TWI526268B - Multi - purpose milling machine for machining large gears - Google Patents

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Description

加工大模數齒輪的多用途銑齒機床
本發明涉及一種用於大模數工業齒輪加工的機床，具體涉及一種用於大模數圓柱齒輪和大模數螺旋錐齒輪、直齒錐齒輪和斜齒錐齒輪的金屬切削機床，適用於上述齒輪的粗加工和熱後精加工，更具體涉及一種加工大模數齒輪的多用途銑齒機床。
目前用於工業圓柱齒輪的加工方法主要是滾齒、插齒和磨齒，分別在滾齒機、插齒機和成形砂輪磨齒機上完成。
這些加工方法存在的問題是，對於大模數齒輪，例如模數大於25的齒輪，特別是螺旋角比較大的齒輪，採用傳統的滾齒方法加工效率不太高，插齒的效率更低；滾削大螺旋角齒輪時振動很大，往往需要分多次進給才能達到所需齒深；滾刀成本較高，每一種模數的齒輪需要訂購相應的滾刀，訂貨週期長；滾刀和插齒刀損壞後通常無法修復；成形磨齒的砂輪需要根據每一種不同的工件進行修形，對於單件小批量生產的工業齒輪，砂輪的修整損耗可能遠大於砂輪的磨齒消耗，導致生產成本提高，生產準備週期延長；設備的初期投資大，適用範圍小，加工圓柱齒輪的機床不能加工螺旋錐齒輪和直齒錐齒輪，加工盤齒輪的機床通常不能加工帶長軸的齒輪。
為了降低單件小批量大模數工業齒輪的生產成本和初期投資，提高加工效率，本發明提出了一種加工大模數齒輪的多用途機床。
本發明的目的在於，提供一種加工大模數齒輪的多用途銑齒機床，其可以在同一台機床上完成多種大模數齒輪，包括大模數直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、大模數螺旋錐齒輪、直齒錐齒輪、斜齒錐齒輪和包絡蝸杆對的粗加工和熱後精加工，以滿足高效率低成本地加工多種大模數工業齒輪的需求。
為實現上述目的，本發明的技術解決方案是：
一種加工大模數齒輪的多用途銑齒機床，其至少包括：銑齒機床身；工作檯，其固定連接在銑齒機床身上，並沿銑齒機床身方向佈置；平轉檯，用於裝夾盤形齒輪，平轉檯偏心地鑲嵌於工作檯中，平轉檯的檯面基本上與工作檯等高；立轉檯，其設置在工作檯的一端，工作檯的另一端設有中心架或尾座，中心架或尾座與立轉檯具有相同的軸線，立轉檯與中心架或尾座配合用於裝夾軸齒輪；叉形刀架，用於安裝盤形銑刀，叉形刀架設置在能使其相對於工件沿三個平移自由度移動，並能任意調整刀具軸線與工件軸線之間夾角的機座上，機座連接在銑齒機床身上。
本發明的加工大模數齒輪的多用途銑齒機床的特點和優點是：1、其平轉檯能裝夾盤形齒輪，立轉檯與中心架或尾座配合能裝夾軸齒輪，盤形銑刀安裝在叉形刀架上，並可隨著叉形刀架移動和擺動，當叉形刀架擺動時，可任意調整刀具軸線與工件軸線之間的夾角。因此，本發明實施例可以在同一台機床上完成多種大模數齒輪的粗加工和熱後精加工，以滿足高效率低成本地加工多種大模數工業齒輪的需求。2、所述銑齒機加工大模數工業齒輪時，具有初期投資少，加工效率高，刀具成本低，刀具通用性好和生產準備週期短的特點。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，所屬技術領域中具有通常知識者在沒有做出過度實驗前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例一
如圖1至圖3所示，本發明實施例提出了一種加工大模數齒輪的多用途銑齒機床，其至少包括銑齒機床身1，工作檯2，平轉檯3，立轉檯4和叉形刀架5。工作檯2固定連接在銑齒機床身1上，並沿銑齒機床身1方向佈置。平轉檯3用於裝夾盤形齒輪，平轉檯3偏心地鑲嵌於工作檯2中，平轉檯3的檯面基本上與工作檯2等高。立轉檯4設置在工作檯2的一端，工作檯2的另一端設有中心架或尾座4a，中心架或尾座4a與立轉檯4具有相同的軸線，立轉檯4與中心架或尾座4a配合用於裝夾軸齒輪。叉形刀架5用於安裝盤形銑刀，叉形刀架5設置在能使其相對於工件沿三個平移自由度移動，並能任意調整刀具軸線與工件軸線之間夾角的機座上，機座連接在銑齒機床身1上。
具體而言，工作檯2的檯面被鑲嵌在其中的平轉檯3分割為左檯面2a和右檯面2b兩個檯面，其中左檯面2a和右檯面2b是同一個工作檯2的左右兩個部分。在此處，立轉檯4設置在左檯面2a上，中心架或尾座4a對應地設置在右檯面2b上。當需要加工軸齒輪時，軸齒輪裝夾在立轉檯4與中心架或尾座4a之間，調整盤形銑刀，使之對應軸齒輪需加工處。
本發明實施例中，平轉檯3能裝夾盤形齒輪，立轉檯4與中心架或尾座4a配合能裝夾軸齒輪，盤形銑刀安裝在叉形刀架5上，並可隨著叉形刀架5移動和擺動，當叉形刀架5擺動時，可任意調整刀具軸線（即盤形銑刀的軸線）與工件軸線（即齒輪的軸線）之間的夾角。因此，本發明實施例可以在同一台機床上完成多種大模數齒輪，包括大模數直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、大模數螺旋錐齒輪、直齒錐齒輪、斜齒錐齒輪和包絡蝸杆對的粗加工和熱後精加工，以滿足高效率低成本地加工多種大模數工業齒輪的需求。
根據本發明的一個實施例，所述機座包括可擺動設置的擺動座6，所述叉形刀架5固定在擺動座6上，能隨擺動座6擺動，所述盤形銑刀設置在叉形刀架5內。本實施例中，叉形刀架5可以隨著擺動座6作不小於360°的擺動，
所述機座還包括能帶所述叉形刀架在三個平移自由度平移的移動機構7，所述擺動座6連接在移動機構7上，使擺動座6和叉形刀架5能隨著移動機構7在三個平移自由度方向平移。
如圖1所示，所述移動機構7包括立柱7a，第一滑座7b，第二滑座7c和縱向導軌7d。立柱7a面向工作檯2的一側設置有垂直導軌7e；第一滑座7b可垂直滑動地連接在垂直導軌7e上，所述擺動座6設置在第一滑座7b上，並可相對於第一滑座7b擺動；第二滑座7c的上表面設置有橫向導軌7f，立柱7a可橫向滑動地連接在橫向導軌7f上；縱向導軌7d設置在銑齒機床身1上，第二滑座7c可縱向滑動地連接在縱向導軌7d上。
本實施例中，擺動座6設置在第一滑座7b上，第一滑座7b帶著擺動座6可沿著垂直導軌7e垂直上下滑動（即沿著座標Z方向滑動）；立柱7a帶著第一滑座7b和擺動座6可沿著橫向導軌7f橫向滑動（即沿著座標Y方向滑動）；第二滑座7c帶著立柱7a，第一滑座7b和擺動座6可沿著縱向導軌7d縱向滑動（即沿著座標X方向滑動），因此，擺動座6及連接在擺動座6上的叉形刀架5可沿著座標X、Y、Z的方向滑動，且擺動座6及叉形刀架5可以在第一滑座7b上作不小於360度的擺動，使得叉形刀架5內的盤形銑刀能很好、很方便地對工件進行加工。
工作檯2在靠近叉形刀架5的一側與平轉檯3基本相切，從而可以更有效地利用立柱7a的橫向行程，減少叉形刀架5的伸出長度。
如圖1所示，所述叉形刀架5具有兩個壁，盤形銑刀連接在兩個壁之間，所述兩個壁具有不相等的厚度。壁厚較厚的壁中包含了支承刀具的軸承和傳動機構，壁厚較薄的壁中只包含了支承刀具的軸承。在此處，叉形刀架5具有左壁和右壁兩個壁，右壁的厚度大於左壁的厚度。
所述叉形刀架5的擺動軸上可具有鎖緊機構（圖中未示），在加工直齒和斜齒圓柱齒輪或某些類型的蝸杆對的時候，可以利用鎖緊機構鎖止叉形刀架5的擺動軸，以提高刀架的剛性，可改善切削條件。
所述平轉檯3和立轉檯4上也可分別設置有鎖緊機構（圖中未示），在粗加工直齒圓柱齒輪及某些類型的蝸杆對時，可以利用鎖緊機構鎖止轉檯，以提高工件的剛性，改善切削條件。
由於鎖緊機構的結構已為本領域技術人員所熟知，故不再詳細說明。
實施例二
本實施例的結構與上述實施例的基本一樣，其區別是，本實施例的移動機構8與上述實施例的移動機構7不同。
如圖2和圖3所示，所述移動機構8包括內框架8a，滑座8b，外框架8c和滑枕8d。內框架8a面向工作檯2的一側設置有垂直導軌8e；滑座8b可垂直滑動地連接在垂直導軌8e上；外框架8c面向工作檯2的一側設置有縱向導軌8f，內框架8a可縱向滑動地連接在縱向導軌8f上；滑枕8d可橫向滑動地設置在滑枕座8g上，滑枕座8g連接在滑座8b上，所述擺動座6設置在滑枕8d上，並可相對於滑枕8d擺動。
本實施例中，擺動座6設置在滑枕8d上，滑枕8d帶著擺動座6可沿著滑座8b上的滑枕座8g橫向滑動（即沿著座標Y方向滑動）；滑座8b帶著滑枕座8g，滑枕8d和擺動座6可沿著垂直導軌8e垂直上下滑動（即沿著座標Z方向滑動）；內框架8a帶著滑座8b，滑枕8d和擺動座6可沿著縱向導軌8f縱向滑動（即沿著座標X方向滑動）因此，擺動座6及連接在擺動座6上的叉形刀架5可沿著座標X、Y、Z的方向滑動，且擺動座6及叉形刀架5可以在滑枕8d上作不小於360度的擺動，使得叉形刀架5內的盤形銑刀能很好、很方便地對工件進行加工。
此外，所述銑齒機床身1上還設置有橫向導軌8h，所述外框架8c可橫向滑動地連接在橫向導軌8h上。
本實施例中的移動機構8是採用框中框的技術來實現擺動座6和叉形刀架5在三個平移自由度方向移動的，由於框中框的方案中，由於外框架8c的體積較大，重量較重，因此橫向移動比較費力，因此，橫向導軌8h可使外框架8c在橫向上做粗調作業，而進一步的橫向位置調節則可通過滑枕8d來實現。
工作檯2在靠近叉形刀架5的一側與平轉檯3基本相切，從而可以更有效地利用滑枕8d的橫向行程，減少叉形刀架5的伸出長度。
本實施例的其他結構、工作原理和有益效果與實施例一的相同，在此不再贅述。
以上所述僅為本發明的幾個實施例，本領域的技術人員依據申請檔公開的可以對本發明實施例進行各種改動或變型而不脫離本發明的精神和範圍。
1‧‧‧銑齒機床身
2‧‧‧工作檯
2a‧‧‧左檯面
2b‧‧‧右檯面
3‧‧‧平轉檯
4‧‧‧立轉檯
4a‧‧‧中心架或尾座
5‧‧‧叉形刀架
6‧‧‧擺動座
7‧‧‧移動機構
7a‧‧‧立柱
7b‧‧‧第一滑座
7c‧‧‧第二滑座
7d‧‧‧縱向導軌
7e‧‧‧垂直導軌
7f‧‧‧橫向導軌
8‧‧‧移動機構
8a‧‧‧內框架
8b‧‧‧滑座
8c‧‧‧外框架
8d‧‧‧滑枕
8e‧‧‧垂直導軌
8f‧‧‧縱向導軌
8g‧‧‧滑枕座
8h‧‧‧橫向導軌
圖1是本發明的加工大模數齒輪的多用途銑齒機床的第一種實施例的結構示意圖；圖2是本發明的加工大模數齒輪的多用途銑齒機床的第二種實施例的結構示意圖，其顯示滑枕未伸出的狀態；圖3是本發明的加工大模數齒輪的多用途銑齒機床的第二種實施例的結構示意圖，其顯示滑枕伸出的狀態。
1‧‧‧銑齒機床身
2‧‧‧工作檯
2a‧‧‧左檯面
2b‧‧‧右檯面
3‧‧‧平轉檯
4‧‧‧立轉檯
4a‧‧‧中心架或尾座
5‧‧‧叉形刀架
6‧‧‧擺動座
7‧‧‧移動機構
7a‧‧‧立柱
7b‧‧‧第一滑座
7c‧‧‧第二滑座
7d‧‧‧縱向導軌
7e‧‧‧垂直導軌
7f‧‧‧橫向導軌

Claims (9)

  1. 一種加工大模數齒輪的多用途銑齒機床，其至少包括：銑齒機床身；工作檯，其固定連接在銑齒機床身上，並沿銑齒機床身方向佈置；平轉檯，用於裝夾盤形齒輪，平轉檯偏心地鑲嵌於工作檯中，平轉檯的檯面基本上與工作檯等高；立轉檯，其設置在工作檯的一端，工作檯的另一端設有中心架或尾座，中心架或尾座與立轉檯具有相同的軸線，立轉檯與中心架或尾座配合用於裝夾軸齒輪； 叉形刀架，用於安裝盤形銑刀，叉形刀架設置在能使其相對於工件沿三個平移自由度移動，並能任意調整刀具軸線與工件軸線之間夾角的機座上，機座連接在銑齒機床身上。
  2. 如請求項1所述的加工大模數齒輪的多用途銑齒機床，其特徵在於，所述機座包括可擺動設置的擺動座，所述叉形刀架固定在擺動座上，能隨擺動座擺動，所述盤形銑刀設置在叉形刀架內。
  3. 如請求項2所述的加工大模數齒輪的多用途銑齒機床，其特徵在於，所述機座還包括能帶所述叉形刀架在三個平移自由度平移的移動機構，所述擺動座連接在移動機構上。
  4. 如請求項3所述的加工大模數齒輪的多用途銑齒機床，其特徵在於，所述移動機構包括：立柱，其面向所述工作檯的一側設置有垂直導軌；第一滑座，其可垂直滑動地連接在垂直導軌上，所述擺動座設置在第一滑座上，並可相對於第一滑座擺動；第二滑座，其上表面設置有橫向導軌，立柱可橫向滑動地連接在橫向導軌上；縱向導軌，其設置在所述銑齒機床身上，第二滑座可縱向滑動地連接在縱向導軌上。
  5. 如請求項3所述的加工大模數齒輪的多用途銑齒機床，其特徵在於，所述移動機構包括：內框架，其面向所述工作檯的一側設置有垂直導軌；滑座，其可垂直滑動地連接在垂直導軌上；外框架，其面向工作檯的一側設置有縱向導軌，內框架可縱向滑動地連接在縱向導軌上；滑枕，其可橫向滑動地設置在滑枕座上，滑枕座連接在滑座上，所述擺動座設置在滑枕上，並可相對於滑枕擺動。
  6. 如請求項5所述的加工大模數齒輪的多用途銑齒機床，其特徵在於，所述銑齒機床身上設置有橫向導軌，所述外框架可橫向滑動地連接在橫向導軌上。
  7. 如請求項2所述的加工大模數齒輪的多用途銑齒機床，其特徵在於，所述叉形刀架的擺動軸上具有鎖緊機構。
  8. 如請求項1所述的加工大模數齒輪的多用途銑齒機床，其特徵在於，所述平轉檯和立轉檯上分別設置有鎖緊機構。
  9. 如請求項1至8中任一項所述的加工大模數齒輪的多用途銑齒機床，其特徵在於，所述叉形刀架具有兩個壁，盤形銑刀連接在兩個壁之間，所述兩個壁具有不相等的厚度，壁厚較厚的壁中包含了支承刀具的軸承和傳動機構，壁厚較薄的壁中只包含了支承刀具的軸承。
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