜗轮轴39左端采用第三法兰45用4个M8×25内六角螺钉与转盘6紧固，第三法兰45外端用4个M4×8内六角螺钉紧固有第一盖板进行防护；所述第三法兰45中装有两个30×55×15第四径向推力球轴承支撑Y轴蜗轮轴，并用F-M30×1.5第四螺母紧固，两个30×55×15第四径向推力球轴承与蜗轮之间安装有定位套筒；所述Y轴蜗轮轴39右端采用第四法兰46并用4个M6×20内六角螺钉紧固在转盘6上，第四法兰46内装20×47×14第二径向轴承支撑Y轴蜗轮轴右端。

所述Y轴蜗轮轴为一根滚珠丝杆，滚珠丝杆转动带动Y轴丝杆螺母运动，所述螺母支架41上安装有调整垫片，螺母支架及调整垫片采用4个M10×40内六角螺钉紧固在主轴体7上，并用2-46×40销定位。

所述工作台包括工作台体、和驱动工件分度轴精密回转的C轴机构和工件夹持组件，工作台体47周向上装设有8个M16×20内六角螺钉，以便将工作台体47安装到旋铣机的主机台面上。C轴机构装设于工作台体内，且C轴机构的工件主轴紧固在外罩上。

所述C轴机构包括1FE1082-6W内置式工件高速主轴电机48和工件主轴49，所述工作台体内部装设有工件高速主轴电机，工件高速主轴电机的转子紧套在工件主轴上，工件高速主轴电机的定子安装在工作台体内腔中，所述定子紧固在连接盘50上，连接盘紧固在工作台体47上；所述连接盘上安装下法兰51，下法兰51中安装65×100×16径向轴承52支撑工件主轴下端；所述下法兰外端安装有φ50工件绝对编码器53。绝对编码器53供工件主轴49分度精度检测用；所述主轴49紧固在外罩62上。

所述外罩上紧固有法兰盘54，法兰盘上紧固有接盘55，接盘上紧固有中法兰56，中法兰上紧固有锥度外套57，大直径弹簧夹头58安装在锥度外套中，所述中法兰、锥度外套与弹簧夹头之间装设有锥度环59；工件夹持组件装于工作台体与C轴机构之间，能够实现工件被夹紧或放松。

所述定子采用8个M6×16内六角螺钉紧固在连接盘50上，连接盘50采用6个M8×45内六角螺钉紧固在工作台体47上，且连接盘50通过8个M6×16内六角螺钉与工件高速主轴电机48的定子紧固连接。

所述工件主轴49上端安装有3个110×150×20径向推力球轴承60进行支撑；所述径向推力球轴承60的外圈采用上法兰61压紧，并用4个M8×25内六角螺钉紧固在工作台体47上，上法兰61与外罩62之间装设有垫圈30。

所述外罩62上通过6个M16×40内六角螺钉紧固有法兰盘54，法兰盘54上通过6个M10×60内六角螺钉紧固有接盘55，接盘55上通过6个M12×30内六角螺钉紧固有中法兰56，中法兰56上通过6个M8×20内六角螺钉g11紧固有锥度外套57。

所述工件夹持组件包括工件夹持活塞63、托盘64、圆法兰盘65、锥度套66、锥度环59和长轴67、连接轴68、接套69、油缸接盘70和高速回转油缸71；所述外罩内固定有工件夹持活塞；所述接盘内部连接有圆法兰盘；所述长轴从工件夹持活塞和工件主轴内穿过，长轴外且位于活塞与托盘之间装设有垫圈，长轴的上端连接有连接轴，长轴的下部穿过工作台体；所述连接轴与托盘紧固连接，通过工件夹持活塞拉动，托盘、圆法兰盘、锥度环能够涨紧或放松弹簧夹头，实现工件被夹紧或放松；所述圆法兰盘上连接有锥度套，锥度套位于弹簧夹头内部；所述连接轴上端连接有弹簧夹头；所述长轴的下部连接有接套，接套下部连接有油缸接盘，油缸接盘内连接有高速回转油缸。

所述工件主轴49上通过6个M10×55内六角螺钉紧固在外罩62上，外罩62跟随工件主轴49一道转动；所述外罩内通过内六角螺钉固定有活塞，且活塞的下半部套在工件主轴49内。

所述连接轴与托盘通过内六角螺钉j紧固连接，且托盘位于活塞上方，接盘内部。

所述圆法兰盘上通过12个M6×25内六角螺钉连接有锥度套。

所述长轴的下部通过内六角螺钉连接接套，接套下部通过内六角螺钉连接有油缸接盘，油缸接盘内通过内六角螺钉连接有RK-7N高速回转油缸。

所述径向轴承与连接盘之间通过装设有垫圈；所述径向轴承采用孔用弹性挡圈阻挡，并通过80×100×10回转密封圈防护；所述径向推力球轴承采用孔用弹性挡圈阻挡，并通过120×150×12回转密封圈防护。

所述锥度套内开有φ4通气道，圆法兰盘内开有φ1.2通气道，将弹簧夹头内残存的铁屑和油污清除；工件切齿完取下，未切工件安装前，就有多股气体冲击，将弹簧夹头内残存的铁屑和油污清除。

所述接盘周向上均布有6组径向上开设的油塞孔，且油塞孔与圆法兰盘上的通气道相通，每组油塞孔内装设有一组M5×10油塞72；所述中法兰的圆周开设有空槽，内齿轮工件切削过程中，大量的铁屑和冷却油通过中法兰圆周开有八等分空槽，顺利排到工作台外，进入排屑箱中。

本发明工作原理：本发明X轴机构、Z轴机构、A轴机构和旋铣头部分组成5轴联动，X轴机构实现立柱在水平导轨上往复运动，带动滑板、旋铣头作径向进给；Z轴机构带动滑板及旋铣头实现垂直进给；A轴机构带动旋铣头作回转运动；旋铣头部分的转盘组件包括转盘、主轴体、上导板和下导板，上导板和下导板分别固定在转盘上，且上导板和下导板之间形成V形母导轨，上导板和下导板的V形侧面上分别装设有一排定位活塞，上导板和下导板两面能够压紧主轴体，从而保证整个主轴组件与转盘无间隙柔性连接。由于内齿轮加工是连续复合式加工，旋铣头上的刀具不仅作旋转运动，还要作切向运动，两运动合成同时进行才能完成内齿轮精密加工。B轴机构的刀具主轴配合安装在主轴体上，B轴机构驱动刀具主轴做回转运动；工件夹紧机构安装于刀具主轴中间内腔；Y轴机构装于转盘组件上，Y轴机构驱动旋铣头上的刀具作切向运动；Y轴伺服电机驱动Y轴蜗杆转动，Y轴蜗杆转动带动Y轴蜗轮旋转，从而使Y轴蜗轮轴带动转盘转动；转盘转动带动上导板和下导板同时运动，同时Y轴蜗轮轴上的Y轴丝杆螺母运动，通过螺母支架使主轴体运动，且上导板和下导板两面能够压紧主轴体，使整个主轴组件与转盘组件无间隙柔性连接，旋铣头上的刀具不仅作旋转运动，还要作切向运动，两运动合成同时进行才能完成内齿轮精密加工，精密实现刀具上两个齿连续切削一次完成工件加工成形。

本发明工作台包括工作台体、和驱动工件分度轴精密回转的C轴机构和工件夹持组件，工作台体周向上装设有内六角螺钉，以便将工作台体安装到旋铣机的主机台面上。C轴机构装设于工作台体内，且C轴机构的工件主轴紧固在外罩上。工作时：高速主轴电机驱动转子运动，转子带动工件主轴旋转，从而使外罩旋转和活塞旋转，通过活塞拉动，托盘、圆法兰盘、锥度环能够涨紧或放松弹簧夹头，实现工件被夹紧或放松；为了稳妥实现弹簧夹头夹紧或放松工件，长轴下端螺纹通过接套，接套下连接油缸接盘，并与安装在油缸接盘上的高速回转油缸牢固相连。高速回转油缸一动作，通过长轴拉动工作台顶部的锥度套运动，弹簧夹头才能夹紧或放松，从而实现工件被夹紧或放松。

本发明刀具主轴B轴和工作台工件主轴C轴，采用直驱结构，传动链超短，传动精度超高；有效缩短了内齿轮加工时间，与插齿机相比，旋铣加工，特别是加工斜齿轮时可实现换型简易化。

上述实施例是对本发明进行的具体描述，只是对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术人员根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内齿轮旋铣机，包括主机，主机卧式立面布局，其特征在于：所述主机包括床身、X轴机构、Z轴机构、滑板、旋铣头和工作台，所述X轴机构、工作台分别安装在床身上，床身上安装有水平导轨副，水平导轨副上安装有立柱，Z轴机构安装在立柱上，立柱上安装有立柱导轨副，滑板安装在立柱导轨副上，Z轴机构带动滑板和旋铣头实现垂直进给运动，旋铣头安装在滑板上，且滑板上装设有能够带动旋铣头作回转运动的A轴机构；

所述旋铣头包括转盘组件、B轴机构、工件夹紧机构和Y轴机构，所述转盘组件包括转盘、主轴体、上导板和下导板，所述上导板和下导板分别固定在转盘上，且上导板和下导板之间形成V形母导轨，所述上导板和下导板的V形侧面上分别装设有一排定位活塞，定位活塞通油后，上导板和下导板能够压紧主轴体；所述B轴机构的刀具主轴配合安装在主轴体，B轴机构驱动刀具主轴做回转运动；工件夹紧机构安装于刀具主轴中间内腔；所述Y轴机构装于转盘组件上，Y轴机构驱动旋铣头上的刀具作切向运动；

所述工作台包括工作台体、和驱动工件分度轴精密回转的C轴机构和工件夹持组件，C轴机构装设于工作台体内，且C轴机构的工件主轴紧固在外罩上；外罩上紧固有法兰盘，法兰盘上紧固有接盘，接盘上紧固有中法兰，中法兰上紧固有锥度外套，大直径弹簧夹头安装在锥度外套中，工件夹持组件装于工作台体与C轴机构之间，能够实现工件被夹紧或放松。

2.根据权利要求1所述的一种内齿轮旋铣机，其特征在于：所述X轴机构包括X轴伺服电机、X轴联轴器、X轴蜗杆、X轴蜗轮、X轴蜗轮轴和X轴滚珠丝杆副，X轴伺服电机通过X轴联轴器驱动X轴蜗杆旋转，带动X轴蜗轮旋转，使X轴蜗轮轴再带动X轴滚珠丝杆付运动，带动立柱在水平导轨副上往复运动。

3.根据权利要求1所述的一种内齿轮旋铣机，其特征在于：所述Z轴机构包括Z轴伺服电机、Z轴减速器和Z轴滚珠丝杆副，Z轴伺服电机安装在Z轴减速器上，Z轴伺服电机驱动通过Z轴减速器带动Z轴滚珠丝杆副运动，带动滑板和旋铣头实现垂直进给运动。

4.根据权利要求1所述的一种内齿轮旋铣机，其特征在于：所述A轴机构包括A轴伺服电机、A轴减速器和A轴蜗轮副，A轴伺服电机安装在A轴减速器上，A轴伺服电机驱动通过A轴减速器带动A轴蜗轮副运动，带动旋铣头作回转运动。

5.根据权利要求1所述的一种内齿轮旋铣机，其特征在于：。所述工件夹紧机构包括拉杆、前套、碟形弹簧、后套和刀杆接头，所述刀具主轴的后部内侧设有盲孔，盲孔内装设有后套和前套，碟形弹簧安装在后套和前套之间，拉杆穿过后套、碟形弹簧和前套，拉杆的前部穿过刀具主轴且前端连接有刀杆接头，所述主轴体后部装设有能够推动拉杆移动的液压拉紧机构。

6.根据权利要求5所述的一种内齿轮旋铣机，其特征在于：所述液压拉紧机构包括油缸体，液压拉紧活塞和油缸盖，所述油缸体通过第二法兰安装在主轴体后端，所述油缸体内装设有液压拉紧活塞，且油缸盖紧固在油缸体后端，油缸盖与液压拉紧活塞之间形成液压腔。

7.根据权利要求1所述的一种内齿轮旋铣机，其特征在于：所述B轴机构包括刀具主轴、刀具高速主轴电机、刀具绝对编码器和安装于刀具主轴中间内腔的工件夹紧机构，所述刀具主轴通过轴承配合安装在主轴体内，所述刀具主轴的后部安装有内置式刀具高速主轴电机，刀具主轴的末端安装刀具绝对编码器。

8.根据权利要求1所述的一种内齿轮旋铣机，其特征在于：所述Y轴机构包括Y轴伺服电机、Y轴蜗杆、Y轴蜗轮、Y轴蜗轮轴、Y轴丝杆螺母和螺母支架，所述Y轴伺服电机的输出轴与Y轴蜗杆相连，且Y轴蜗杆安装在转盘上，所述Y轴蜗杆与Y轴蜗轮相啮合，所述Y轴蜗轮安装在Y轴蜗轮轴上，所述Y轴蜗轮轴安装在转盘上，Y轴蜗轮轴上配合安装有Y轴丝杆螺母，Y轴丝杆螺母安装在螺母支架上，螺母支架安装在主轴体上。

9.根据权利要求1所述的一种内齿轮旋铣机，其特征在于：所述C轴机构包括工件高速主轴电机和工件主轴，所述工作台体内部装设有工件高速主轴电机，工件高速主轴电机的转子紧套在工件主轴上，工件高速主轴电机的定子安装在工作台体内腔中，所述定子紧固在连接盘上，连接盘紧固在工作台体上；所述连接盘上安装下法兰，下法兰中安装径向轴承支撑工件主轴下端；所述下法兰外端安装有工件绝对编码器。

10.根据权利要求1所述的一种内齿轮旋铣机，其特征在于：所述工件夹持组件包括工件夹持活塞、托盘、圆法兰盘、锥度套、锥度环和长轴、连接轴、接套、油缸接盘和高速回转油缸；所述中法兰、锥度外套与弹簧夹头之间装设有锥度环；所述外罩内固定有工件夹持活塞；所述接盘内部连接有圆法兰盘；所述长轴从工件夹持活塞和工件主轴内穿过，长轴的上端连接有连接轴，长轴的下部穿过工作台体；所述连接轴与托盘紧固连接，通过工件夹持活塞拉动，托盘、圆法兰盘、锥度环能够涨紧或放松弹簧夹头，实现工件被夹紧或放松；所述圆法兰盘上连接有锥度套，锥度套位于弹簧夹头内部；所述连接轴上端连接有弹簧夹头；所述长轴的下部连接有接套，接套下部连接有油缸接盘，油缸接盘内连接有高速回转油缸。

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