CN201198057Y - 三轴数控齿条插齿机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种三轴数控齿条插齿机，包括有：床身、电控柜、液压箱，还包括有设置在床身后端上的中床身、固装在中床身上的立柱以及设置在立柱上的主驱动机构，立柱前部装有刀架总成，立柱右侧设有刀轴驱动机构，床身前端设有其上装有工作台的工作台底座，在中床身内设置有径向进给机构和切向进给机构，立柱内部固装让刀机构。优点是：本插齿机的主运动、圆周运动、分齿运动和径向进给运动均在一定范围内实现无级变速，减少了机床的零部件，结构简单，便于机床的加工和装配，进而可降低加工成本，工作可靠，效率高。

Description

三轴数控齿条插齿机

技术领域

本实用新型机床制造技术领域，特别是涉及一种高精度、高自动化、高工效且适用于齿条加工的三轴数控齿条插齿机。

背景技术

齿条插齿机是一种常见的齿条加工机床，主要用于加工齿条，在电梯行业、升降机行业、机械制造业和建材行业等均得到广泛地的应用。目前，国内外生产的齿条插齿机基本上有两种结构：其一，由常规电气与液压控制的全机械传动的齿条插齿机，该类齿条插齿机要实现指定的运动关系，一般具有多个由齿轮副、蜗轮副、皮带与链轮传动、凸轮和轴承组成的复杂传动系统。由此可见，传统的齿条插齿机工件主轴传动链长，不仅会导致损失传动精度和传动效率、出故障几率较高，而且主轴的运动速度也将受到限制。此外，由于机床零部件多，给机床的加工和装配也造成很大困难，延长了生产周期。其二，由数控系统、液压系统控制的拥有二个联动轴的数控齿条插齿机，这类数控齿条插齿机精度较高，机床结构简单，没有较长的机构传动链，构成机床的零件大大减少，机床的加工速度和功效率均较高。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种一种高精度、高自动化、高工效且适用于齿条加工的三轴数控齿条插齿机。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：三轴数控齿条插齿机，包括有：床身、电控柜、安装在一侧的液压箱，其特征在于：还包括有设置在床身后端上的中床身、固装在中床身上的立柱以及设置在立柱上的主驱动机构，立柱前部装有刀架总成，立柱右侧设有刀轴驱动机构，床身前端设有其上装有工作台的工作台底座，在中床身内设置有径向进给机构和切向进给机构，立柱内部固装让刀机构。

本实用新型还可以采用如下技术方案：

所述主驱动机构包括有：箱体、安装在箱体中的液压变速轴和曲柄轴、设置在顶盖上的调整板以及安装在调整板上的主轴电机，主轴电机上装有小皮带轮，曲柄轴上依次装有曲柄盘、大齿轮)、小齿轮和同步齿形带轮，液压变速轴前端部装有杯形套和内套，中部安装有与大齿轮、小齿轮相啮合的变速齿轮和等速齿轮，变速齿轮和等速齿轮之间装有滑套，液压变速轴后端装有支承套，支承套上设置大皮带轮。

所述工作台底座包括：底座、连接于底座端部的辅助导轨，位于底座上的轴承套内装有用于传递切向运动的锥齿轮轴，安装在座内的轴两端分别装有锥齿轮和直齿轮，锥齿轮啮合锥齿轮轴，直齿轮啮合通过止推轴承和轴承套安装在座内的齿轮，该齿轮连接滚珠丝杠副。

所述刀架总成包括：位于立柱前部的刀架体，刀架体通过两端连接轴固连立柱，刀架体后部设有蜗杆体，蜗杆体内装有用于分齿圆周运动的蜗杆，位于刀架体内的套上安装有与蜗杆相啮合的蜗轮，套内还分别装有固定块和滑块，滑块连接刀轴，刀轴上部连接联接套，联接套内装有球拉杆，刀架体下端装有导向套，刀架体后部连接让刀机构。

所述刀轴驱动机构包括：伺服电机、盖板和调整垫，伺服电机一侧连接电机接套，电机接套连接万向联轴器，万向联轴器一端连接联接套，连接套通过键连接蜗杆。

所述径向进给机构包括：伺服电机通过联轴器连接半轴，半轴连接其内装有丝杠的丝杠套，丝杠套端部安装丝杠盘，丝杠套通过球轴承支承在支架上。

所述切向进给机构包括：伺服电机，伺服电机通过联轴器连接半轴，半轴连接其内装有花键轴和花键套，花键套通过球轴承支承在支架上，花键套端部安装花键盘。

所述让刀机构包括：固定于立柱顶面的支架，支架通过球轴承架装有轴，轴上通过键连接同步齿形带和让刀凸轮，支架上通过支座安装小轴，小轴上设置有让刀滚子，支架下端连接让刀支架，让刀支架内装有让刀轴，在让刀轴内中部连接小轴，小轴通过球轴承连接拉杆，拉杆另一端连接小轴。

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于本实用新型采用上述技术方案，本插齿机的主运动、圆周运动、分齿运动和径向进给运动均在一定范围内实现无级变速，这样不仅解决了机械齿条插齿机主轴的旋转、分度只能通过主电机经过较长的传动链来传递运动以及加工不同工件必须更换挂轮组等导致传动精度效率低、操作繁琐的技术难题，同时由于减少了机床的零部件；不仅结构简单，便于机床的加工和装配，进而可降低加工成本；此外，本实用新型采用了FANUC数字程序控制系统和相关的伺服电机实现对插齿机的驱动和程序控制，工作可靠，效率高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的俯视图；

图4是本实用新型主驱动机构示意图；

图5是图4的A—A剖视图；

图6是本实用新型工作台底座示意图；

图7是图6的P向视图；

图8是图7的B—B旋转剖视图；

图9是本实用新型刀架总成示意图；

图10是图9的C—C剖视图

图11是本实用新型刀轴驱动机构示意图；

图12图11的D—D剖视图；

图13是本实用新型径向进给机构示意图；

图14是本实用新型切向进给机构示意图；

图15是本实用新型让刀机构示意图；

图16是图15的E—E剖视旋转图。

图中：1、床身；2、中床身；3、立柱；4、主驱动机构；4—1、主轴电机；4—2、调整板；4—3、顶盖；4—4、箱体；4—5、曲柄轴；4—6、圆锥滚珠轴承；4—7、深沟球轴承；4—8、曲柄盘；4—9、大齿轮；4—10、小齿轮；4—11、同步齿形带轮；4—12、液压变速轴；4—13、球轴承；4—14、杯形套；4—15、内套；4—16、变速齿轮；4—17、等速齿轮；4—18、滑套；4—19、摩擦件；4—20、固定套；4—21、支承套；4—22、滚子轴承；4—23、大皮带轮；4—24、小皮带轮；5、工作台底座；5—1、底座；5—2、辅助导轨；5—3、锥齿轮轴；5—4、球轴承；5—5、轴承套；5—6、轴；5—7、接触球轴承；5—8、座；5—9、锥齿轮；5—10、直齿轮；5—11、齿轮；5—12、止推轴承；5—13、轴承套；5—14、滚珠丝杠副；6、工作台；7、刀架总成；7—1、导架体；7—2、蜗杆体；7—3、蜗杆；7—4、角接触球轴承；7—5、深沟球轴承；7—6、蜗轮；7—7、套；7—8、固定块；7—9、滑块；7—10、刀轴；7—11、联接套；7—12、球面环；7—13、球面垫；7—14、球拉杆；7—15、导向套；8、刀轴驱动机构；8—1、伺服电机；8—2、盖板；8—3、调整垫；8—4、电机接套；8—5、万向联轴器；8—6、连接套；8—7、蜗杆；9、径向进给机构；9—1、伺服电机；9—2、联轴器；9—3、半轴；9—4、丝杠套；9—5、丝杠；9—6、丝杠盘；9—7、球轴承；9—8、支架；10、切向进给机构；10—1、伺服电机；10—2、联轴器；10—3、半轴；10—4、花键套；10—5、花键轴；10—6、花键盘；10—7、球轴承；10—8、支架；11、让刀机构；11—1、支架；11—2、同步齿形带轮；11—3、让刀机构；11—4、键；11—5、轴；11—6、球轴承；11—7、支架；11—8、让刀滚子；11—9、小轴；11—10、支座；11—11、让刀轴；11—12、弹簧；11—13、套；11—14、套；11—15、让刀支架；11—16、小轴；11—17、深沟球轴承；11—18、拉杆；11—19、小轴；12、电控柜；13、液压箱。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1—图3，三轴数控齿条插齿机，包括有：床身1、电控柜12、安装在一侧的液压箱13，还包括有设置在床身后端上的中床身2、固装在中床身上的立柱3以及设置在立柱上的主驱动机构4，立柱前部装有刀架总成7，立柱右侧设有刀轴驱动机构8，床身前端设有其上装有工作台6的工作台底座5，在中床身内设置有径向进给机构9和切向进给机构10，立柱内部固装让刀机构11。

请参阅图4和图5，所述主驱动机构4包括有：箱体4—4、安装在箱体中的其前端由球轴承4—13支承的液压变速轴4—12和由一对圆锥滚珠轴承4—6及一对深沟球轴承4—7支承的曲柄轴4—5、设置在顶盖4—3上的调整板4—2以及安装在调整板上的主轴电机4—1。主轴电机上装有小皮带轮4—24，曲柄轴上依次装有曲柄盘4—8、大齿轮4—9、小齿轮4—10和同步齿形带轮4—11。液压变速轴前端部装有杯形套4—14和内套4—15，中部安装有与大齿轮、小齿轮相啮合的变速齿轮4—16和等速齿轮4—17。变速齿轮和等速齿轮之间装有滑套4—18，变速齿轮和等速齿轮内部装有摩擦片4—19和固定套4—20。液压变速轴后端装有支承套4—21，支承套4—21由圆锥滚珠轴承4—22支起，支承套上设置大皮带轮4—23。

请参阅图6—图8，所述工作台底座5包括：底座5—1、连接于底座端部的辅助导轨5—2，位于底座上的轴承套5—5内装有用于传递切向运动的锥齿轮轴5—3和一对球轴承5—4，安装在座5—8内的轴5—6由球轴承5—7支承，轴的5—6两端分别装有锥齿轮5—9和直齿轮5—10，锥齿轮啮合锥齿轮轴5—3，直齿轮啮合通过止推轴承5—12和轴承套5—13安装在座5—8内的齿轮5—11，该齿轮连接滚珠丝杠副5—14。

请参阅图9和图10，所述刀架总成7包括：位于立柱3前部的刀架体7—1，刀架体通过两端连接轴固连立柱3，刀架体后部设有蜗杆体7—2，蜗杆体内装有用于分齿圆周运动的蜗杆7—3，蜗杆7—3通过一对角接触球轴承7—4和一对深沟球轴承7—5支承，位于刀架体内的套7—7上安装有与蜗杆相啮合的蜗轮7—6，套内还分别装有固定块7—8和滑块7—9，滑块连接刀轴7—10，刀轴上部连接联接套7—11，联接套内装有球拉杆7—14，并用球面环7—12和球面垫7—13压住。刀架体下端装有导向套7—15，刀架体后部连接让刀机构11。

请参阅图11和图12，所述刀轴驱动机构8包括：伺服电机8—1、盖板8—2和调整垫8—3，伺服电机一侧连接电机接套8—4，电机接套连接万向联轴器8—5，万向联轴器一端连接联接套8—6，连接套通过键连接蜗杆8—7。

请参阅图13，所述径向进给机构9包括：伺服电机9—1通过联轴器9—2连接半轴9—3，半轴连接其内装有丝杠9—5的丝杠套9—4，丝杠套端部安装丝杠盘9—6，丝杠套通过球轴承9—7支承在支架9—8上。

请参阅图14，所述切向进给机构10包括：伺服电机10—1，伺服电机通过联轴器10—2连接半轴10—3，半轴连接其内装有花键轴10—5和花键套10—4，花键套通过球轴承10—7支承在支架10—8上，花键套端部安装花键盘10—6。

请参阅图15和图16，所述让刀机构11包括：固定于立柱内顶面的支架11—1，支架11—7通过球轴承11—6架装有轴11—5，轴11—5上通过键11—4连接同步齿形带11—2和让刀凸轮11—3，支架11—7上通过支座11—10安装小轴11—9，小轴11—9上设置有让刀滚子11—8，支架11—7下端连接让刀支架11—15，让刀支架内装有让刀轴11—11，让刀轴上、下部分分别通过套11—13和11—14支承于让刀支架11—15内。在让刀轴内中部连接小轴11—16，小轴11—16通过深沟球轴承11—17连接拉杆11—18，拉杆11—18另一端通过深沟球轴承连接小轴11—19。小轴11—16作用于刀架体上，让刀轴11—11在弹簧11—12的作用下实现上下往复运动。

本实用新型的工作原理为：

该三轴数控齿条插齿机由FANUC数字程序控制系统和相关的伺服电机实现对机床的驱动和程序控制，其主运动、圆周运动、分齿运动和径向进给运动均能在一定范围内实现无级变速，可使机床的加工精度达到6级。其中，刀轴驱动机构8由伺服电机8—1通过电机接套8—4驱动万向联轴器8—5旋转，万向联轴器又通过连接套8—6将运动位置给蜗轮副中的蜗杆8—7，由此带动刀轴7—10旋转，实现刀轴的圆周进给量的大小改变以及分齿运动。径向进给机构9由伺服电机9—1通过联轴器9—2带动丝杠套9—4旋转，丝杠套的旋转由变为丝杠9—5的直线运动，从而带动工作台底座实现径向运动，丝杠盘9—6可实现丝杠反向运动的无间隙运动，保证了加工的高精度性。切向进给机构10由伺服电机10—1通过联轴器10—2带动花键套10—4旋转，花键套又将旋转运动位置给花键轴10—5，花键轴将运动位置给工作台底座5的锥齿轮轴5—3，从而实现了工作台的横向运动，并实现工作状态的分齿运动以及调整状态的快速运动。

Claims (8)

1.一种三轴数控齿条插齿机，包括有：床身(1)、电控柜(12)、安装在一侧的液压箱(13)，其特征在于：还包括有设置在床身后端上的中床身(2)、固装在中床身上的立柱(3)以及设置在立柱上的主驱动机构(4)，立柱前部装有刀架总成(7)，立柱右侧设有刀轴驱动机构(8)，床身前端设有其上装有工作台(6)的工作台底座(5)，在中床身内设置有径向进给机构(9)和切向进给机构(10)，立柱内部固装让刀机构(11)。

2.根据权利要求1所述的三轴数控齿条插齿机，其特征在于：所述主驱动机构(4)包括有:箱体(4—4)、安装在箱体中的液压变速轴(4—12)和曲柄轴(4—5)、设置在顶盖(4—3)上的调整板(4—2)以及安装在调整板上的主轴电机(4—1)，主轴电机上装有小皮带轮(4—24)，曲柄轴上依次装有曲柄盘(4—8)、大齿轮(4—9)、小齿轮(4—10)和同步齿形带轮(4—11)，液压变速轴前端部装有杯形套(4—14)和内套(4—15)，中部安装有与大齿轮、小齿轮相啮合的变速齿轮(4—16)和等速齿轮(4—17)，变速齿轮和等速齿轮之间装有滑套(4—18)，液压变速轴后端装有支承套(4—21)，支承套上设置大皮带轮(4—23)。

3.根据权利要求1所述的三轴数控齿条插齿机，其特征在于：所述工作台底座(5)包括：底座(5—1)、连接于底座端部的辅助导轨(5—2)，位于底座上的轴承套(5—5)内装有用于传递切向运动的锥齿轮轴(5—3)，安装在座(5—8)内的轴(5—6)两端分别装有锥齿轮(5—9)和直齿轮(5—10)，锥齿轮啮合锥齿轮轴(5—3)，直齿轮啮合通过止推轴承(5—12)和轴承套(5—13)安装在座(5—8)内的齿轮(5—11)，该齿轮连接滚珠丝杠副(5—14)。

4.根据权利要求1所述的三轴数控齿条插齿机，其特征在于：所述刀架总成(7)包括：位于立柱(3)前部的刀架体(7—1)，刀架体通过两端连接轴固连立柱，刀架体后部设有蜗杆体(7—2)，蜗杆体内装有用于分齿圆周运动的蜗杆(7—3)，位于刀架体内的套(7—7)上安装有与蜗杆相啮合的蜗轮(7—6)，套内还分别装有固定块(7—8)和滑块(7—9)，滑块连接刀轴(7—10)，刀轴上部连接联接套(7—11)，联接套内装有球拉杆(7—14)，刀架体下端装有导向套(7—15)，刀架体后部连接让刀机构(11)。

5.根据权利要求1所述的三轴数控齿条插齿机，其特征在于：所述刀轴驱动机构(8)包括：伺服电机(8—1)、盖板(8—2)和调整垫(8—3)，伺服电机一侧连接电机接套(8—4)，电机接套连接万向联轴器(8—5)，万向联轴器一端连接联接套(8—6)，连接套通过键连接蜗杆(8—7)。

6.根据权利要求1所述的三轴数控齿条插齿机，其特征在于：所述径向进给机构包括：伺服电机(9—1)通过联轴器(9—2)连接半轴(9—3)，半轴连接其内装有丝杠(9—5)的丝杠套(9—4)，丝杠套端部安装丝杠盘(9—6)，丝杠套通过球轴承(9—7)支承在支架(9—8)上。

7.根据权利要求1所述的三轴数控齿条插齿机，其特征在于：所述切向进给机构(10)包括：伺服电机(10—1)，伺服电机通过联轴器(10—2)连接半轴(10—3)，半轴连接其内装有花键轴(10—5)和花键套(10—4)，花键套通过球轴承(10—7)支承在支架(10—8)上，花键套端部安装花键盘(10—6)。

8.根据权利要求1所述的三轴数控齿条插齿机，其特征在于：所述让刀机构(11)包括：固定于立柱顶面的支架(11—1)，支架(11—7)通过球轴承(11—6)架装有轴(11—5)，轴(11—5)上通过键(11—4)连接同步齿形带(11—2)和让刀凸轮(11—3)，支架(11—7)上通过支座(11—10)安装小轴(11—9)，小轴(11—9)上设置有让刀滚子(11—8)，支架(11—7)下端连接让刀支架(11—15)，让刀支架内装有让刀轴(11—11)，在让刀轴内中部连接小轴(11—16)，小轴(11—16)通过球轴承(11—17)连接拉杆(11—18)，拉杆(11—18)另一端连接小轴(11—19)。

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