CN202517141U - 一种液压数控插齿机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机械控制技术领域，提供了一种液压数控插齿机，包括机械部件以及控制机械部件工作的液压控制系统，机械部件包床身、立柱和提拉机构，立柱竖直固定在所述床身的上表面，所述提拉机构可竖直移动的设置在立柱的一侧，提拉机构固定连接有一刀架总成。本实用新型的优点通过液压系统控制油缸、活塞杆和主轴等部件运动，使得插刀的轴向力能够处于恒力状态和主轴运动处于恒速冲程运动状态，通过实验表明，插刀轴向力在工作状态时保持在恒力状态下，插刀的轴向线速度在工作状态时保持在恒速状态下，工作稳定性好，保证插刀插销的加工精度和工作效率，可以通过输入相应程序控制调节螺旋角，可以加工出直齿或者斜齿等其它相应齿的形状。

Description

一种液压数控插齿机

技术领域

本实用新型属于机械控制技术领域，涉及一种液压数控插齿机。

背景技术

目前，常用的插齿机包括曲柄摆动机构，插齿机利用其曲柄摆动机构来传递动力，实现插刀的冲程过程。虽然曲柄的旋转运动是匀速运动，但在加工齿轮时摆杆冲程运动的运动速度和受力是处于变化中。参见图5，通过实验表明，插刀轴向力随着移动距离的增加先增加后减少，轴向线速度随着移动距离的增加也是先增加后减少，这就造成插刀插削不稳定，每次插削的深度各不相同，插齿加工的精度较差，产品质量较，后来人们采用油缸和活塞杆来代替曲柄摆动机构，在产品加工时通过液压控制系统控制使旋转插刀的X、Y、Z、A、B等三维方向与旋转的工件相互啮合使插刀在工件的轴上作往复运动来将工件成型了所需要的齿形状，而现有技术的液压控制系统不能很好地控制油缸和活塞杆工作，工作稳定性较差，严重影响了插刀插销的加工精度和工作效率。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，而提供一种操作方便，工作稳定性好，保证插刀插销的加工精度和工作效率的液压数控插齿机。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种液压数控插齿机，其特征在于，包括机械部件以及控制机械部件工作的液压控制系统，所述的机械部件包床身、立柱和提拉机构，所述立柱竖直固定在所述床身的上表面，所述提拉机构可竖直移动的设置在所述立柱的一侧，其特征在于，所述提拉机构固定连接有一刀架总成，该刀架总成包括具有竖直导向孔的刀架体、可轴向滑动配合在所述竖直导向孔中的主轴、具有活塞杆的第二油缸和一插刀，其中，所述刀架体与提拉机构相固定，所述第二油缸固定安装在刀架体上，所述主轴的顶端与所述活塞杆的伸出端相连接，主轴的底端滑动穿过所述竖直导向孔并与所述插刀连接；所述第二油缸设有进油口和出油口。

在上述的一种液压数控插齿机中，所述活塞杆的伸出端固定有球接头，所述主轴的顶端设有与所述球接头相配合的球窝，一压盖固定在所述主轴的顶端，且该压盖将所述球接头限位在所述球窝中。

在上述的一种液压数控插齿机中，所述压盖具有一球形凹陷部和一穿孔，所述球接头落在所述球形凹陷部与所述球窝中，所述活塞杆的伸出端穿过压盖的穿孔并与所述球接头连接。

在上述的一种液压数控插齿机中，所述刀架体上固定有安装支架，所述第二油缸固定在所述安装支架上。

在上述的一种液压数控插齿机中，所述的液压控制系统包括总控制中心，所述的总控制中心上分别电连接有用于控制工作台移动锁紧的第一油缸、用于控制工作台旋转的第一旋转装置、用于夹紧放置在工作台上工件的夹紧装置、用于控制刀架总成上下移动的移动装置，用于控制插刀主轴上下冲程移动的第二油缸、用于控制插刀主轴旋转的第二旋转装置、用于控制让刀机构的第三油缸以及用于控制刀架总成上下移动平衡的第四油缸，待加工的工件放置在工作台上通过夹紧装置夹紧固定后，第一旋转装置带动工作台旋转，第一油缸带动工作台移动，所述的移动装置带动刀架总成移动从而带动插刀移动，所述的第二旋转装置带动插刀旋转，第二油缸控制插刀主轴运动从而带动插刀上下冲程加工工作台上的工件，同时所述的第三油缸控制插刀进行让刀动作，加工出相应齿的形状。

这里控制系统主要控制X、Y、Z、A、B五个方向完成工件加工，这里控制工作台移动锁紧的第一油缸为X轴向(也叫进刀移动轴)，控制刀架总成上下移动的移动装置为Y轴向(也叫上下移动轴)，控制插刀主轴上下冲程移动的第二油缸为Z轴向(也叫冲程移动轴)，控制插刀主轴旋转的第二旋转装置为A轴向(也叫插刀旋转轴)，控制工作台旋转的第一旋转装置为B轴向(也叫工作旋转轴)，这里X，Y轴为定位轴，单独运动，Z轴为主动轴，由设在主轴上的光栅尺测量位置，Z轴用绝对值光栅尺，B为主动轴，由人为设定运动速度，A轴为跟随轴，A轴运动轨迹由公式A＝B/K+Z*L计算，其中K、L为常数，但Z轴的运动为往复运动，所述A的运动基本上也是往复运动与转动运动的合成运动。

在上述的一种液压数控插齿机中，所述的第一旋转装置包括台面进刀丝杆、进刀蜗轮辐以及第一电机，所述的台面进刀丝杆与进刀蜗轮辐配合，第一电机驱动进刀丝杆和进刀蜗轮辐带动工作台旋转。

在上述的一种液压数控插齿机中，所述的移动装置包括上下移动蜗轮辐、上下移动丝杆以及第二电机，所述的上下移动蜗轮辐与上下移动丝杆配合，第二电机驱动上下移动蜗轮辐与上下移动丝杆带动刀架总成上下移动。

在上述的一种液压数控插齿机中，所述的第二旋转装置包括插刀转动蜗轮辐和第三电机，所述的第三电机驱动插刀转动蜗轮辐带动插刀旋转。

在上述的一种液压数控插齿机中，所述的第三油缸和第二油缸上连接有伺服阀，在伺服阀上一端连接有用于调节压力的溢流阀，另一端连接有继电器，在溢流阀上连接有伺服进口滤油网和伺服出口滤油网。这里让第三油缸和第二油缸并联使用，使得冲程运动和让刀动作同步动作，让刀可靠，与冲程运动结合性好。

在上述的一种液压数控插齿机中，所述的夹紧装置为第五油缸，在第五油缸上连接有电磁换向阀，所述的第一油缸上连接有电磁换向阀，在电磁换向阀上的一端上连接继电器，继电器上连接有用于调节润滑压力的减压阀，减压阀上连接有用于调节润滑油亮的节流阀，节流阀分别与工作台、刀架总成以及立柱连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过油缸、活塞杆和主轴的组合替代了现有技术中的曲柄摆动机构，同时通过液压系统控制油缸、活塞杆和主轴等部件运动，使得插刀的轴向力能够处于恒力状态和主轴运动处于恒速冲程运动状态，通过实验表明，插刀轴向力在工作状态时保持在恒力状态下，插刀的轴向线速度在工作状态时保持在恒速状态下，工作稳定性好，保证插刀插销的加工精度和工作效率，可以通过输入相应程序控制调节螺旋角，可以加工出直齿或者斜齿等其它相应齿的形状。

附图说明

图1是本液压数控插齿机的原理方框图；

图2是本液压数控插齿机的机械原理图；

图3是本液压数控插齿机的液压原理图；

图4为本实用新型的冲程位移位置与插刀轴向力、轴向线速度关系示意图；

图5为现有技术的冲程位移位置与插刀轴向力、轴向线速度关系示意图；

图6为本液压数控插齿机的机械部件的结构示意图；

图7为图6中的P处示意图。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

图中，总控制中心1；第一油缸2；第一旋转装置3；台面进刀丝杆31；进刀蜗轮辐32；第一电机33；夹紧装置4；第五油缸41；移动装置5；上下移动蜗轮辐51；上下移动丝杆52；第二电机53；第二油缸6；第二旋转装置7；插刀转动蜗轮辐71；第三电机72；第三油缸8；第四油缸9；伺服阀10；溢流阀11；电磁换向阀12；继电器13；伺服进口滤油网14；伺服出口滤油网15；减压阀16；节流阀17；床身18；立柱19；提拉机构20；刀架总成21；刀架体21a；主轴21b；活塞杆21c；插刀21d；工作台22；连接架23；安装支架24；球接头25；压盖26。

如图6和图7所示，本液压数控插齿机，包括机械部件以及控制机械部件工作的液压控制系统，这里机械部件包床身18、立柱19和提拉机构20，立柱19竖直固定在所述床身18的上表面，提拉机构20可竖直移动的设置在立柱19的一侧，提拉机构20通过连接架23固定连接有一刀架总成21，该刀架总成21包括具有竖直导向孔的刀架体21a、可轴向滑动配合在所述竖直导向孔中的主轴21b、具有活塞杆21c的第二油缸6和一插刀21d，其中，刀架体21a与提拉机构20相固定，所述第二油缸6固定安装在刀架体21a上，主轴21b的顶端与活塞杆21c的伸出端相连接，主轴的底端滑动穿过竖直导向孔并与所述插刀21d连接；第二油缸6设有进油口和出油口；活塞杆21c的伸出端固定有球接头25，主轴21b的顶端设有与所述球接头相配合的球窝，一压盖26固定在所述主轴21b的顶端，且该压盖将球接头25限位在所述球窝中；所述压盖26具有一球形凹陷部和一穿孔，球接头25落在所述球形凹陷部与所述球窝中，活塞杆21c的伸出端穿过压盖26的穿孔并与所述球接头25连接；刀架体21a上固定有安装支架24，所述第二油缸6固定在所述安装支架24上。

如图1和图2所示，液压控制系统包括总控制中心1，总控制中心1上分别电连接有用于控制工作台22移动锁紧的第一油缸2、用于控制工作台22旋转的第一旋转装置3、用于夹紧放置在工作台22上工件的夹紧装置4、用于控制刀架总成21上下移动的移动装置5，用于控制插刀主轴上下冲程移动的第二油缸6、用于控制插刀主轴旋转的第二旋转装置7、用于控制让刀机构的第三油缸8以及用于控制刀架总成21上下移动平衡的第四油缸9，这里让刀机构采用斜铁机构，可以实现力的放大作用；控制系统主要控制X、Y、Z、A、B五个方向完成工件加工，这里控制工作台22移动锁紧的第一油缸2为X轴向(也叫进刀移动轴)，控制刀架总成21上下移动的移动装置5为Y轴向(也叫上下移动轴)，控制插刀主轴上下冲程移动的第二油缸6为Z轴向(也叫冲程移动轴)，控制插刀主轴旋转的第二旋转装置7为A轴向(也叫插刀旋转轴)，控制工作台22旋转的第一旋转装置3为B轴向(也叫工作旋转轴)。

如图3所示，为了使插刀的轴向线速度在工作状态时保持在恒速状态下，保证工作稳定性，需要对液压系统的油压进行控制，第三油缸8和第二油缸6上连接有伺服阀10，在伺服阀10上一端连接有用于调节压力的溢流阀11，另一端连接有继电器13，在溢流阀11上连接有伺服进口滤油网14和伺服出口滤油网15，通过伺服进口滤油网14和伺服出口滤油网15对油进行过滤，防止造成堵塞；夹紧装置4为第五油缸41，在第五油缸41上连接有电磁换向阀12，第一油缸2上连接有电磁换向阀12，在电磁换向阀12上的一端上连接继电器13，继电器13上连接有用于调节润滑压力的减压阀16，减压阀16上连接有用于调节润滑油亮的节流阀17，节流阀17分别与工作台22、刀架总成21以及立柱连接。

具体来说，为了保证加工的精确度，第一旋转装置3包括台面进刀丝杆31、进刀蜗轮辐32以及第一电机33，台面进刀丝杆31与进刀蜗轮辐32配合，第一电机33驱动进刀丝杆和进刀蜗轮辐32带动工作台22旋转，移动装置5包括上下移动蜗轮辐51、上下移动丝杆52以及第二电机53，上下移动蜗轮辐51与上下移动丝杆52配合，第二电机53驱动上下移动蜗轮辐51与上下移动丝杆52带动刀架总成21上下移动；第二旋转装置7包括插刀转动蜗轮辐71和第三电机72，第三电机72驱动插刀转动蜗轮辐71带动插刀旋转，夹紧装置4为第五气缸。

工作时首先在总控制中心1输入相应程序后启动后，加工的工件放置在工作台22上通过第五油缸41夹紧固定后，第一旋转装置3带动工作台22旋转，第一油缸2带动工作台22移动，移动装置5带动刀架总成21移动从而带动插刀移动，第二旋转装置7带动插刀旋转，第二油缸6控制插刀主轴运动从而带动插刀上下冲程加工工作台22上的工件同时所述的第三油缸8控制插刀进行让刀动作，这里可以通过输入相应程序控制调节螺旋角，当需要加工直齿时首先，参见图4，通过实验表明，插刀轴向力在工作状态时保持在恒力状态下，插刀的轴向线速度在工作状态时保持在恒速状态下，因此本实用新型提高了插刀插削的稳定性和精度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神所定义的范围。

Claims (10)

1.一种液压数控插齿机，其特征在于，包括机械部件以及控制机械部件工作的液压控制系统，所述的机械部件包床身(18)、立柱(19)和提拉机构(20)，所述立柱(19)竖直固定在所述床身(18)的上表面，所述提拉机构(20)可竖直移动的设置在所述立柱(19)的一侧，其特征在于，所述提拉机构(20)固定连接有一刀架总成(21)，该刀架总成(21)包括具有竖直导向孔的刀架体(21a)、可轴向滑动配合在所述竖直导向孔中的主轴(21b)、具有活塞杆(21c)的第二油缸和一插刀(21d)，其中，所述刀架体(21a)与提拉机构(20)相固定，所述第二油缸固定安装在刀架体(21a)上，所述主轴(21b)的顶端与所述活塞杆(21c)的伸出端相连接，主轴(21b)的底端滑动穿过所述竖直导向孔并与所述插刀(21d)连接；所述第二油缸设有进油口和出油口。

2.根据权利要求1所述的一种液压数控插齿机，其特征在于，所述活塞杆(21c)的伸出端固定有球接头(25)，所述主轴(21b)的顶端设有与所述球接头(25)相配合的球窝，压盖(26)固定在所述主轴(21b)的顶端，且该压盖(26)将所述球接头(25)限位在所述球窝中。

3.根据权利要求2所述的一种液压数控插齿机，其特征在于，所述压盖(26)具有一球形凹陷部和一穿孔，所述球接头(25)落在所述球形凹陷部与所述球窝中，所述活塞杆(21c)的伸出端穿过压盖(26)的穿孔并与所述球接头(25)连接。

4.根据权利要求3所述的一种液压数控插齿机，其特征在于，所述刀架体(21a)上固定有安装支架(24)，所述第二油缸固定在所述安装支架(24)上。

5.根据权利要求1所述的一种液压数控插齿机，其特征在于，所述的液压控制系统包括总控制中心(1)，所述的总控制中心(1)上分别电连接有用于控制工作台(22)移动锁紧的第一油缸(2)、用于控制工作台(22)旋转的第一旋转装置(3)、用于夹紧放置在工作台(22)上工件的夹紧装置(4)、用于控制刀架总成(21)上下移动的移动装置(5)，用于控制插刀主轴上下冲程移动的第二油缸(6)、用于控制插刀主轴旋转的第二旋转装置(7)、用于控制让刀机构的第三油缸(8)以及用于控制刀架总成(21)上下移动平衡的第四油缸(9)，待加工的工件放置在工作台(22)上通过夹紧装置(4)夹紧固定后，第一旋转装置(3)带动工作台(22)旋转，第一油缸(2)带动工作台(22)移动，所述的移动装置(5)带动刀架总成(21)移动从而带动插刀移动，所述的第二旋转装置(7)带动插刀旋转，第二油缸(6)控制插刀主轴运动从而带动插刀上下冲程加工工作台(22)上的工件，同时所述的第三油缸(8)控制插刀进行让刀动作，加工出相应齿的形状。

6.根据权利要求5所述的一种液压数控插齿机，其特征在于，所述的第一旋转装置(3)包括台面进刀丝杆(31)、进刀蜗轮辐(32)以及第一电机(33)，所述的台面进刀丝杆(31)与进刀蜗轮辐(32)配合，第一电机(33)驱动进刀丝杆和进刀蜗轮辐(32)带动工作台(22)旋转。

7.根据权利要求5所述的一种液压数控插齿机，其特征在于，所述的移动装置(5)包括上下移动蜗轮辐(51)、上下移动丝杆(52)以及第二电机(53)，所述的上下移动蜗轮辐(51)与上下移动丝杆(52)配合，第二电机(53)驱动上下移动蜗轮辐(51)与上下移动丝杆(52)带动刀架总成(21)上下移动。

8.根据权利要求5所述的一种液压数控插齿机，其特征在于，所述的第二旋转装置(7)包括插刀转动蜗轮辐(71)和第三电机(72)，所述的第三电机(72)驱动插刀转动蜗轮辐(71)带动插刀旋转。

9.根据权利要求8任一项所述的一种液压数控插齿机，其特征在于，所述的第三油缸(8)和第二油缸(6)上连接有伺服阀(10)，在伺服阀(10)上一端连接有用于调节压力的溢流阀(11)，另一端连接有继电器(13)，在溢流阀(11)上连接有伺服进口滤油网(14)和伺服出口滤油网(15)。

10.根据权利要求9所述的一种液压数控插齿机，其特征在于，所述的夹紧装置(4)为第五油缸(41)，在第五油缸(41)上连接有电磁换向阀(12)，所述的第一油缸(2)上连接有电磁换向阀(12)，在电磁换向阀(12)上的一端上连接继电器(13)，继电器(13)上连接有用于调节润滑压力的减压阀(16)，减压阀(16)上连接有用于调节润滑油亮的节流阀(17)，节流阀(17)分别与工作台(22)、刀架总成(21)以及立柱(19)连接。

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