CN1923419A - 大模数螺旋锥齿轮加工机床 - Google Patents

Abstract

一种大模数螺旋锥齿轮加工机床，床身上面设有X向直线导轨且其上装有可沿该导轨移动的X轴滑台，龙门架上设有Z向直线导轨15且其上装有可沿该导轨上下滑行的横梁，所述横梁上设有Y向直线导轨且其上装有可沿该导轨移动的刀具箱，所述刀具箱上设有可回转的刀具主轴，该刀具主轴上装有刀具；X轴滑台上设有安装螺旋锥齿轮的工件转台；该工件转台分盘类工件转台和轴类工件转台。本机床结构简单，稳定与可靠性好、防护与排屑容易，工件和刀具的装卸方便。

Description

大模数螺旋锥齿轮加工机床

技术领域

本发明涉及数控加工设备，进一步是指数控螺旋锥齿轮铣齿机和磨齿机。

背景技术

现有技术中，机械型的螺旋锥齿轮加工机床的结构和调整环节是齿轮机床中最复杂的。随着技术进步，螺旋锥齿轮加工机床采用了图1所示结构，它用计算机直接控制三个直线轴(即X、Y、Z轴)和三个转动轴(即A、B、C轴)，即可以模拟机械型螺旋锥齿轮加工机床的加工运动，从而加工出螺旋锥齿轮。这种卧式结构的机床对于一般中小模数螺旋锥齿轮的加工来说是可以的，但对于大模数螺旋锥齿轮的加工来说就不合适，显得结构复杂，制造困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提出一种加工大模数螺旋锥齿轮的数控机床，它结构简单，制造方便，占地面积小、防护与排屑容易，工件和刀具的装卸都很方便。

本发明的技术方案是，所述大模数螺旋锥齿轮加工机床有床身和龙门架，其结构特点是，所述床身的上面设有X向直线导轨且其上装有可在驱动机构带动下沿该X向直线导轨移动的X轴滑台，龙门架上设有Z向直线导轨且其上装有可在驱动机构带动下沿该Z向直线导轨上下滑行的横梁，所述横梁上设有Y向直线导轨且其上装有可在驱动机构带动下沿Y向直线导轨移动的刀具箱，所述刀具箱上设有可在驱动机构带动下回转的刀具主轴(C轴)19，该刀具主轴上装有刀盘或砂轮，X轴滑台上设有安装螺旋锥齿轮的工件转台。

以下结合附图对本发明做出进一步说明。

参见图2，本发明的机床有床身11和龙门架12，其结构特点是，所述床身11的上面设有X向直线导轨13且其上装有可在驱动机构带动下沿该X向直线导轨13移动的X轴滑台14，龙门架12上设有Z向直线导轨15且其上装有可在驱动机构带动下沿该Z向直线导轨15上下滑行的横梁16，所述横梁16上设有Y向直线导轨17且其上装有可在驱动机构带动下沿Y向直线导轨17移动的刀具箱18，所述刀具箱18上设有可在驱动机构带动下回转的刀具主轴(C轴)19，该刀具主轴19上装有刀具(刀盘或砂轮)20，X轴滑台14上设有安装螺旋锥齿轮的工件转台21。

参见图3或图4，所述工件转台21有底座31，该底座31的一端与其上方的工件箱32的一端经B轴回转铰链37相铰接，所述底座31的另一端设有导轨34且其上装有可在驱动机构带动下沿该导轨34移动的滑板35，连杆33的两端分别与滑板35和工件箱32后部相铰接，工件箱32中设有可在驱动机构带动下产生回转的工件轴(A轴)36，该工件轴(A轴)36上可安装被加工的螺旋锥齿轮；B轴回转铰链37的回转角度(即底座31与工件箱32的夹角，其为0°-45°)是被加工螺旋锥齿轮根锥角的余角，通常不大于45°，它通过滑板35的移动来调节，其值在齿轮加工过程中一般不会改变，因此滑板35的移动也可以通过人工来调节并将其锁紧。

所述工件轴(A轴)36可以如图3所示设置在工件箱32的顶面，该结构适用于加工盘形螺旋锥齿轮38；工件轴(A轴)36也可以如图4所示设置在工件箱32的一个侧面(或端面)上，该结构适用于加工轴形螺旋锥齿轮48。

X轴滑台14上可安装图3所示结构的工件转台，也可安装图4所示结构的工件转台，还可在X轴滑台14上同时安装这两种结构的工件转台。

本发明的技术原理是，螺旋锥齿轮在加工过程中，其齿面的形成取决于刀具和工件的相对运动，而刀具与工件的相对位置完全由三个直线轴和三个转动轴来确定，六轴的设定只要保持刀具和工件能处于任何需要的相对位置即可。本发明是在研究了三个直线轴和三个转动轴的各种可能的设定方式并分析其优缺点后确定的。在图2所示本发明机床上加工螺旋锥齿轮的过程是：

1.在工件转台21上安装好被加工的螺旋锥齿轮38或48，启动程序后计算机首先控制B轴回转铰链37回转将工件箱21回转到所需要的角度，回转角度的大小对盘类零件是根锥角的余角，对轴类零件是根锥角；

2.计算机控制X轴滑台14、横梁16和刀具箱18分别沿X轴、Z轴和Y轴将刀具20快速移动到齿轮加工的起始位置，刀具20按给定的速度回转并开启冷却液；

3.在程序控制下，A、X、Y、Z四轴联动使刀具和齿轮作啮合的展成运动以加工出齿面；

4.一个齿槽加工好之后，刀具箱18向上移动使刀具20与被加工的螺旋锥齿轮(工件)38或48脱离接触，齿轮分度到第二个轮齿加工的起始位置，其余X轴、Y轴和Z轴快速退回到齿轮加工的起始位置；

5.加工第二个齿槽，如此循环往复，直到加工完成所有的轮齿；

6.各轴都回到原始位置，工作门打开，工作人员取下加工好的齿轮并换上待加工的齿轮；

7.如果是数控磨齿机，在预备时间或加工过程中还要修整砂轮。

附图说明

图1是现有螺旋锥齿轮加工机床的结构；

图2是本发明的螺旋锥齿轮加工机床的一种实施例结构；

图3是图2中工件转台的一种实施例结构；

图4是图2中工件转台的又一种实施例结构。

在附图中：

1-Z轴滑台；                 2-X轴滑台；

3-Y轴滑台；                 4-工件箱；

8-C轴(刀具)；               9-B轴；

10-A轴(工件)；              11-床身；

12-龙门架；                 13-X向直线导轨；

14-X轴滑台；                15-Z向直线导轨；

16-横梁；                   17-Y向直线导轨；

18-刀具箱；                 19-刀具主轴(C轴)；

20-刀具；                   21-工件转台；

31-底座；                   32-工件箱；

33-连杆；                   34-导轨；

35-滑板；                   36-工件轴(A轴)；

37-B轴回转铰链；            38-盘形螺旋锥齿轮；

48-轴形螺旋锥齿轮。

具体实施方式：

按照图2、图3和上述结构的盘形螺旋锥齿轮机床，所述三个直线导轨和滑动驱动机构采用滚动导轨和滚珠丝杆，伺服电机通过一对齿轮传动或同步齿形带传动将电机转动传给所述滚珠丝杆，带动X轴滑台、Y轴刀具箱、Z轴横梁运动；X轴、Y轴和Z轴的位移用光栅尺测定，闭环控制；刀具主轴(C轴)19用主轴电机或者调频电机通过齿轮或皮带轮驱动，当然也可采用电主轴或者力矩电机直接驱动；B轴回转铰链37的回转通过连杆铰链机构来实现，其转角用高精度光栅盘测定、闭环控制。工件轴(A轴)36回转可用伺服电机和蜗杆蜗轮副驱动或用大力矩电机直接驱动，其转角用高精度光栅盘测定、闭环控制。齿轮加工时，利用计算机直接控制X、Y、Z、A四轴联动，就可以加工出所需要的螺旋锥齿轮。

Claims (5)

1、一种大模数螺旋锥齿轮加工机床，有床身(11)和龙门架(12)，其特征是，所述床身(11)的上面设有X向直线导轨(13)且其上装有可在驱动机构带动下沿该X向直线导轨(13)移动的X轴滑台(14)，龙门架(12)上设有Z向直线导轨(15)且其上装有可在驱动机构带动下沿该Z向直线导轨(15)上下滑行的横梁(16)，所述横梁(16)上设有Y向直线导轨(17)且其上装有可在驱动机构带动下沿Y向直线导轨(17)移动的刀具箱(18)，所述刀具箱(18)上设有可在驱动机构带动下回转的刀具主轴(19)，该刀具主轴(19)上装有刀具(20)，X轴滑台(14)上设有安装螺旋锥齿轮的工件转台(21)。

2、根据权利要求1所述的大模数螺旋锥齿轮加工机床，其特征是，所述工件转台(21)有底座(31)，该底座(31)的一端与其上方的工件箱(32)的一端经B轴回转铰链(37)相铰接，所述底座(31)的另一端设有导轨(34)且其上装有可在驱动机构带动下沿该导轨(34)移动的滑板(35)，连杆(33)的两端分别与滑板(35)和工件箱(32)后部相铰接，工件箱(32)中设何可在驱动机构带动下产生回转的工件轴(36)。

3、根据权利要求2所述的大模数螺旋锥齿轮加工机床，其特征是，所述B轴回转铰链(37)的回转角度为0°-45°。

4、根据权利要求2所述的大模数螺旋锥齿轮加工机床，其特征是，所述工件轴(36)设置在工件箱(32)的顶面。

5、根据权利要求2所述的大模数螺旋锥齿轮加工机床，其特征是，所述工件轴(36)设置在工件箱(32)的一个侧面上。

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