CN201271765Y - 小模数干、湿切卧式数控滚齿机 - Google Patents

小模数干、湿切卧式数控滚齿机 Download PDF

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陈子汶
徐长春
朱子法
姚志学
陶新根
陶忠明
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Zhejiang Jiaxue Special Minitype Motors Group Co., Ltd.
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ZHEJIANG JIAXUE CNC MACHINES CO Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种小模数干、湿切卧式数控滚齿机。其特征是主机设有四个数控轴：水平轴向进给Z轴，径向进给X轴，刀具回转B轴，工件回转C轴；两个机动轴：刀架回转和刀架窜刀。刀具主轴驱动采用交流伺服电机，并用风冷装置对电机进行不间断的风冷，使其温升保持在一定允许范围内。刀具主轴轴承和主轴箱主轴轴承采用循环油润滑，其它移动部位采用自动润滑；机床系统配有二套刀具冷却系统，两套排屑装置。本实用新型具有自动化程度高，效率高和加工精度高等特点，完全满足机床高速切削的要求。

Description

小模数干、湿切卧式数控滚齿机
技术领域
本实用新型涉及一种数控机床，尤其涉及一种具有干切功能的小模数卧式数控滚齿机。
背景技术
本公司生产专利产品Y3112CNC立式小模数数控滚齿机投放市场以来，由于产品优良的性价比而受到广大用户特别青睐和欢迎。同时，广大用户又对我们提出新要求，因为全国电动工具、轴业、仪器仪表、微型减速机、摩托车等行业，小模数齿轮加工不仅量大，而且精度要求越来越高，这些行业还急需具备干切功能的特别高效加工功能的小模数数控滚齿机来满足其需求。特别是随着改革开放的深入发展，国内不少厂家加工出口到日本、欧州、美国等国家的小模数齿轮产品，这些外销产品精度按国际标准要求，没有特别高的加工手段上不了量，就没有经济效益。因国内到目前为止，尚没有既能进行干切，又能加工高硬齿面的小模数数控滚齿机。
发明内容
本实用新型主要目的是解决现有技术所存在的不足，从而开发一种具备干切功能的特别高效的小模数干、湿切卧式数控滚齿机。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种小模数干、湿切卧式数控滚齿机，由主机，电柜，液压站，自动排屑装置组成，其特征在于：
所述主机设有四个数控轴：水平轴向进给Z轴，径向进给X轴，刀具回转B轴，工件回转C轴；两个机动轴：刀架回转和刀架窜刀。
刀具主轴驱动采用交流伺服电机。针对交流伺服电机长时间高速运转后发热严重，使得电机失灵，采用风冷装置对电机进行不间断的风冷，使其温升保持在一定允许范围内。
刀具主轴轴承和主轴箱主轴轴承与分度齿轮副间采用循环油润滑结构。其它移动部位采用自动润滑，根据实际需求预置润滑时间和每分钟润滑次数，使这些部位得到定时定量润滑。
机床系统配有二套刀具冷却系统：油冷却和气体冷却及其切换装置。
系统还配有两套排屑装置：铁屑和冷却液通过磁性分离后传送；铁屑直接通过磁性传送带。
本实用新型的技术方案还可以进一步完善，
作为优选，
水平轴向进给Z轴依次由交流伺服电机，弹性联轴节，滚珠丝杆副组成；
径向进给X轴依次由交流伺服电机，弹性联轴节，滚珠丝杆副组成；
刀具回转B轴依次由交流伺服电机，右旋斜齿轮，左旋齿轮组成；
工件回转C轴依次由交流伺服电机，两直齿轮，分度直齿轮组成。
作为优选，刀架回转依次由无刷直流电机，右旋蜗杆，右旋斜齿轮组成；刀架窜刀依次由无刷直流电机，丝杆螺母组成。
作为优选，水平轴向进给Z轴采用注塑新工艺的导轨。X轴进给的导轨采用的是高刚度大尺寸的直线导轨副，刀架窜刀Y轴进给导轨也是高刚度直线导轨副，在不同的部位合理的采用导轨副目的就是降低摩擦系数，提高各导轨的耐用度，确保其持续运动精度。
作为优选，所述工件回转C轴采用铝合金的分配环体，分配环体与主轴的配合面设置数条环形沟槽。克服了现有技术采用高速易磨损的橡胶回转密封环密封的漏油问题。
作为优选，工件回转C轴两直齿轮的结合面设有弹簧径向拉紧装置。不管分度轴怎样正反转和使用多久，两直齿轮与相啮合的分度齿轮都做到无侧隙传动。
机床工件自动夹紧和放松，并可方便的安装精密对刀装置和自动上下料装置。
机床所有运动副都设置无触点开关进行控制，再加上加工程序中设置多道软限位和相互自锁的约束结合，机床安全性能极高。
本实用新型的有益效果是：由于采取上述一系列措施，本实用新型传动链短，传动刚性高，传动平稳；具有自动化程度高，效率高和加工精度高等特点，完全满足机床高速切削的要求。
附图说明
附图1为本实用新型数控滚齿机组成主视图；
附图2为图1的侧视图；
附图3为本实用新型数控滚齿机传动系统图；
附图4为本实用新型数控滚齿机刀架结构图；
附图5为本实用新型数控滚齿机主轴箱结构图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。
实施例：
如图1、图2所示的滚齿机，由主机I、电柜II、液压站III、自动排屑器IV，四个部份组成。机床加工范围0.3～2模数，加工工件直径100mm以下的软齿面或HRC55°±2°高硬齿面的滚切加工，齿轮加工精度为6级以下(新国标)，齿面粗糙度Ra1.6以下，干切时滚刀切削速度为200米/分以上。一台机床具备四种加工方法任其选择：(1)干切高速加工；(2)HRC55°±2°热处理材料直接加工；(3)二次对刀精加工，粗滚热处理后再次精加工；(4)一般用冷却液加工，具有万能性。
机床配置两套冷却系统，一套是进行常规切削时采用油冷却刀具和冲洗铁屑。另一套是进行干切时采用气体冷却刀具和清除铁屑，两套系统切换非常方便。
机床配有两套排屑装置，常规切削时，铁屑和冷却液，通过磁性分离，铁屑排到铁屑箱中，冷却液返回到冷却箱中。机床干切时，铁屑直接通过磁性传送带，排到铁屑箱中。
如图3所示的主机传动系统，共有四个数控轴，二个机械轴。它们分别是水平径向进给X轴，水平轴向进给Z轴，刀具回转B轴，工件回转C轴。两个机动轴是刀架回转A轴，自动窜刀Y轴。
机床水平轴向进给Z轴依次由IFK7063交流伺服电机1，GS24弹性联轴节2，FYND4005-4滚珠丝杆副3组成；径向进给X轴依次由IFK7063交流伺服电机4，GS24弹性联轴节5，FYND4005-4滚珠丝杆副6组成；刀具回转B轴依次由IFT6084交流伺服电机7，模数2、齿数30、螺旋角10°右旋斜齿轮8，模数2、齿数60、螺旋角10°左旋齿轮9组成，A为滚刀；工件回转C轴依次由IFK7083交流伺服电机10，模数2、齿数36、两直齿轮11、12，模数2、齿数61、分度直齿轮13组成；刀架回转M，依次由120WZJT160-3无刷直流电机14，模数1.5、头数3、螺旋角12°05′41″右旋蜗杆15，模数1.5、齿数115、螺旋角12°05′41″右旋斜齿轮16组成；刀架窜刀N，依次由60WZJT35-3无刷直流电机17，M14×1.5丝杆螺母18组成；尾架顶尖进出，工件夹紧或放松，均由液压站控制尾架油缸19来实现，H为工件夹紧油缸，P为工件。由于机床所有传动链短，传动刚性高，传动平稳且运动精度高，完全满足机床高速切削的要求。
为保证刀具主轴轴承和主轴箱主轴轴承持续回转运动精度，对上述轴承与分度齿轮副间采用循环油润滑结构，通过不断热交换，来控制轴承高速回转时产生的温升；其它移动部位采用自动润滑，根据实际需求预置润滑时间和每分钟润滑次数，使这些部位得到定时定量润滑。
机床Z轴进给的导轨副采用导轨注塑新工艺，X轴进给的导轨采用的是高刚度大尺寸的直线导轨副，刀架窜刀Y轴进给导轨也是高刚度直线导轨副，在不同的部位合理的采用导轨副目的就是降低摩擦系数，提高各导轨的耐用度，确保其持续运动精度。
如图4所示的机床刀架，由刀架体21，切向滑板22，直线导轨副23，辅助支承24，刀杆25，垫圈组26，主轴轴承27、28、29，花健轴30，花健套31，模数2、齿数60、螺旋角10°右旋斜齿轮9，模数2、齿数30螺旋角10°的斜齿轮8，拉杆32，IFT6084交流伺服电机7，风冷装置33等组成。本刀架最大特点有二，其一是采用交流伺服电机驱动刀具主轴，针对交流伺服电机长时间高速运转后发热严重，使得电机失灵，采用风冷装置对电机进行不间断的风冷，使其温升保持在一定允许范围内。其二是对刀具主轴轴承进行循环油润滑，一定压力的润滑油一方面起润滑使用，更重要的是润滑过程中带走轴承在高速运转中产生的热量，使轴承在持续运转中保持其高精度。
如图5所示的主轴箱(相当于立式滚齿机的工作台)，由于机床是卧式布局，工件安装在主轴箱主轴上的夹具中。它是由主轴箱体36，主轴35，主轴轴承34，主轴上夹紧油缸液压油分配环37，模数2、齿数61分度齿轮13，模数2、齿数36、传动齿轮11、12，及IFK7083交流伺服电机10，拉杆38，工件夹紧油缸39，工件夹具40等组成。本主轴箱有三个特点：一是工件回转主轴高速运转时，为保证夹紧油缸高压油分配环不漏油，分配环体采用有色金属铝材料，并且它与主轴间配合设置多条环形沟槽，效果非常好。二是主轴轴承和分度齿轮副间采用循环油润滑，通过热交换，一方面一定压力的循环油起润滑作用，二方面带走热量，控制其温升持续保持主轴轴承，分度齿轮传动精度。三是分度齿轮副间真正做到无间隙传动，两直齿轮11、12的结合面设有弹簧径向拉紧装置，与分度直齿轮13组成特殊啮合，不管分度轴怎样正反转和使用多久，它们都做到无侧隙传动，有力地保证了工件分度精度。
采用本实用新型技术应用在YGS3610CNC干、湿切卧式数控滚齿机上获得成功。该机床特别适用于电动工具、轴业、仪器仪表机械、微型减速机、摩托车及国防金工等行业的小模数齿轮的高硬齿面的高速、高效、高精度加工。

Claims (6)

1、一种小模数干、湿切卧式数控滚齿机，由主机I、电柜II、液压站III、自动排屑器IV组成，其特征在于：
所述主机设有四个数控轴：水平轴向进给Z轴，径向进给X轴，刀具回转B轴，工件回转C轴；
两个机动轴：刀架回转和刀架窜刀；
刀具主轴驱动采用装有风冷装置的交流伺服电机；
刀具主轴轴承和主轴箱主轴轴承与分度齿轮副间采用循环油润滑结构；
配有二套刀具冷却系统：油冷却和气体冷却及其切换装置；
配有两套排屑装置：铁屑和冷却液通过磁性分离后传送；铁屑直接通过磁性传送带。
2、根据权利要求1所述的小模数干、湿切卧式数控滚齿机，其特征在于：水平轴向进给Z轴依次由交流伺服电机(1)，弹性联轴节(2)，滚珠丝杆副(3)组成；径向进给X轴依次由交流伺服电机(4)，弹性联轴节(5)，滚珠丝杆副(6)组成；刀具回转B轴依次由交流伺服电机(7)，右旋斜齿轮(8)，左旋齿轮(9)组成；工件回转C轴依次由交流伺服电机(10)，两直齿轮(11、12)，分度直齿轮(13)组成。
3、根据权利要求1所述的小模数干、湿切卧式数控滚齿机，其特征在于：刀架回转依次由无刷直流电机(14)，右旋蜗杆(15)，右旋斜齿轮(16)组成；刀架窜刀依次由无刷直流电机(17)，丝杆螺母(18)组成。
4、根据权利要求1或2或3所述的小模数干、湿切卧式数控滚齿机，其特征在于：水平轴向进给Z轴采用注塑的导轨。
5、根据权利要求1或2或3所述的小模数干、湿切卧式数控滚齿机，其特征在于：所述工件回转C轴采用铝合金的分配环体，分配环体与主轴的配合面设置数条环形沟槽。
6、根据权利要求1或2或3所述的小模数干、湿切卧式数控滚齿机，其特征在于：工件回转C轴两直齿轮(11、12)的结合面设有弹簧径向拉紧装置。
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Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Zhejiang Jiaxue Special Minitype Motors Group Co., Ltd.

Assignor: Zhejiang Jiaxue Cnc Machines Co., Ltd.

Contract record no.: 2011330000751

Denomination of utility model: Small module dry, wet cutting horizontal numerical control hobbing machine main spindle box

Granted publication date: 20090715

License type: Exclusive License

Record date: 20110616

C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: JIAXUE WEITE ELECTRIC MOTOR GROUP LLC, ZHEJIANG

Free format text: FORMER NAME: ZHEJIANG JIAXUE NUMERICALLY CONTROLLED MACHINE TOOL CO., LTD.

CP03 Change of name, title or address

Address after: 313000 Zhejiang city of Huzhou Province town Wuxing District No. 901 Zhenbeilu

Patentee after: Zhejiang Jiaxue Special Minitype Motors Group Co., Ltd.

Address before: 313000 Zhejiang city of Huzhou Province town Zhenbeilu No. 901

Patentee before: Zhejiang Jiaxue Cnc Machines Co., Ltd.

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: ZHEJIANG JUNCHENG NUMERICAL CONTROL ELECTROMECHANI

Free format text: FORMER OWNER: JIAXUE WEITE ELECTRIC MOTOR GROUP LLC, ZHEJIANG

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TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20150703

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Patentee after: The dynamo-electric Co., Ltd of the sincere numerical control of Zhejiang monarch

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