專利名稱：六軸五聯(lián)動螺旋錐齒輪加工機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控加工設(shè)備，進一步是指加工螺旋錐齒輪的銑齒機和磨齒機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，螺旋錐齒輪加工設(shè)備有機械型螺旋錐齒輪加工機床和數(shù)控螺旋錐齒輪加工機床。機械型螺旋錐齒輪加工機床的結(jié)構(gòu)和調(diào)整環(huán)節(jié)是齒輪機床中最復雜的。隨著技術(shù)進步，螺旋錐齒輪加工機床采用了圖1所示結(jié)構(gòu)，它用計算機直接控制三個直線軸(即X、Y、Z軸)和三個轉(zhuǎn)動軸(即A、B、C軸)，即可以模擬機械型螺旋錐齒輪加工機床的加工運動，從而加工出螺旋錐齒輪。數(shù)控螺旋錐齒輪加工機床將復雜的機械結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為軟件控制，實現(xiàn)了螺旋錐齒輪加工的信息化和智能化。但上述結(jié)構(gòu)是在刻意模擬機械型機床的運動，用刀具箱沿X、Y軸的聯(lián)動來模擬刀具繞搖臺軸線的回轉(zhuǎn)，將刀傾機構(gòu)的功能改為B軸的擺動來實現(xiàn)。這樣處理沒有充分發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的作用，存在以下主要缺陷1.直線軸Z方向的Z軸滑臺22上有一個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28的形狀復雜，加工的工藝性不好，難以保證加工精度；3.工件箱28的所有重量都壓在扇形齒輪或摩擦輪上，卸荷比較困難；4.直線軸X方向的X軸滑臺25是一個龍門架，直線軸Y方向的Y軸滑臺24在龍門架上作垂直運動，伺服電機和液壓平衡油缸豎起很高，防護很困難；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，以免影響機床的熱變形，圖1的裝置很難做到這一點；6.機床零件多，占地面積大，工件裝卸不方便。
公開號為CN1457279的專利申請公開說明書記載了一種生產(chǎn)錐齒輪的機器，該機器將刀具主軸和工件主軸全設(shè)置在一個立柱上，其結(jié)構(gòu)不僅導致制造成本高，而且裝配的工藝性不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提出一種六軸五聯(lián)動螺旋錐齒輪加工機床，它結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定與可靠性好、效率高且占地面積小、防護與排屑容易，工件和刀具的裝卸很方便。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，所述六軸五聯(lián)動螺旋錐齒輪加工機床有床身，其結(jié)構(gòu)特點是，所述床身的上面設(shè)有固定立柱和X向直線導軌，所述X向直線導軌上裝有可在驅(qū)動機構(gòu)帶動下沿該導軌移動的X軸滑臺，X軸滑臺上設(shè)有Y向直線導軌且其上裝有可在驅(qū)動機構(gòu)帶動下沿該導軌滑行的工件箱，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)動機構(gòu)帶動下回轉(zhuǎn)的A軸(工件主軸)；所述立柱的一側(cè)面設(shè)有與所述X軸直線導軌和Y軸直線導軌垂直的Z向直線導軌且其上裝有可在驅(qū)動機構(gòu)帶動下沿該導軌移動的Z軸滑臺，Z軸滑臺上設(shè)有可繞B軸回轉(zhuǎn)的刀具箱及回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，所述刀具箱上安裝有在驅(qū)動機構(gòu)帶動下產(chǎn)生回轉(zhuǎn)的C軸(刀具主軸)。
以下結(jié)合附圖的實施例對本發(fā)明作出進一步說明。
本發(fā)明的機床包括采用端面銑齒或磨齒方法加工弧齒錐齒輪、弧齒準雙曲面齒輪的機床和采用端面滾齒方法加工擺線齒錐齒輪、擺線齒準雙曲面齒輪的機床。
如圖2所示，本發(fā)明所述六軸五聯(lián)動螺旋錐齒輪加工機床有床身1，其結(jié)構(gòu)特點是，所述床身1的上面設(shè)有固定立柱8和X向直線導軌2，所述X向直線導軌2上裝有可在驅(qū)動機構(gòu)帶動下沿該導軌移動的X軸滑臺3，所述X軸滑臺3上設(shè)有Y向直線導軌4且其上裝有可在驅(qū)動機構(gòu)帶動下沿該導軌滑行的工件箱5，所述工件箱5上設(shè)有用以安裝被加工螺旋錐齒輪并在驅(qū)動機構(gòu)帶動下回轉(zhuǎn)的A軸(工件主軸)6；所述立柱8的一側(cè)面設(shè)有與所述X軸直線導軌和Y軸直線導軌垂直的Z向直線導軌10且其上裝有可在驅(qū)動機構(gòu)帶動下沿該導軌移動的Z軸滑臺11，Z軸滑臺11上設(shè)有可繞B軸9回轉(zhuǎn)的刀具箱16及回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)18，所述刀具箱16上安裝有在驅(qū)動機構(gòu)帶動下產(chǎn)生回轉(zhuǎn)的C軸(刀具主軸)15。
參見圖2，所述刀具箱16繞B軸9回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)18的一種結(jié)構(gòu)是，所述Z軸滑臺11外側(cè)面裝有橫向(X向)的直線導軌12，該直線導軌12上裝有可在驅(qū)動機構(gòu)帶動下沿該導軌移動的滑塊13，用連桿14將所述滑塊13和刀具箱16連接起來構(gòu)成一個曲柄滑塊機構(gòu)，通過滑塊13在直線導軌12上的移動來控制刀具箱16繞B軸9的回轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)原理是，螺旋錐齒輪在加工過程中，其齒面的形成取決于刀具和上件的相對運動，而刀具與工件的相對位置完全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。本發(fā)明是在研究了三個直線軸和三個轉(zhuǎn)動軸的各種可能的設(shè)定方式并分析其優(yōu)缺點后確定的。圖2所示本發(fā)明機床上加工螺旋錐齒輪的過程是1.在刀具箱16的刀具主軸上安裝好刀具17，在工件箱5的工件主軸上安裝好螺旋錐齒輪7，啟動程序后計算機首先控制滑塊13的移動使刀具箱16繞B軸9回轉(zhuǎn)一個角度，回轉(zhuǎn)角度的大小就是螺旋錐齒輪剛開始加工時的輪坯安裝角；2.計算機控制X軸滑臺3、工件箱5和Z軸滑臺11分別沿X軸、Y軸和Z軸導軌2、4、10將刀具17和工件7快速移動到齒輪加工的起始位置，刀具17按給定的速度回轉(zhuǎn)并開啟冷卻液；3.在程序控制下，A、B、X、Y、Z五軸聯(lián)動使刀具和齒輪作嚙合的展成運動以加工出齒面；4.一個齒槽加工好之后，工件箱沿與刀具平面垂直的方向后移使工件與刀具脫離接觸，齒輪分度到第二個輪齒加工的起始位置，然后X、Y、Z、B各軸在不發(fā)生干涉的原則下快速退回到齒輪加工的起始位置；5.加工第二個齒槽，如此循環(huán)往復，直到加工完成所有的輪齒；6.各軸都回到原始位置，(工作門打開后)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，在預(yù)備時間或加工過程中還要修整砂輪。
本發(fā)明的機床與現(xiàn)有機床相比，具有如下優(yōu)點去掉了摩擦輪、回轉(zhuǎn)臺等難加工的零部件，結(jié)構(gòu)緊湊，裝配方便，具有很好的工藝性能；工件和刀具的裝卸很方便，而且工件便于實現(xiàn)機械手自動裝卸；設(shè)備造價降低、性能穩(wěn)定、可靠；用曲柄連桿機構(gòu)使刀具箱回轉(zhuǎn)而且使它沿著固定立柱上下移動，具有很好的剛性；加工的切屑都落在工件箱下面的區(qū)域內(nèi)，容易排屑并實現(xiàn)干切削；零件少，工藝性能好，占地面積小，防護容易。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種機床的結(jié)構(gòu)；圖2是本發(fā)明機床的一種實施例結(jié)構(gòu)。
在附圖中1-床身；2-X向直線導軌；3-X軸滑臺； 4-Y向直線導軌；5-工件箱； 6-A軸(工件主軸)；7-工件(螺旋錐齒輪)；8-立柱；9-B軸； 10-Z向直線導軌；11-Z軸滑臺；12-直線導軌；13-滑塊； 14-連桿；15-C軸(刀具主軸)； 16-刀具箱；17-刀具(刀盤或砂輪)； 18-回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)；21-床身； 22-Z軸滑臺；23-B軸；24-刀具箱(Y軸滑臺)；25-X軸滑臺(龍門架)；26-刀具(C軸)27-工件(A軸)； 28-工件箱。
具體實施例方式按照圖2和上述結(jié)構(gòu)的機床，所述三個直線導軌和滑動驅(qū)動機構(gòu)采用滾動導軌和滾珠絲桿，伺服電機通過直聯(lián)或減速裝置將電機轉(zhuǎn)動傳給所述滾珠絲桿，帶動X軸滑臺3、工件箱5和Z軸滑臺11移動(也可以采用直線電機直接驅(qū)動)；X軸、Y軸和Z軸的位移用光柵尺測定，閉環(huán)控制；C軸15用主軸電機或者調(diào)頻電機通過齒輪或皮帶輪驅(qū)動(也可采用電主軸或者力矩電機直接驅(qū)動)；刀具箱16繞B軸9的回轉(zhuǎn)用曲柄連桿機構(gòu)間接驅(qū)動，其轉(zhuǎn)角用高精度光柵盤測定、閉環(huán)控制。A軸6回轉(zhuǎn)用伺服電機和蝸桿蝸輪副驅(qū)動或用大力矩電機直接驅(qū)動，其轉(zhuǎn)角用高精度光柵盤測定、閉環(huán)控制。用端面銑齒法加工弧齒錐齒輪和弧齒準雙曲面齒輪時，利用計算機直接控制X、Y、Z、A、B五軸聯(lián)動，就可以用各種端面銑齒的加工方法加工出所需要的齒輪。用端面滾齒法加工擺線齒錐齒輪和擺線齒準雙曲面齒輪時，工件軸和刀具軸按給定的傳動比連續(xù)回轉(zhuǎn)，再輔以其它軸所作的展成運動，連續(xù)滾銑即可加工出所需的齒輪。
權(quán)利要求
1.一種六軸五聯(lián)動螺旋錐齒輪加工機床，有床身(1)，其特征是，所述床身(1)的上面設(shè)有固定立柱(8)和X向直線導軌(2)，所述X向直線導軌(2)上裝有可在驅(qū)動機構(gòu)帶動下沿該導軌移動的X軸滑臺(3)，所述X軸滑臺(3)上設(shè)有Y向直線導軌(4)且其上裝有可在驅(qū)動機構(gòu)帶動下沿該導軌滑行的工件箱(5)，所述工件箱(5)上設(shè)有用以安裝被加工螺旋錐齒輪并在驅(qū)動機構(gòu)帶動下回轉(zhuǎn)的A軸(6)；所述立柱(8)的一側(cè)面設(shè)有與所述X軸直線導軌和Y軸直線導軌垂直的Z向直線導軌(10)且其上裝有可在驅(qū)動機構(gòu)帶動下沿該導軌移動的Z軸滑臺(11)，Z軸滑臺(11)上設(shè)有可繞B軸(9)回轉(zhuǎn)的刀具箱(16)及回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)(18)，所述刀具箱(16)上安裝有在驅(qū)動機構(gòu)帶動下產(chǎn)生回轉(zhuǎn)的C軸(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述六軸五聯(lián)動螺旋錐齒輪加工機床，其特征是，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)(18)為，Z軸滑臺(11)外側(cè)面裝有橫向的直線導軌(12)，該直線導軌(12)上裝有可在驅(qū)動機構(gòu)帶動下沿該導軌移動的滑塊(13)，用連桿(14)將所述滑塊(13)和刀具箱(16)連接起來構(gòu)成一個曲柄滑塊機構(gòu)，通過滑塊(13)在直線導軌(12)上的移動來控制刀具箱(16)繞B軸(9)的回轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述六軸五聯(lián)動螺旋錐齒輪加工機床，其特征是，它包括采用端面銑齒或磨齒方法加工弧齒錐齒輪、弧齒準雙曲面齒輪的機床和采用端面滾齒方法加工擺線齒錐齒輪、擺線齒準雙曲面齒輪的機床。
全文摘要
一種六軸五聯(lián)動螺旋錐齒輪加工機床，它的床身上面設(shè)有固定立柱和X向直線導軌，X向直線導軌上裝有沿該導軌移動的X軸滑臺，X軸滑臺上設(shè)有Y向直線導軌且其上裝有可沿該導軌滑行的工件箱，工件箱上設(shè)有回轉(zhuǎn)的A軸，所述立柱的一側(cè)面設(shè)有與X軸直線導軌和Y軸直線導軌垂直的Z向直線導軌，導軌上裝有可在驅(qū)動機構(gòu)帶動下沿該導軌移動的Z軸滑臺，Z軸滑臺上設(shè)有可繞B軸回轉(zhuǎn)的刀具箱及回轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，所述刀具箱上裝有在驅(qū)動機構(gòu)帶動下產(chǎn)生回轉(zhuǎn)的C軸。本機床結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定與可靠性好、效率高。零件少、機床占地面積小、防護與排屑容易，工件和刀具的裝卸很方便。
文檔編號B23Q5/00GK1958226SQ200610032268
公開日2007年5月9日 申請日期2006年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月18日
發(fā)明者曾韜 申請人:湖南中大創(chuàng)遠數(shù)控裝備有限公司