專利名稱：一種全數(shù)控多工位螺旋錐齒輪六維加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及數(shù)控加工設(shè)備，進(jìn)一步是指全數(shù)控多工位螺旋錐齒輪六維加工裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，機(jī)械型的螺旋錐齒輪銑齒機(jī)的機(jī)床結(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，螺旋錐齒輪銑齒機(jī)改變?yōu)閳D1所示的立柱結(jié)構(gòu)，三個直線軸(即X、Y、Z軸)和三個轉(zhuǎn)動軸(即A、B、C軸)都分列在立柱的垂直兩側(cè)，但它受重力的影響比較大，也不適合于作成多工位的數(shù)控機(jī)床。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是，研制出一種全數(shù)控多工位螺旋錐齒輪六維加工裝置，主要應(yīng)用于中小規(guī)格螺旋錐齒輪的加工。
本實用新型的技術(shù)方案是，所述全數(shù)控多工位螺旋錐齒輪六維加工裝置有床身，其結(jié)構(gòu)特點是，所述床身的前面設(shè)有X向直線導(dǎo)軌且其上裝有可在驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動下沿該直線導(dǎo)軌滑行的X軸滑臺，該X軸滑臺一側(cè)設(shè)有Y向直線導(dǎo)軌且其上裝有可在驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動下沿該Y向直線導(dǎo)軌滑行的Y軸工件箱，所述工件箱上設(shè)有一個或一個以上在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的作用下繞豎向軸線A同步旋轉(zhuǎn)的工件A軸；所述床身上還設(shè)有與所述X軸和Y軸導(dǎo)軌都垂直的Z向直線導(dǎo)軌且其上裝有可在驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動下沿該Z向直線導(dǎo)軌滑行的Z軸滑臺，Z軸滑臺上裝有能繞與Z向直線導(dǎo)軌垂直的橫置B軸回轉(zhuǎn)的工具箱及回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，工具箱上對應(yīng)安裝有與所述工件A軸數(shù)量相等的刀具C軸。
以下對本發(fā)明作出進(jìn)一步說明。
參見圖2，所述全數(shù)控多工位螺旋錐齒輪六維加工裝置有床身11，其結(jié)構(gòu)特點是，所述床身的前面設(shè)有X向(與地面或水平面垂直)直線導(dǎo)軌12且其上裝有可在驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動下沿該直線導(dǎo)軌12滑行的X軸滑臺13，該X軸滑臺13一側(cè)設(shè)有Y向(與地面平行)直線導(dǎo)軌14且其上裝有可在驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動下沿該導(dǎo)軌滑行的Y軸工件箱15，所述工件箱15上設(shè)有一個或一個以上(例如二至四個，或更多)在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的作用下繞豎向軸線A同步旋轉(zhuǎn)的工件A軸23、24、25；所述床身11上還設(shè)有與所述X軸和Y軸導(dǎo)軌都垂直的Z向直線導(dǎo)軌16且其上裝有可在驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動下沿該Z向直線導(dǎo)軌16滑行的Z軸滑臺17，Z軸滑臺17上裝有能繞與Z向直線導(dǎo)軌16垂直的橫置(水平設(shè)置)B軸22回轉(zhuǎn)的工具箱21及回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，工具箱21上對應(yīng)安裝有與所述工件A軸數(shù)量相等的刀具C軸26、27、28。
本實用新型中，所述對應(yīng)安裝可以理解為，幾個刀具C軸26、27、28的高度應(yīng)該相等，幾個工件A軸23、24、25的高度也應(yīng)該相等，各刀具C軸26、27、28之間的距離和各工件A軸23、24、25之間的距離也應(yīng)該相同。
本實用新型中，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)是，在Z軸滑臺17上裝有與所述Z向直線導(dǎo)軌16平行的直線導(dǎo)軌18且其上裝有可在驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動下沿該直線導(dǎo)軌18滑行的滑塊19，工具箱21與滑塊19之間用連桿20鉸接；工具箱21繞B軸22的回轉(zhuǎn)由滑塊19的移動所控制。
本實用新型中，所述X向直線導(dǎo)軌12與Y向直線導(dǎo)軌14的位置可以互換，即床身11與所述X軸滑臺13之間設(shè)置Y向直線導(dǎo)軌14，而在所述X軸滑臺13與工件箱15之間設(shè)置X向直線導(dǎo)軌12；亦即這種互換屬于本發(fā)明范圍。
本實用新型的技術(shù)原理是，直接從齒輪加工的幾何運動關(guān)系研究設(shè)計本實用新型結(jié)構(gòu)，齒輪在加工過程中，其齒面的形成取決于刀具和工件的相對運動，而刀具和工件的相對位置完全可以由三個直線軸和三個轉(zhuǎn)動軸來確定，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位置即可。在加工過程中，幾個參數(shù)相同的刀具的安裝高度和轉(zhuǎn)速要完全相同，幾個參數(shù)相同工件的安裝高度和運動狀態(tài)也要完全一致。圖2所示本實用新型裝置加工螺旋錐齒輪的過程是1.設(shè)定控制刀具箱21沿B軸22旋轉(zhuǎn)一個角度(即工件的輪坯安裝角)，刀具箱沿Z軸導(dǎo)軌、工件箱沿X軸導(dǎo)軌和Y軸導(dǎo)軌同時移動到加工的起始位置，刀具旋轉(zhuǎn)并開放冷卻液；2.在設(shè)定控制下，A、B、X、Y、Z五軸聯(lián)動作展成運動加工齒輪；3.一個齒槽加工好之后，工件箱和刀具箱沿一定的路徑后退使工件和刀具脫離接觸，齒輪軸A分度到第二個輪齒加工的起始位置，B、X、Y、Z各軸也都退回到齒輪加工的起始位置；4.加工第二個齒槽，如此循環(huán)往復(fù)，直到加工完成所有的輪齒；
5.各軸都回到原始位置，設(shè)備工作門自動或手動打開，操作者或機(jī)械手取下加工好的齒輪并換上新的待加工的齒輪。
由以上可知，本實用新型為全數(shù)控多工位螺旋錐齒輪六維加工裝置，其加工過程由數(shù)控方式控制，它與現(xiàn)有技術(shù)相比的特點是1.工件箱和刀具箱分別安裝在床身的前面和頂部，剛性很好；2.工件垂直于地面(水平面)放置，受力情況好而且便于配備機(jī)械手裝卸零件以實現(xiàn)加工的完全自動化；3.刀具箱放置在機(jī)床的頂部，受力情況好，要比圖1所示的方式優(yōu)越得多；4.刀具箱繞B軸的回轉(zhuǎn)由滑塊連桿機(jī)構(gòu)控制，受力更加均勻平穩(wěn)。
本實用新型裝置主要用于中小模數(shù)螺旋錐齒輪銑齒機(jī)、磨齒機(jī)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)裝置結(jié)構(gòu)；圖2是本實用新型裝置的一種實施例結(jié)構(gòu)(A為豎向軸線，B為水平軸線)。
在圖中11-床身， 12-X向直線導(dǎo)軌， 13-X軸滑臺，14-Y向直線導(dǎo)軌， 15-工件箱，16-Z向直線導(dǎo)軌，17-Z軸滑臺， 18-直線導(dǎo)軌， 19-滑塊，20-連桿， 21-工具箱，22-B軸，23、24、25-工件A軸， 26、27、28-刀具C軸。
具體實施方式
按照圖2和上述結(jié)構(gòu)的本實用新型裝置，四個直線導(dǎo)軌12、14、16、18和滑動驅(qū)動機(jī)構(gòu)都采用滾動導(dǎo)軌和滾珠絲桿，伺服電機(jī)通過一對齒輪傳動或同步齒形帶傳動將電機(jī)轉(zhuǎn)動傳給滾珠絲桿，帶動X軸、Y軸、Z軸滑臺和滑塊19移動(也可以采用直線電機(jī)直接驅(qū)動)，X軸、Y軸和Z軸的位移用光柵尺測定，閉環(huán)控制?；瑝K19推動B軸回轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)角用光柵盤測定、閉環(huán)控制。工件軸A中的一個用伺服電機(jī)和蝸桿蝸輪副帶動工件軸回轉(zhuǎn)(也可用大力矩電機(jī)實現(xiàn)工件軸的直接回轉(zhuǎn))，其轉(zhuǎn)角用高精度光柵盤測定、閉環(huán)控制，其它的工件軸用齒輪或同步帶連接，使所有工件軸同步回轉(zhuǎn)。刀具軸C中的一個用主軸電機(jī)通過一對或兩對齒輪減速后驅(qū)動，當(dāng)然也可以用大力矩電機(jī)(銑齒機(jī))或電主軸直接驅(qū)動。其它的刀具軸用齒輪或同步帶連接，使所有刀具軸同步回轉(zhuǎn)。齒輪加工時，利用計算機(jī)直接控制六軸五聯(lián)動，就可以加工出所需要的螺旋錐齒輪。
權(quán)利要求1.一種全數(shù)控多工位螺旋錐齒輪六維加工裝置，它有床身(11)，其特征是，所述床身(11)的前面設(shè)有X向直線導(dǎo)軌(12)且其上裝有可在驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動下沿該直線導(dǎo)軌(12)滑行的X軸滑臺(13)，該X軸滑臺(13)一側(cè)設(shè)有Y向直線導(dǎo)軌(14)且其上裝有可在驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動下沿該導(dǎo)軌滑行的Y軸工件箱(15)，所述工件箱(15)上設(shè)有一個或一個以上在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的作用下繞豎向軸線A同步旋轉(zhuǎn)的工件A軸(23、24、25)；所述床身(11)上設(shè)有與所述X軸和Y軸導(dǎo)軌都垂直的Z向直線導(dǎo)軌(16)且其上裝有可在驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動下沿該Z向?qū)к?16)滑行的Z軸滑臺(17)，Z軸滑臺(17)上裝有能繞與Z向直線導(dǎo)軌(16)垂直的橫置B軸(22)回轉(zhuǎn)的工具箱(21)及回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，工具箱(21)上對應(yīng)安裝有與所述工件A軸數(shù)量相等的刀具C軸(26、27、28)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)控多工位螺旋錐齒輪六維加工裝置，其特征是，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，在Z軸滑臺(17)上裝有與所述Z向直線導(dǎo)軌(16)平行的直線導(dǎo)軌(18)且其上裝有可在驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動下沿該直線導(dǎo)軌(18)滑行的滑塊(19)，工具箱(21)與滑塊(19)之間用連桿(20)鉸接。
專利摘要本實用新型涉及數(shù)控加工設(shè)備，它用于中小規(guī)格螺旋錐齒輪的加工。所述全數(shù)控多工位螺旋錐齒輪六維加工裝置的床身前面有X向直線導(dǎo)軌且其上裝有可沿該導(dǎo)軌滑行的X軸滑臺，該滑臺一側(cè)設(shè)有Y向直線導(dǎo)軌且其上裝有可沿該導(dǎo)軌滑行的Y軸工件箱，工件箱上設(shè)有一個或多個繞豎向軸線A同步旋轉(zhuǎn)的工件A軸；床身上有與X軸和Y軸導(dǎo)軌垂直的Z向直線導(dǎo)軌且其上裝有可沿該Z向?qū)к壔械腪軸滑臺，Z軸滑臺上裝有能繞與Z向直線導(dǎo)軌垂直的橫置B軸回轉(zhuǎn)的C軸工具箱及回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，工具箱上對應(yīng)安裝有刀具C軸。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定與可靠性好、效率高。機(jī)床占地面積小、防護(hù)容易，工件和刀具的裝卸方便，特別是工件垂直放置，容易實現(xiàn)機(jī)械手裝卸。
文檔編號G05B19/18GK2820408SQ20052005090
公開日2006年9月27日 申請日期2005年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月27日
發(fā)明者王志永, 曾亦愚, 丁志文, 衣紅, 陳敢, 鄒文毅 申請人:湖南中大創(chuàng)遠(yuǎn)數(shù)控裝備有限公司