CN202461703U - 一种蜗轮机床 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种蜗轮机床，包含床身、立柱、滚刀架、电机，所述床身右侧安装有伺服电机，与伺服电机相连接的有精密滚珠丝杠和螺母，丝杠的前端固定有高精度旋转编码器；床身的上侧安装有回转工作台，所述回转工作台右侧安装有伺服电机，与蜗杆和蜗轮连接；所述伺服电机的上方安装有工作台，工作台的上方安装有夹具；所述立柱固定在所述床身的左侧，所述立柱的右上方安装有滚刀架，所述滚刀架的右侧连接有丝杠和螺母；所述滚刀架左侧安装有伺服电机，与蜗杆、蜗轮连接；滚刀主轴通过齿轮和与高精度编码器连接；所述工作台回转主轴的末端固定有高精度回转编码器。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种蜗轮机床，特别是一种利用滚刀精加工蜗轮齿形机床。
背景技术
随着生产的专业化和生产能力的不断扩大，蜗轮、蜗杆在机械结构方面的应用越来越广泛，精度要求越来越高。传统滚齿机床多是齿轮滚齿加工和蜗轮滚齿加工两用机床。即使是蜗轮专用滚齿机床也是依靠机械精密配合方式传动。明显的存在如下问题：
(1)各部件之间的关联运动靠纯机械方式实现，结构复杂，中间环节的零部件数量多，每个零部件的精度要求特别高，更换时制造困难；
(2)工件每循环加工量由人工进行调整，操作者工作量很大且对操作者的综合素质要求非常严格，容易引起加工量不均匀，影响工件表面的粗糙度；
(3)机床的工作行程和工件加工的起止点靠操作者根据刻度尺调整判断，重复定位精度存在人为误差。
在上述情况下，发明调整方便，加工精度高，效率高的专用蜗轮滚齿机床成为蜗轮加工行业的迫切要求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种蜗轮机床。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种蜗轮机床，包含床身、立柱、滚刀架、电机，其特征在于：所述床身右侧安装有伺服电机1，与伺服电机1相连接的有精密滚珠丝杠和螺母，丝杠的前端固定有高精度旋转编码器15；
床身的上侧安装有回转工作台，所述回转工作台右侧安装有伺服电机2，与蜗杆13和蜗轮12连接；
所述伺服电机2的上方安装有工作台，工作台的上方安装有夹具；
所述立柱固定在所述床身的左侧，所述立柱的右上方安装有滚刀架，所述滚刀架的右侧连接有丝杠和螺母；
所述滚刀架左侧安装有伺服电机4，与蜗杆6、蜗轮5连接；滚刀主轴通过第一齿轮7和第二齿轮9与高精度编码器8连接；所述工作台回转主轴的末端固定有高精度回转编码器14。
使用时，床身右侧伺服电机1通过精密滚珠丝杠17、螺母16驱动回转工作台沿床身精密复式导轨（三角导轨和平导轨组合）直线往复移动，实现蜗轮加工的径向进给；回转工作台的台面由伺服电机2通过高精度复导程蜗杆13、蜗轮12驱动进行圆周回转，实现工件加工的圆周进给；机床的立柱固定在床身左侧，其前平面用于固定滚刀架，滚刀架上设有水平导轨，用扳手转动丝杠10，通过螺母11驱动滚刀架作切向调整；伺服电机4通过高精度复导程多头蜗杆6、蜗轮5驱动蜗轮滚刀回转，进行蜗轮齿切削加工；滚刀主轴通过无隙第一齿轮7和第二齿轮9将运动传递至高精度编码器8；驱动工作台做直线运动的滚珠丝杠17的前端固定有高精度旋转编码器15；工 作台回转主轴的末端固定有高精度回转编码器14。机床的运动方式为三轴两联动数控闭环系统控制：滚刀主轴旋转运动和工作台旋转运动相互关联，完成蜗轮齿形的圆周加工；工作台旋转运动和往复直线动相互关联，完成蜗轮齿形的径向加工。
工作时，切削速度的调整
分度蜗杆与滚刀转速关系式:
N刀*K/Z工=N分/Z分
N刀:滚刀转速K:滚刀头数N分:度蜗杆转速Z分:分度蜗轮齿数Z工:工件蜗轮齿数
根据以上关系式，可以核算分度蜗杆的实际转速。
本实用新型的有益效果是：由高精度编码器将部件的运动信息反馈至数控系统，再由系统发出指令驱动相关联部件产生关联运动，简化了机床的结构，省掉了纷繁复杂的中间传动零部件，使原来由大量高精度的零部件通过高精度的配合才能形成的高精度关联运动，仅由几个高精度编码器便得以实现。结构简单，不易出故障，不需要更换中间环节部件；且编码器精度极高，更换简便。
工件每循环加工量由数控系统实现：数控系统控制循环切削量，操作者不必每循环依据刻度尺进行调整，大大减少了操作者的劳动强度，削除了人为操作误差；循环加工量均匀，表面粗糙度得以提高。机床的工作行程、切削速度、工件旋转方向等系列调整过程均由数控系统控制。重复定位精确，消除了人为因素误差；调整过程简单，不须更换任何部件，精度稳定性好。
附图说明
附图1机床外观图（去掉外围设备及护罩后的俯视图）；
附图2数控滚齿机传动原理简图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、伺服电机，2、伺服电机，3、滚刀，4、伺服电机，5、蜗轮，6、蜗杆，7、第一齿轮，8、编码器，9、第二齿轮，10、丝杠，11、螺母，12、蜗轮，13、蜗杆，14、编码器，15、编码器，16、螺母，17、丝杠，18、立柱，19、床身，20、工作台，21、夹具，22、滚刀架。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图2所示，床身右侧伺服电机1通过精密滚珠丝杠17、螺母16驱动回转工作台沿床身精密复式导轨（三角导轨和平导轨组合）直线往复移动，实现蜗轮加工的径向进给；回转工作台的台面由伺服电机2通过高精度复导程蜗杆13、蜗轮12驱动进行圆周回转，实现工件加工的圆周进给；机床的立柱固定在床身左侧，其前平面用于固定滚刀架，滚刀架上设有水平导轨，用扳手转动丝杠10，通过螺母11驱动滚刀架作切向调整；伺服电机4通过高精度复导程多头蜗杆6、蜗轮5驱动蜗轮滚刀回转，进行蜗轮齿切削加工；滚刀主轴通过无隙第一齿轮7和第二齿轮9将运动传递至高精度编码器8；驱动工作台做直线运动的滚珠丝杠17的前端固定有高精度旋转编码器15；工作台回转主轴的末端固定有高精度回转编码器14。机床的运动方式为三轴 两联动数控闭环系统控制：滚刀主轴旋转运动和工作台旋转运动相互关联，完成蜗轮齿形的圆周加工；工作台旋转运动和往复直线动相互关联，完成蜗轮齿形的径向加工。
工件安装完毕后，转动丝杠10，通过螺母11驱动滚刀架做横向直线运动，调整滚刀3至要求的切削位置，然后刹紧滚刀架压板，使滚刀在切削过程中不发生轴向移动。手动或程序控制伺服电机1，通过丝杠17和丝母16驱动工作台快速直线移动，使工件移动到将要进行切削的位置，然后按下自动工作按纽，由程序控制整个加工过程。加工过程中，伺服电机2通过蜗杆13驱动与回转工作台台面固定在一起的蜗轮12回转，从而带动工件以相同的角速度回转。工件回转的角速度由编码器14传送到中央控制系统，中央控制系统根据分度蜗杆与滚刀转速关系式:N刀*K/Z工=N分/Z分，核算出滚刀的理论转速，从而控制伺服电机4的旋转速度。伺服电机4通过蜗杆6驱动蜗轮5回转，带动滚刀3回转，滚刀的实际转速通过一对1：1啮合的齿轮7和9传动至编码器8，再传至中央控制系统。中央控制系统根据编码器8和编码器14的反馈信息，即时调整伺服电机2和伺服电机4的转速，使工件回转速度和滚刀的回转速度达至最佳的关联。加工过程中，工件每回转一周，编码器14将信息传送至控制系统，再由系统根据信息驱动伺服电机1，通过精密滚珠丝杠17、螺母16驱动回转工作台沿床身精密复式导轨（三角导轨和平导轨组合）直线移动，完成蜗轮加工的径向进给。进给参数由操作者根据经验事先设定。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种蜗轮机床，包含床身、立柱、滚刀架、电机，其特征在于：所述床身右侧安装有伺服电机（1），与伺服电机（1）相连接的有精密滚珠丝杠和螺母，丝杠的前端固定有高精度旋转编码器（15）；
床身的上侧安装有回转工作台，所述回转工作台右侧安装有伺服电机（2），与蜗杆（13）和蜗轮（12）连接；
所述伺服电机（2）的上方安装有工作台，工作台的上方安装有夹具；
所述立柱固定在所述床身的左侧，所述立柱的右上方安装有滚刀架，所述滚刀架的右侧连接有丝杠和螺母；
所述滚刀架左侧安装有伺服电机（4），与蜗杆（6）、蜗轮（5）连接；滚刀主轴通过第一齿轮（7）和第二齿轮（9）与高精度编码器(8)连接；所述工作台回转主轴的末端固定有高精度回转编码器（14）。
2.如权利要求1所述的蜗轮机床，其特征在于：床身右侧伺服电机（1）通过精密滚珠丝杠（17）、螺母（16）驱动回转工作台沿床身精密复式导轨直线往复移动，实现蜗轮加工的径向进给；
工作台的台面由伺服电机（2）通过高精度复导程蜗杆（13）、蜗轮（12）驱动进行圆周回转，实现工件加工的圆周进给；
机床的立柱固定在床身左侧，其前平面用于固定滚刀架，滚刀架上设有水平导轨，用扳手转动丝杠（10），通过螺母（11）驱动滚刀架作切向调整；
伺服电机(4)通过高精度复导程多头蜗杆（6）、蜗轮（5）驱动蜗轮滚刀回转，进行蜗轮齿切削加工；
滚刀主轴通过无隙第一齿轮（7）和第二齿轮（9）将运动传递至高精度编码器（8）；
驱动工作台做直线运动的滚珠丝杠（17）的前端固定有高精度旋转编码器（15）；工作台回转主轴的末端固定有高精度回转编码器（14）。
3.如权利要求1或2所述的蜗轮机床，其特征在于：所述机床的运动方式为三轴两联动数控闭环系统控制，滚刀主轴旋转运动和工作台旋转运动相互关联，完成蜗轮齿形的圆周加工；工作台旋转运动和往复直线动相互关联，完成蜗轮齿形的径向加工。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102873409A (zh) * | 2012-11-06 | 2013-01-16 | 杭州余杭正达机械有限公司 | 蜗轮切削专机 |
| CN106425533A (zh) * | 2016-12-08 | 2017-02-22 | 北京精雕科技集团有限公司 | 一种倾斜轴双电机驱动的双轴数控回转工作台 |
| CN108080749A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-05-29 | 重庆机床(集团)有限责任公司 | 带在线检测机构的高精度蜗轮加工机床及其测量控制系统 |
| CN110948060A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-04-03 | 陈青青 | 一种蜗杆加工用高精度滚刀磨床 |
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2011
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