CN112894031B - 一种高精度工件加工系统及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度工件加工系统及其加工方法，主要内容为：所述X轴运动单元安装在床身斜面上且床身斜面与水平面之间的夹角为30°，Y轴复合运动单元安装在X轴运动单元上，刀架单元安装在Y轴复合运动单元上，工件头架单元固定安装在床身上且工件头架单元位于刀架单元的左侧，顶尖单元安装在床身上，自动对刀单元安装在床身前侧面上，外罩壳固定安装在床身上，操纵箱通过转轴安装在外罩壳前侧面上，床身右侧安装有工件送料单元。本发明自动化实现了齿轮的滚齿操作，加工精度高且运行稳定可靠，既可以加工轴齿也可以加工盘齿，采用内罩壳和外罩壳双罩壳隔离加工区和非加工区，采用倾斜布置既方便了上下料操作，同时也提高了其加工性能。

Description

一种高精度工件加工系统及其加工方法

技术领域

本发明涉及机床技术领域，具体涉及一种高精度工件加工系统及其加工方法。

背景技术

随着社会经济的发展，我国的工业自动化水平也在不断的提高，尤其是近年来汽车工业取得了突飞猛进的发展。汽车变速箱是汽车的关键部件之一，而这里的传动主要以齿轮为主，滚齿机凭借其加工效率高，适应面宽等优势，成为了生产这些齿轮的主要加工设备。汽车变速箱齿轮的生产要求加工设备具有生产效率高，加工质量稳定性高，自动化程度高以及节能环保等特点，国内现有的机床不能满足其要求，而且现有的加工设备无法满足自动化批量生产要求，加工精度低，需要二次加工，大大降低了其加工效率，提高了其生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高精度工件加工系统及其加工方法，其自动化实现了齿轮的滚齿操作，加工精度高且运行稳定可靠，既可以加工轴齿也可以加工盘齿，采用内罩壳和外罩壳双罩壳隔离加工区和非加工区，采用倾斜布置既方便了上下料操作，同时也提高了其加工性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高精度工件加工系统，包括床身、X 轴运动单元、Y轴复合运动单元、刀架单元、工件头架单元、顶尖单元、自动对刀单元、外罩壳、把手、操纵箱、冷却过滤站、电控箱、工件送料单元和内罩壳，所述X轴运动单元安装在床身斜面上且床身斜面与水平面之间的夹角为30°，所述Y轴复合运动单元安装在X轴运动单元上，所述刀架单元安装在Y轴复合运动单元上，所述工件头架单元固定安装在床身上且工件头架单元位于刀架单元的左侧，所述顶尖单元固定安装在床身上且顶尖单元位于刀架单元的右侧，所述自动对刀单元固定安装在床身前侧面上，所述内罩壳固定安装在床身上，所述冷却过滤站和电控箱安装在床身后侧支架上，所述外罩壳固定安装在床身上，所述操纵箱通过转轴安装在外罩壳前侧面上，所述操纵箱上安装有把手，所述床身右侧安装有工件送料单元且工件送料单元位于外罩壳内。

进一步的是：所述X轴运动单元由第一X轴直线导轨副、X轴滑座、第一组合轴承、右限位块、Y轴直线导轨副、第一轴承座、X轴伺服电机、第一电机安装座、X轴滚珠丝杠、X 轴螺母、X轴锁紧螺母和X轴联轴器组成，所述第一X轴直线导轨副安装在床身上，所述X 轴滑座安装在第一X轴直线导轨副上，所述X轴伺服电机安装在第一电机安装座上，所述第一电机安装座固定安装在第一轴承座上，所述第一轴承座固定安装在床身上，所述X轴螺母固定安装在X轴滑座上且X轴螺母安装在X轴滚珠丝杠上，所述X轴滚珠丝杠右端通过第一组合轴承安装在第一轴承座上，所述X轴锁紧螺母安装在X轴滚珠丝杠上且X轴锁紧螺母顶在第一组合轴承上，所述X轴滚珠丝杠右端通过X轴联轴器与X轴伺服电机输出轴连接，所述右限位块固定安装在X轴螺母右侧面上，所述Y轴直线导轨副安装在X轴滑座顶面上。

进一步的是：所述Y轴复合运动单元由Y轴伺服电机、第二轴承座、Y轴滑座、高精度行星减速器、Y轴转动伺服电机、第二电机安装座、Y轴螺母、第三电机安装座、Y轴联轴器、 Y轴滚珠丝杠、圆柱滚子推力轴承、内壳体、主轴、前深沟球轴承、后深沟球轴承、第二组合轴承、Y轴锁紧螺母、轴承压盖、蜗轮、第一联轴器、双向圆柱滚子推力轴承、蜗杆和滚针轴承组成，所述Y轴伺服电机安装在第三电机安装座上，所述第三电机安装座安装在X轴运动单元中的X轴滑座上，所述的Y轴滚珠丝杠后端通过Y轴联轴器与Y轴伺服电机输出轴连接且Y轴滚珠丝杠通过第二组合轴承安装在第三电机安装座上，所述Y轴锁紧螺母安装在 Y轴滚珠丝杠上且Y轴锁紧螺母顶在第二组合轴承上，所述Y轴螺母固定安装在Y轴滑座上且Y轴螺母安装在Y轴滚珠丝杠上，所述Y轴滑座安装在X轴运动单元中的Y轴直线导轨副上，所述Y轴转动伺服电机安装在高精度行星减速器上，所述高精度行星减速器安装在第二电机安装座上，所述第二电机安装座固定安装在Y轴滑座顶面上，所述蜗杆顶端通过第一联轴器与高精度行星减速器输出轴连接，所述蜗杆上端通过双向圆柱滚子推力轴承安装在Y轴滑座上侧安装孔里且蜗杆下端通过滚针轴承安装在Y轴滑座下侧安装孔里，所述轴承压盖安装在Y轴滑座下侧安装孔里且轴承压盖顶在滚针轴承上，所述内壳体固定安装在Y轴滑座中心孔里，所述蜗轮与蜗杆啮合且蜗轮固定安装在主轴上，所述主轴前端通过前深沟球轴承安装在内壳体上且主轴后端通过圆柱滚子推力轴承和后深沟球轴承安装在内壳体上，所述蜗杆采用双导程蜗杆。

进一步的是：所述刀架单元包括安装轴，所述安装轴与Y轴复合运动单元上的主轴连接；减速电机安装在安装轴上；减速电机输出轴上设置有花键，所述滚齿刀与花键插接；所述减速电机的驱动电机输出轴上内设置有风扇，而后连接减速机构；所述减速电机设置有连通风扇的吹风管，所述吹风管出风方向朝向所述滚齿刀。

进一步的是：所述减速电机的外壳设置有进风口，所述风扇的外周设置有环形风道；所述进风口与所述环形风道连通；所述风扇靠近驱动电机的一侧设置有过滤棉。

进一步的是：所述工件头架单元上安装有液压卡盘。

进一步的是：所述顶尖单元通过第二X轴直线导轨副安装在床身上且顶尖单元中心轴线与工件头架单元上的中心轴线重合。

进一步的是：所述自动对刀单元由底座、第一滑台气缸、第二滑台气缸、安装支架、转接板、压板、对刀块、第一螺钉、第一T型螺母、第二T型螺母、对刀块安装座、第二螺钉和安装支座组成，所述底座固定安装在床身前侧面上且底座上设有“T”型槽，所述安装支架通过第一螺钉和第一T型螺母安装在底座上的“T”型槽上，所述第二滑台气缸安装在安装支架顶面上，所述安装支座安装在第二滑台气缸上，所述第一滑台气缸安装在安装支座上，所述转接板安装在第一滑台气缸上，所述对刀块安装座通过第二T型螺母和第二螺钉安装在转接板上的“T”型槽上，所述对刀块安装在对刀块安装座上的定位槽里，所述压板固定安装在对刀块安装座上且压板压在对刀块上。

进一步的是：所述工件送料单元由环形循环工件存储架和两轴桁架机械手组成。

一种高精度工件加工系统的加工方法，包含以下步骤：

a)操作人员将工件送料单元中的环形循环工件存储架上满料，并将滚刀安装到刀架单元上；

b)工件送料单元中的两轴桁架机械手将环形循环工件存储架上的工件输送到工件头架单元上的液压卡盘上，然后顶尖单元沿着第二X轴直线导轨副向左运动顶在工件右侧面上的中心孔里；

c)然后自动对刀单元启动，通过第一滑台气缸和第二滑台气缸实现对工件的自动对刀操作；

d)然后X轴运动单元、Y轴复合运动单元、工件头架单元和刀架单元配合，从而实现工件的滚齿操作；

e)当工件滚齿完成后，X轴运动单元、Y轴复合运动单元、工件头架单元和刀架单元恢复到初始位置，然后工件送料单元中的两轴桁架机械手将工件头架单元上的液压卡盘上加工完的工件取走，同时工件送料单元中的两轴桁架机械手将从环形循环工件存储架上的工件放置到工件头架单元上的液压卡盘上，然后工件送料单元中的两轴桁架机械手将加工完的工件输送到环形循环工件存储架上；

f)重复步骤d)和e)即可实现工件的自动循环加工操作。

本发明的有益效果如下：

本发明中床身内设置有储液箱，用于加工过程中切屑液的回收和储存，这样一方面大大节省了空间，另一方面也大大提高了机床的热稳定性，保持了机床整体温度的平衡，有利于提高机床的加工精度，减少温度对机床精度的影响；床身上X轴运动单元安装面与水平面之间采用30°夹角，一方面方便了工件送料单元中的两轴桁架机械手的上下料操作，另一方面利用重力的分力对滚珠丝杠运动部件进行消隙处理，大大提高了其运动定位精度，从而大大提高了其加工精度；刀架单元采用Y轴转动伺服电机驱动，同时采用精密行星减速器和蜗轮蜗杆减速器进行减速，既大大提高了其输出扭矩，从而可以实现大切削量加工，提高了加工效率；蜗轮蜗杆加速器中蜗杆两端分别采用双向圆柱滚子推力轴承和滚针轴承支撑，大大提高了其支撑刚性，也提高了其运动精度，蜗杆采用双导程进行消隙，因而大大提高了其转动精度；蜗轮两端采用圆柱滚子推力轴承、前深沟球轴承和后深沟球轴承支撑，大大提高了其支撑刚性，也提高了其运动精度；工件头架单元采用装入式主轴电机直接驱动，一方面节省了空间，另一方面大大提高了其加工精度；采用内罩壳和外壳罩双罩壳结构，内罩壳将加工区和非加工区分隔开，将X轴运动单元和Y轴复合运动单元隔离到非加工区，隔离了加工对 X轴运动单元和Y轴复合运动单元运动精度的影响；加工过程中的切屑从内罩壳斜面处直接掉入到床身上的排屑槽，降低了加工热量对机床热变形的影响；刀架单元采用装入式主轴电机直接驱动，一方面节省了空间，另一方面大大提高了其加工精度；工件送料单元采用环形循环工件存储架和两轴桁架机械手，实现了加工过程的自动化，大大降低了操作人员的劳动强度，同时也大大提高了加工效率，加工质量的一致性和稳定性好。

减速电机内部设置有风扇，利用驱动电机输出轴在减速之前进行高速驱动风扇，集成地实现了减速驱动和高速吸风的功能，从而实现轴流风对滚刀进行冷却和吹散加工碎屑；通过过滤棉对空气进行过滤，防止碎屑进入对电机造成损害。

自动化实现了齿轮的滚齿操作，加工精度高且运行稳定可靠，既可以加工轴齿也可以加工盘齿，采用内罩壳和外罩壳双罩壳隔离加工区和非加工区，采用倾斜布置既方便了上下料操作，同时也提高了其加工性能。

附图说明

图1为本发明的一种具体实施方式的结构主视图；

图2为本发明的一种具体实施方式的结构俯视图；

图3为本发明的一种具体实施方式的结构右视图；

图4为本发明的一种具体实施方式拆除外罩壳后的结构主视图；

图5为本发明的一种具体实施方式拆除外罩壳后的结构俯视图；

图6为本发明的一种具体实施方式拆除外罩壳后的结构左视图；

图7为本发明的一种具体实施方式刀架单元结构示意图；

图8为本发明的图7中驱动电机内部输出轴处的结构示意图；

图9为本发明的一种具体实施方式X轴运动单元的结构主视图；

图10为本发明的一种具体实施方式X轴运动单元的结构俯视图；

图11为本发明的一种具体实施方式X轴运动单元的A-A结构剖视图；

图12为本发明的一种具体实施方式Y轴复合运动单元的结构主视图；

图13为本发明的一种具体实施方式Y轴复合运动单元的B-B结构剖视图；

图14为本发明的一种具体实施方式Y轴复合运动单元的C-C结构剖视图；

图15为本发明的一种具体实施方式自动对刀单元的结构主视图；

图16为本发明的一种具体实施方式自动对刀单元的结构俯视图；

图17为本发明的一种具体实施方式自动对刀单元的结构左视图。

附图标记说明：

1：床身，2：X轴运动单元，3：Y轴复合运动单元，4：刀架单元，5：工件头架单元，6：顶尖单元，7：自动对刀单元，8：外罩壳，9：把手，10：操纵箱，11：冷却过滤站，12：电控箱，13：工件送料单元，14：内罩壳；

201：第一X轴直线导轨副，202：X轴滑座，203：第一组合轴承，204：右限位块，205：Y轴直线导轨副，206：第一轴承座，207：X轴伺服电机，208：第一电机安装座，209：X轴滚珠丝杠，210：X轴螺母，211：X轴锁紧螺母，212：X轴联轴器；

301：Y轴伺服电机，302：第二轴承座，303：Y轴滑座，304：高精度行星减速器，305：Y轴转动伺服电机，306：第二电机安装座，307：Y轴螺母，308：第三电机安装座，309：Y 轴联轴器，310：Y轴滚珠丝杠，311：圆柱滚子推力轴承，312：内壳体，313：主轴，314：前深沟球轴承，315：后深沟球轴承，316：第二组合轴承，317：Y轴锁紧螺母，318：轴承压盖，319：蜗轮，320：第一联轴器，321：双向圆柱滚子推力轴承，322：蜗杆，323：滚针轴承；

401：安装轴，402：减速电机，403：进风口，404：吹风管，405：花键，406：滚齿刀，407：环形风道，408：风扇，409：过滤棉，410：驱动电机输出轴；

701：底座，702：第一滑台气缸，703：第二滑台气缸，704：安装支架，705：转接板，706：压板，707：对刀块，708：第一螺钉，709：第一T型螺母，710：第二T型螺母，711：对刀块安装座，712：第二螺钉，713：安装支座。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

实施例一：

图1～图17示出了本发明的具体实施方式，一种高精度工件加工系统，包括床身1、X 轴运动单元2、Y轴复合运动单元3、刀架单元4、工件头架单元5、顶尖单元6、自动对刀单元7、外罩壳8、把手9、操纵箱10、冷却过滤站11、电控箱12、工件送料单元13和内罩壳 14，所述X轴运动单元2安装在床身1斜面上且床身1斜面与水平面之间的夹角为30°，所述Y轴复合运动单元3安装在X轴运动单元2上，所述刀架单元4安装在Y轴复合运动单元 3上，所述工件头架单元5固定安装在床身1上且工件头架单元5位于刀架单元4的左侧，所述顶尖单元6固定安装在床身1上且顶尖单元6位于刀架单元4的右侧，所述自动对刀单元7固定安装在床身1前侧面上，所述内罩壳14固定安装在床身1上，所述冷却过滤站11 和电控箱12安装在床身1后侧支架上，所述外罩壳8固定安装在床身1上，所述操纵箱10 通过转轴安装在外罩壳8前侧面上，所述操纵箱10上安装有把手9，所述床身1右侧安装有工件送料单元13且工件送料单元13位于外罩壳8内。

优选的，所述X轴运动单元2由第一X轴直线导轨副201、X轴滑座202、第一组合轴承203、右限位块204、Y轴直线导轨副205、第一轴承座206、X轴伺服电机207、第一电机安装座208、X轴滚珠丝杠209、X轴螺母210、X轴锁紧螺母211和X轴联轴器212组成，所述第一X轴直线导轨副201安装在床身1上，所述X轴滑座202安装在第一X轴直线导轨副201 上，所述X轴伺服电机207安装在第一电机安装座208上，所述第一电机安装座208固定安装在第一轴承座206上，所述第一轴承座206固定安装在床身1上，所述X轴螺母210固定安装在X轴滑座202上且X轴螺母210安装在X轴滚珠丝杠209上，所述X轴滚珠丝杠209 右端通过第一组合轴承203安装在第一轴承座206上，所述X轴锁紧螺母211安装在X轴滚珠丝杠209上且X轴锁紧螺母211顶在第一组合轴承203上，所述X轴滚珠丝杠209右端通过X轴联轴器212与X轴伺服电机207输出轴连接，所述右限位块204固定安装在X轴螺母 210右侧面上，所述Y轴直线导轨副205安装在X轴滑座202顶面上。

优选的，所述Y轴复合运动单元3由Y轴伺服电机301、第二轴承座302、Y轴滑座303、高精度行星减速器304、Y轴转动伺服电机305、第二电机安装座306、Y轴螺母307、第三电机安装座308、Y轴联轴器309、Y轴滚珠丝杠310、圆柱滚子推力轴承311、内壳体312、主轴313、前深沟球轴承314、后深沟球轴承315、第二组合轴承316、Y轴锁紧螺母317、轴承压盖318、蜗轮319、第一联轴器320、双向圆柱滚子推力轴承321、蜗杆322和滚针轴承323 组成，所述Y轴伺服电机301安装在第三电机安装座308上，所述第三电机安装座308安装在X轴运动单元2中的X轴滑座202上，所述的Y轴滚珠丝杠310后端通过Y轴联轴器309 与Y轴伺服电机301输出轴连接且Y轴滚珠丝杠310通过第二组合轴承316安装在第三电机安装座308上，所述Y轴锁紧螺母317安装在Y轴滚珠丝杠310上且Y轴锁紧螺母317顶在第二组合轴承316上，所述Y轴螺母307固定安装在Y轴滑座303上且Y轴螺母307安装在Y轴滚珠丝杠310上，所述Y轴滑座303安装在X轴运动单元2中的Y轴直线导轨副205上，所述Y轴转动伺服电机305安装在高精度行星减速器304上，所述高精度行星减速器304安装在第二电机安装座306上，所述第二电机安装座306固定安装在Y轴滑座303顶面上，所述蜗杆322顶端通过第一联轴器320与高精度行星减速器304输出轴连接，所述蜗杆322上端通过双向圆柱滚子推力轴承321安装在Y轴滑座303上侧安装孔里且蜗杆322下端通过滚针轴承323安装在Y轴滑座303下侧安装孔里，所述轴承压盖318安装在Y轴滑座303下侧安装孔里且轴承压盖318顶在滚针轴承323上，所述内壳体312固定安装在Y轴滑座303中心孔里，所述蜗轮319与蜗杆322啮合且蜗轮319固定安装在主轴313上，所述主轴313前端通过前深沟球轴承314安装在内壳体312上且主轴313后端通过圆柱滚子推力轴承311和后深沟球轴承315安装在内壳体312上，所述蜗杆322采用双导程蜗杆。

优选的，所述刀架单元4包括安装轴401，所述安装轴410与Y轴复合运动单元3上的主轴313连接；减速电机402安装在安装轴401上；减速电机输出轴上设置有花键405，所述滚齿刀406与花键405插接；所述减速电机402的驱动电机输出轴410上内设置有风扇408，而后连接减速机构；所述减速电机设置有连通风扇的吹风管404，所述吹风管404出风方向朝向所述滚齿刀406。

优选的，所述减速电机的外壳设置有进风口403，所述风扇408的外周设置有环形风道 407；所述进风口与所述环形风道407连通；所述风扇靠近驱动电机的一侧设置有过滤棉409。

优选的，所述工件头架单元5上安装有液压卡盘。

优选的，所述顶尖单元6通过第二X轴直线导轨副安装在床身1上且顶尖单元6中心轴线与工件头架单元7上的中心轴线重合。

优选的，所述自动对刀单元7由底座701、第一滑台气缸702、第二滑台气缸703、安装支架704、转接板705、压板706、对刀块707、第一螺钉708、第一T型螺母709、第二T型螺母710、对刀块安装座711、第二螺钉712和安装支座713组成，所述底座701固定安装在床身1前侧面上且底座701上设有“T”型槽，所述安装支架704通过第一螺钉708和第一T 型螺母709安装在底座701上的“T”型槽上，所述第二滑台气缸703安装在安装支架704顶面上，所述安装支座713安装在第二滑台气缸703上，所述第一滑台气缸702安装在安装支座713上，所述转接板705安装在第一滑台气缸702上，所述对刀块安装座711通过第二T 型螺母710和第二螺钉712安装在转接板705上的“T”型槽上，所述对刀块707安装在对刀块安装座711上的定位槽里，所述压板706固定安装在对刀块安装座711上且压板706压在对刀块707上。

优选的，所述工件送料单元13由环形循环工件存储架和两轴桁架机械手组成。

本申请既全自动地可以加工轴齿，也可以加工盘齿。

X轴运动单元2控制齿宽，Y轴复合运动单元3是提供径向进给；主轴驱动刀架单元转动，刀架单元上安装有滚刀，刀架单元有带动滚刀旋转电机和吹风机构。

实施例二：

一种高精度工件加工系统的加工方法，其特征在于：包含以下步骤：

a)操作人员将工件送料单元13中的环形循环工件存储架上满料，并将滚刀安装到刀架单元4上；

b)工件送料单元13中的两轴桁架机械手将环形循环工件存储架上的工件输送到工件头架单元5上的液压卡盘上，然后顶尖单元6沿着第二X轴直线导轨副向左运动顶在工件右侧面上的中心孔里；

c)然后自动对刀单元7启动，通过第一滑台气缸702和第二滑台气缸703实现对工件的自动对刀操作；

d)然后X轴运动单元2、Y轴复合运动单元3、工件头架单元5和刀架单元4配合，从而实现工件的滚齿操作；

e)当工件滚齿完成后，X轴运动单元2、Y轴复合运动单元3、工件头架单元5和刀架单元4恢复到初始位置，然后工件送料单元13中的两轴桁架机械手将工件头架单元5上的液压卡盘上加工完的工件取走，同时工件送料单元13中的两轴桁架机械手将从环形循环工件存储架上的工件放置到工件头架单元5上的液压卡盘上，然后工件送料单元13中的两轴桁架机械手将加工完的工件输送到环形循环工件存储架上；

f)重复步骤d)和e)即可实现工件的自动循环加工操作。

本发明中床身1内设置有储液箱，用于加工过程中切屑液的回收和储存，这样一方面大大节省了空间，另一方面也大大提高了机床的热稳定性，保持了机床整体温度的平衡，有利于提高机床的加工精度，减少温度对机床精度的影响；床身1上X轴运动单元2安装面与水平面之间采用30°夹角，一方面方便了工件送料单元13中的两轴桁架机械手的上下料操作，另一方面利用重力的分力对滚珠丝杠运动部件进行消隙处理，大大提高了其运动定位精度，从而大大提高了其加工精度；刀架单元4采用Y轴转动伺服电机305驱动，同时采用精密行星减速器304和蜗轮蜗杆减速器进行减速，既大大提高了其输出扭矩，从而可以实现大切削量加工，提高了加工效率；蜗轮蜗杆加速器中蜗杆322两端分别采用双向圆柱滚子推力轴承 321和滚针轴承323支撑，大大提高了其支撑刚性，也提高了其运动精度，蜗杆322采用双导程进行消隙，因而大大提高了其转动精度；蜗轮319两端采用圆柱滚子推力轴承311、前深沟球轴承314和后深沟球轴承315支撑，大大提高了其支撑刚性，也提高了其运动精度；工件头架单元5采用装入式主轴电机直接驱动，一方面节省了空间，另一方面大大提高了其加工精度；采用内罩壳14和外壳罩8双罩壳结构，内罩壳14将加工区和非加工区分隔开，将X轴运动单元2和Y轴复合运动单元3隔离到非加工区，隔离了加工对X轴运动单元2和 Y轴复合运动单元3运动精度的影响；加工过程中的切屑从内罩壳14斜面处直接掉入到床身 1上的排屑槽，降低了加工热量对机床热变形的影响；刀架单元4采用装入式主轴电机直接驱动，一方面节省了空间，另一方面大大提高了其加工精度；工件送料单元13采用环形循环工件存储架和两轴桁架机械手，实现了加工过程的自动化，大大降低了操作人员的劳动强度，同时也大大提高了加工效率，加工质量的一致性和稳定性好。

上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。

Claims (8)

1.一种高精度工件加工系统，其特征在于：包括床身、X轴运动单元、Y轴复合运动单元、刀架单元、工件头架单元、顶尖单元、自动对刀单元、外罩壳、把手、操纵箱、冷却过滤站、电控箱、工件送料单元和内罩壳，所述X轴运动单元安装在床身斜面上且床身斜面与水平面之间的夹角为30°，所述Y轴复合运动单元安装在X轴运动单元上，所述刀架单元安装在Y轴复合运动单元上，所述工件头架单元固定安装在床身上且工件头架单元位于刀架单元的左侧，所述顶尖单元固定安装在床身上且顶尖单元位于刀架单元的右侧，所述自动对刀单元固定安装在床身前侧面上，所述内罩壳固定安装在床身上，所述冷却过滤站和电控箱安装在床身后侧支架上，所述外罩壳固定安装在床身上，所述操纵箱通过转轴安装在外罩壳前侧面上，所述操纵箱上安装有把手，所述床身右侧安装有工件送料单元且工件送料单元位于外罩壳内；

所述刀架单元包括安装轴，所述安装轴与Y轴复合运动单元上的主轴连接；减速电机安装在安装轴上；减速电机输出轴上设置有花键，滚齿刀与花键插接；所述减速电机的驱动电机输出轴上内设置有风扇，而后连接减速机构；所述减速电机设置有连通风扇的吹风管，所述吹风管出风方向朝向所述滚齿刀；

所述减速电机的外壳设置有进风口，所述风扇的外周设置有环形风道；所述进风口与所述环形风道连通；所述风扇靠近驱动电机的一侧设置有过滤棉。

2.如权利要求1所述的一种高精度工件加工系统，其特征在于：所述X轴运动单元由第一X轴直线导轨副、X轴滑座、第一组合轴承、右限位块、Y轴直线导轨副、第一轴承座、X轴伺服电机、第一电机安装座、X轴滚珠丝杠、X轴螺母、X轴锁紧螺母和X轴联轴器组成，所述第一X轴直线导轨副安装在床身上，所述X轴滑座安装在第一X轴直线导轨副上，所述X轴伺服电机安装在第一电机安装座上，所述第一电机安装座固定安装在第一轴承座上，所述第一轴承座固定安装在床身上，所述X轴螺母固定安装在X轴滑座上且X轴螺母安装在X轴滚珠丝杠上，所述X轴滚珠丝杠右端通过第一组合轴承安装在第一轴承座上，所述X轴锁紧螺母安装在X轴滚珠丝杠上且X轴锁紧螺母顶在第一组合轴承上，所述X轴滚珠丝杠右端通过X轴联轴器与X轴伺服电机输出轴连接，所述右限位块固定安装在X轴螺母右侧面上，所述Y轴直线导轨副安装在X轴滑座顶面上。

3.如权利要求2所述的一种高精度工件加工系统，其特征在于：所述Y轴复合运动单元由Y轴伺服电机、第二轴承座、Y轴滑座、高精度行星减速器、Y轴转动伺服电机、第二电机安装座、Y轴螺母、第三电机安装座、Y轴联轴器、Y轴滚珠丝杠、圆柱滚子推力轴承、内壳体、主轴、前深沟球轴承、后深沟球轴承、第二组合轴承、Y轴锁紧螺母、轴承压盖、蜗轮、第一联轴器、双向圆柱滚子推力轴承、蜗杆和滚针轴承组成，所述Y轴伺服电机安装在第三电机安装座上，所述第三电机安装座安装在X轴运动单元中的X轴滑座上，所述的Y轴滚珠丝杠后端通过Y轴联轴器与Y轴伺服电机输出轴连接且Y轴滚珠丝杠通过第二组合轴承安装在第三电机安装座上，所述Y轴锁紧螺母安装在Y轴滚珠丝杠上且Y轴锁紧螺母顶在第二组合轴承上，所述Y轴螺母固定安装在Y轴滑座上且Y轴螺母安装在Y轴滚珠丝杠上，所述Y轴滑座安装在X轴运动单元中的Y轴直线导轨副上，所述Y轴转动伺服电机安装在高精度行星减速器上，所述高精度行星减速器安装在第二电机安装座上，所述第二电机安装座固定安装在Y轴滑座顶面上，所述蜗杆顶端通过第一联轴器与高精度行星减速器输出轴连接，所述蜗杆上端通过双向圆柱滚子推力轴承安装在Y轴滑座上侧安装孔里且蜗杆下端通过滚针轴承安装在Y轴滑座下侧安装孔里，所述轴承压盖安装在Y轴滑座下侧安装孔里且轴承压盖顶在滚针轴承上，所述内壳体固定安装在Y轴滑座中心孔里，所述蜗轮与蜗杆啮合且蜗轮固定安装在主轴上，所述主轴前端通过前深沟球轴承安装在内壳体上且主轴后端通过圆柱滚子推力轴承和后深沟球轴承安装在内壳体上，所述蜗杆采用双导程蜗杆。

4.如权利要求1所述的一种高精度工件加工系统，其特征在于：所述工件头架单元上安装有液压卡盘。

5.如权利要求4所述的一种高精度工件加工系统，其特征在于：所述顶尖单元通过第二X轴直线导轨副安装在床身上且顶尖单元中心轴线与工件头架单元上的中心轴线重合。

6.如权利要求5所述的一种高精度工件加工系统，其特征在于：所述自动对刀单元由底座、第一滑台气缸、第二滑台气缸、安装支架、转接板、压板、对刀块、第一螺钉、第一T型螺母、第二T型螺母、对刀块安装座、第二螺钉和安装支座组成，所述底座固定安装在床身前侧面上且底座上设有“T”型槽，所述安装支架通过第一螺钉和第一T型螺母安装在底座上的“T”型槽上，所述第二滑台气缸安装在安装支架顶面上，所述安装支座安装在第二滑台气缸上，所述第一滑台气缸安装在安装支座上，所述转接板安装在第一滑台气缸上，所述对刀块安装座通过第二T型螺母和第二螺钉安装在转接板上的“T”型槽上，所述对刀块安装在对刀块安装座上的定位槽里，所述压板固定安装在对刀块安装座上且压板压在对刀块上。

7.如权利要求6所述的一种高精度工件加工系统，其特征在于：所述工件送料单元由环形循环工件存储架和两轴桁架机械手组成。

8.一种高精度工件加工系统的加工方法，其通过权利要求7所述的加工系统进行加工，其特征在于：包含以下步骤：

a）操作人员将工件送料单元中的环形循环工件存储架上满料，并将滚齿刀安装到刀架单元上；

b）工件送料单元中的两轴桁架机械手将环形循环工件存储架上的工件输送到工件头架单元上的液压卡盘上，然后顶尖单元沿着第二X轴直线导轨副向左运动顶在工件右侧面上的中心孔里；

c）然后自动对刀单元启动，通过第一滑台气缸和第二滑台气缸实现对工件的自动对刀操作；

d）然后X轴运动单元、Y轴复合运动单元、工件头架单元和刀架单元配合，从而实现工件的滚齿操作；

e）当工件滚齿完成后，X轴运动单元、Y轴复合运动单元、工件头架单元和刀架单元恢复到初始位置，然后工件送料单元中的两轴桁架机械手将工件头架单元上的液压卡盘上加工完的工件取走，同时工件送料单元中的两轴桁架机械手将从环形循环工件存储架上的工件放置到工件头架单元上的液压卡盘上，然后工件送料单元中的两轴桁架机械手将加工完的工件输送到环形循环工件存储架上；

f）重复步骤d）和e）即可实现工件的自动循环加工操作。

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