專(zhuān)利名稱(chēng)：六軸五聯(lián)動(dòng)螺旋錐齒輪加工機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控加工設(shè)備，進(jìn)一步是指數(shù)控螺旋錐齒輪銑齒機(jī)和磨齒機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，機(jī)械型的螺旋錐齒輪加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)和調(diào)整環(huán)節(jié)是齒輪機(jī)床中最復(fù)雜的。隨著技術(shù)進(jìn)步，螺旋錐齒輪加工機(jī)床采用了圖1所示結(jié)構(gòu)，它用計(jì)算機(jī)直接控制三個(gè)直線軸(即X、Y、Z軸)和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(即A、B、C軸)，即可以模擬機(jī)械型螺旋錐齒輪加工機(jī)床的加工運(yùn)動(dòng)，從而加工出螺旋錐齒輪。數(shù)控螺旋錐齒輪加工機(jī)床將復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為軟件控制，實(shí)現(xiàn)了螺旋錐齒輪加工的信息化和智能化。但上述設(shè)備是一種刻意模擬機(jī)械型機(jī)床結(jié)構(gòu)，將搖臺(tái)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)改為X、Y軸聯(lián)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)刀具繞搖臺(tái)軸線的回轉(zhuǎn)，將刀傾機(jī)構(gòu)的功能改為B軸的擺動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，沒(méi)有充分發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的作用，因而還存在以下缺陷1.直線軸Z方向的Z軸滑臺(tái)1上有一個(gè)直徑很大的扇形齒輪或摩擦輪，加工的工藝性不好；2.工件箱4的形狀復(fù)雜，加工的工藝性不好，難以保證加工精度；3.工件箱4的所有重量都?jí)涸谏刃锡X輪或摩擦輪上，卸荷比較困難；
4.直線軸X方向的X軸滑臺(tái)2是一個(gè)龍門(mén)架，直線軸Y方向的Y軸滑臺(tái)3在龍門(mén)架上作垂直運(yùn)動(dòng)，伺服電機(jī)和液壓平衡油缸豎起很高，防護(hù)很困難；5.為了環(huán)保和節(jié)約，螺旋錐齒輪銑齒的發(fā)展方向是干切削，即在加工時(shí)不加冷卻液，切削速度很快，熱量被切屑帶走，這就要求灼熱的切屑不能落在床身上，以免影響機(jī)床的熱變形，圖1的裝置很難作到這一點(diǎn)；6.機(jī)床占地面積大，工件裝卸不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提出一種六軸五聯(lián)動(dòng)螺旋錐齒輪加工機(jī)床，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定與可靠性好、效率高且占地面積小、防護(hù)與排屑容易，工件和刀具的裝卸很方便，特別是工件垂直放置，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械手裝卸，同時(shí)其應(yīng)用范圍更廣。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，所述六軸五聯(lián)動(dòng)螺旋錐齒輪加工機(jī)床有床身，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述床身的上面設(shè)有X向直線導(dǎo)軌且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該導(dǎo)軌移動(dòng)的X軸滑臺(tái)，X軸滑臺(tái)上設(shè)有Y向直線導(dǎo)軌且其上裝有可在其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下的沿該導(dǎo)軌滑行的立柱，所述立柱一側(cè)面設(shè)有Z向?qū)к壡移渖涎b有可在其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿導(dǎo)軌移動(dòng)的刀具箱，所述刀具箱上安裝有旋轉(zhuǎn)刀盤(pán)或砂輪和在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下使刀盤(pán)或砂輪回轉(zhuǎn)的C軸，所述床身的相應(yīng)側(cè)面裝有與工件箱固連在一起的回轉(zhuǎn)體，回轉(zhuǎn)體里裝有可在其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下使回轉(zhuǎn)體、工件箱回轉(zhuǎn)的B軸，所述工件箱上設(shè)有用以安裝被加工螺旋錐齒輪并在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下使螺旋錐齒輪回轉(zhuǎn)的A軸。
以下結(jié)合附圖的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作出進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明的機(jī)床包括采用端面銑齒或磨齒加工方法加工弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪的機(jī)床和采用端面滾齒方法加工擺線齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪的機(jī)床。
參見(jiàn)圖2，本發(fā)明的機(jī)床有床身11，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述床身11上設(shè)有在機(jī)床平面上的X向直線導(dǎo)軌12且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該導(dǎo)軌滑行的X軸滑臺(tái)13；該滑臺(tái)13上設(shè)有與X軸直線導(dǎo)軌12垂直的Y向直線導(dǎo)軌14且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該導(dǎo)軌滑行的立柱15；該立柱15上設(shè)有與機(jī)床平面垂直的Z向直線導(dǎo)軌16且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)的刀具箱18；刀具箱18的下端安裝刀具19和在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作用下帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)的C軸17；機(jī)床11的前面安裝有與工件箱21固連在一起的回轉(zhuǎn)體25，回轉(zhuǎn)體里裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下使回轉(zhuǎn)體和工件箱一起回轉(zhuǎn)的B軸22。工件箱21上安裝有被加工螺旋錐齒輪(工件)20和在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下可以使工件20旋轉(zhuǎn)的A軸。為了增強(qiáng)工件軸的剛性，可以在床身11的前面加一個(gè)支撐23，使工件箱由懸臂梁式結(jié)構(gòu)變?yōu)轵T馬式結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的技術(shù)原理是，螺旋錐齒輪在加工過(guò)程中，其齒面的形成取決于刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而刀具與工件的相對(duì)位置完全由三個(gè)直線軸和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸來(lái)確定，六軸的設(shè)定只要保持刀具和工件能處于任何需要的相對(duì)位置即可。本發(fā)明是在研究了三個(gè)直線軸和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的各種可能的設(shè)定方式并分析其優(yōu)缺點(diǎn)后確定的。在圖2所示本發(fā)明機(jī)床上加工螺旋錐齒輪的過(guò)程是1.在工件箱A軸置于垂直的位置時(shí)安裝好螺旋錐齒輪19，啟動(dòng)程序后計(jì)算機(jī)首先控制B軸22回轉(zhuǎn)將工件箱21回轉(zhuǎn)一個(gè)角度，加工右旋齒輪順時(shí)針回轉(zhuǎn)，加工左旋齒輪逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)角度的大小就是齒輪剛開(kāi)始加工時(shí)的輪坯安裝角；2.計(jì)算機(jī)控制X軸滑臺(tái)13、立柱15和刀具箱18分別沿X軸、Y軸和Z軸將刀具19快速移動(dòng)到齒輪加工的起始位置，刀具19按給定的速度回轉(zhuǎn)并開(kāi)啟冷卻液；3.在程序控制下，A、B、X、Y、Z五軸聯(lián)動(dòng)使刀具和齒輪作嚙合的展成運(yùn)動(dòng)以加工出齒面；4.一個(gè)齒槽加工好之后，刀具箱17向上移動(dòng)使刀具與工件脫離接觸，齒輪分度到第二個(gè)輪齒加工的起始位置，其余各軸(X、Y、Z、B)在不發(fā)生干涉的原則下快速退回到齒輪加工的起始位置；5.加工第二個(gè)齒槽，如此循環(huán)往復(fù)，直到加工完成所有的輪齒；6.各軸都回到原始位置，工作門(mén)打開(kāi)，工作人員取下加工好的齒輪并換上待加工的齒輪；7.如果是數(shù)控磨齒機(jī)，在預(yù)備時(shí)間或加工過(guò)程中還要修整砂輪。
本發(fā)明的機(jī)床與圖1所示現(xiàn)有技術(shù)機(jī)床相比，具有以下特點(diǎn)
1.將刀具箱沿X、Y、Z三方向的運(yùn)動(dòng)集中放在一起，結(jié)構(gòu)緊湊，裝配方便，具有很好的工藝性能；2.將B軸與工件箱固連在一起并騎馬式地安裝在床身上，具有很好的剛性；3.工件和刀具垂直裝卸，操作方便，特別是工件垂直安裝，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械手自動(dòng)裝卸；4.加工的切屑都落在工件箱下面的區(qū)域內(nèi)，容易排屑并實(shí)現(xiàn)干切削；5.零件少，工藝性能好，占地面積小，防護(hù)容易。


圖1是現(xiàn)有機(jī)床的結(jié)構(gòu)；圖2是本發(fā)明機(jī)床的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)。
在附圖中1-Z軸滑臺(tái)；2-X軸滑臺(tái)；3-Y軸滑臺(tái)；4-工件箱；8-C軸(刀具)； 9-B軸；10-A軸(工件)； 11-床身；12-X向直線導(dǎo)軌； 13-X軸滑臺(tái)；14-Y向直線導(dǎo)軌； 15-立柱；16-Z向直線導(dǎo)軌； 17-C軸；18-刀具箱；19-刀具；20-工件； 21-工件箱；
22-B軸；23-支撐；24-A軸；25-回轉(zhuǎn)體。
具體實(shí)施例方式
按照?qǐng)D2和上述結(jié)構(gòu)的機(jī)床，所述三個(gè)直線導(dǎo)軌和滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用滾動(dòng)導(dǎo)軌和滾珠絲桿，伺服電機(jī)通過(guò)一對(duì)齒輪傳動(dòng)或同步齒形帶傳動(dòng)將電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)傳給所述滾珠絲桿，帶動(dòng)X軸滑臺(tái)、Y軸立柱、Z軸刀具箱移動(dòng)(當(dāng)然也可以采用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng))；X軸、Y軸和Z軸的位移用光柵尺測(cè)定，閉環(huán)控制；刀具軸C用主軸電機(jī)或者調(diào)頻電機(jī)通過(guò)齒輪或皮帶輪驅(qū)動(dòng)，當(dāng)然也可采用電主軸或者力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)；B軸回轉(zhuǎn)可用伺服電機(jī)帶動(dòng)蝸桿蝸輪副驅(qū)動(dòng)或用大力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)角用高精度光柵盤(pán)測(cè)定、閉環(huán)控制。A軸回轉(zhuǎn)可用伺服電機(jī)和蝸桿蝸輪副驅(qū)動(dòng)或用大力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)角用高精度光柵盤(pán)測(cè)定、閉環(huán)控制。齒輪加工時(shí)，利用計(jì)算機(jī)直接控制X、Y、Z、A、B五軸聯(lián)動(dòng)，就可以加工出所需要的螺旋錐齒輪。
權(quán)利要求
1.一種六軸五聯(lián)動(dòng)螺旋錐齒輪加工機(jī)床，有床身(11)，其特征是，所述床身(11)的上面設(shè)有X向直線導(dǎo)軌(12)且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該導(dǎo)軌(12)移動(dòng)的X軸滑臺(tái)(13)，X軸滑臺(tái)(13)上設(shè)有Y向直線導(dǎo)軌(14)且其上裝有可在其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該導(dǎo)軌(14)滑行的立柱(15)，所述立柱(15)一側(cè)面設(shè)有Z向?qū)к?16)且其上裝有可在其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該導(dǎo)軌(16)移動(dòng)的刀具箱(18)，所述刀具箱(18)上設(shè)有能安裝刀盤(pán)或砂輪(19)并在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下使刀盤(pán)或砂輪回轉(zhuǎn)的C軸(17)，所述床身(11)的相應(yīng)側(cè)面裝有與工件箱(21)固連在一起的回轉(zhuǎn)體(25)，回轉(zhuǎn)體(25)里裝有可在其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下使回轉(zhuǎn)箱(25)、工件箱(21)一起回轉(zhuǎn)的B軸(22)，所述工件箱(21)上設(shè)有用以安裝被加工螺旋錐齒輪(20)并在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下使工件回轉(zhuǎn)的A軸(24)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六軸五聯(lián)動(dòng)螺旋錐齒輪加工機(jī)床，其特征是，它包括采用端面銑齒或磨齒加工方法加工弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪的機(jī)床和采用端面滾齒方法加工擺線齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪的機(jī)床。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的六軸五聯(lián)動(dòng)螺旋錐齒輪加工機(jī)床，其特征是，在床身(11)的前面設(shè)置一個(gè)支撐工件箱前端的支撐(23)。
全文摘要
六軸五聯(lián)動(dòng)螺旋錐齒輪加工機(jī)床，有床身，床身的上面設(shè)有X向直線導(dǎo)軌且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該導(dǎo)軌移動(dòng)的X軸滑臺(tái)，X軸滑臺(tái)上設(shè)有Y向直線導(dǎo)軌且其上裝有可在其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該導(dǎo)軌滑行的立柱，所述立柱一側(cè)面設(shè)有Z向?qū)к壡移渖涎b有可在其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該導(dǎo)軌移動(dòng)的刀具箱，所述刀具箱上設(shè)有能安裝刀盤(pán)或砂輪的C軸，所述床身的相應(yīng)側(cè)面裝有可在其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)工件箱回轉(zhuǎn)的B軸，所述工件箱上設(shè)有能安裝被加工螺旋錐齒輪的A軸。本機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定與可靠性好、效率高。機(jī)床占地面積小、防護(hù)與排屑容易，工件和刀具的裝卸很方便，特別是工件垂直放置，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械手裝卸。
文檔編號(hào)B23F9/00GK1895828SQ20051003186
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2005年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月13日
發(fā)明者王志永, 丁志文, 衣紅, 曾亦愚 申請(qǐng)人:湖南中大創(chuàng)遠(yuǎn)數(shù)控裝備有限公司