專(zhuān)利名稱(chēng)：全自動(dòng)七軸雙直驅(qū)數(shù)控干切滾齒機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于全自動(dòng)外齒輪加工機(jī)床，特別設(shè)計(jì)一種全自動(dòng)七軸雙直驅(qū)數(shù)控干切滾齒機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的工業(yè)自動(dòng)化水平也在不斷的提高，尤其是近年來(lái)汽車(chē)工業(yè)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。汽車(chē)變速箱是汽車(chē)的關(guān)鍵部件之一，而這里的傳動(dòng)主要以齒輪為主，滾齒機(jī)憑借其加工效率高，適應(yīng)面寬等優(yōu)勢(shì)，成為了生產(chǎn)這些齒輪的主要加工設(shè)備。汽車(chē)變速箱齒輪的生產(chǎn)要求加工設(shè)備具有生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定性高，自動(dòng)化程度高以及節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的機(jī)床不能滿(mǎn)足其要求，以至于國(guó)內(nèi)汽車(chē)變速箱生產(chǎn)單位幾乎全部依靠進(jìn)口滾齒機(jī)。使得生產(chǎn)成本大大提高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的問(wèn)題是提供一種全自動(dòng)七軸雙直驅(qū)數(shù)控干切滾齒機(jī)，用于軸類(lèi)和盤(pán)類(lèi)的外齒輪加工，也可以加工有空刀槽的人字齒，鼓形齒及錐齒輪等。可以適應(yīng)汽車(chē)變速箱齒輪生產(chǎn)所需的生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定性高，自動(dòng)化程度高以及節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種全自動(dòng)七軸雙直驅(qū)數(shù)控干切滾齒機(jī)，其特征在于有床身，床身面左側(cè)裝有立柱，立柱上有滑板，滑板上裝有刀架體，床身面右側(cè)有尾座，床身面中間有工作臺(tái)；床身面上方有內(nèi)外兩層防護(hù)裝置，床身外的后面有電氣柜、水冷卻機(jī)、液壓系統(tǒng)和排屑系統(tǒng)，床身外的右面有自動(dòng)上下料系統(tǒng)；工作臺(tái)下面的床身面上開(kāi)有大開(kāi)口大坡度的排屑通道，床身上采用L形，床身面左側(cè)的立柱裝在床身面上的左右方向的線性導(dǎo)軌上；床身面中部中間位置裝有工作臺(tái)，床身面右側(cè)工作臺(tái)側(cè)后方裝有尾座，立柱右側(cè)立面上裝有線型導(dǎo)軌，線型導(dǎo)軌上裝有滑板，滑板上裝有刀架體，滑板上裝有液壓夾緊裝置，機(jī)床的所有移動(dòng)軸均為數(shù)控軸，刀架體主軸和工作臺(tái)主軸分別裝有空心電機(jī)和力矩電機(jī)。所述刀架體具有刀具鎖緊和竄刀機(jī)構(gòu)，其刀具鎖緊和竄刀機(jī)構(gòu)是由左支架與右支架通過(guò)線性導(dǎo)軌安裝在底座上，并通過(guò)螺桿連接為一體，螺桿連接手輪，通過(guò)與手輪連接的螺桿調(diào)整左支架與右支架之間的距離達(dá)到夾緊刀具的目的，在螺桿端部安裝有碟簧，手輪架上有止動(dòng)銷(xiāo)；刀架體上的伺服電機(jī)連接高精減速機(jī)，高精減速機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器連接滾珠絲杠，滾珠絲杠上裝有左支架和右支架。本實(shí)用新型的效果是本機(jī)床最大的特點(diǎn)和技術(shù)突破在于采用了刀具主軸和工件主軸雙直驅(qū)技術(shù)，這樣就取代了傳統(tǒng)滾齒機(jī)上采用蝸輪副和交換齒輪的結(jié)構(gòu)，其優(yōu)勢(shì)有以下幾方面第一，取消了蝸輪副，減小了對(duì)加工制造及裝配的要求，易于保證產(chǎn)品額質(zhì)量穩(wěn)定性；第二，取消了傳動(dòng)鏈和交換齒輪，避免了傳動(dòng)鏈本省的誤差提高了加工精度，而且由于不需要調(diào)整交換齒輪從而減低了對(duì)操作工的要求，避免了交換齒輪的錯(cuò)誤更換。第三，由于工作臺(tái)采用力矩電機(jī)直驅(qū)，刀具采用空心主軸直驅(qū)，使工作臺(tái)和滾刀都可以達(dá)到很高的轉(zhuǎn)速，這樣就是的高速滾齒加工成為了可能。本機(jī)床的的二個(gè)優(yōu)勢(shì)在于干式切削，在雙直驅(qū)優(yōu)勢(shì)的前提下，本機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)高速干式切削，這樣逼近可以節(jié)省大量用于購(gòu)買(mǎi)冷卻液的費(fèi)用，也更環(huán)保。

圖I機(jī)床主體結(jié)構(gòu)及數(shù)控軸的規(guī)定圖圖2機(jī)床布局圖圖3刀具主軸空心電機(jī)安裝圖圖4工作臺(tái)力矩電機(jī)安裝圖·圖5滑板結(jié)構(gòu)圖圖6刀架體結(jié)構(gòu)圖圖7尾座頂尖結(jié)構(gòu)圖圖中1床身，2立柱，3滑板，4刀架體，5尾座，6工作臺(tái)，7防護(hù)，8電氣柜，9水冷卻機(jī)，10液壓系統(tǒng)，11排屑系統(tǒng)，12自動(dòng)上下料系統(tǒng)，13刀具主軸，14刀具接套，15壓蓋，16隔套，17主軸軸承，18右支架，19端蓋，20編碼器，21空心電機(jī)，22夾緊油缸，23編碼器，24定子固定盤(pán)，25力矩電機(jī)，26工作臺(tái)體，27拉桿，28工作臺(tái)面，29主軸軸承，30轉(zhuǎn)子固定盤(pán)，31工件主軸，32連接盤(pán)，33伺服電機(jī)，34高精度減速機(jī)，35滑板體，364角度的A軸，37前方連接盤(pán)，38高精度齒輪，39右支架，40滾珠絲杠，41聯(lián)軸器，42高精減速機(jī)，43伺服電機(jī)，44左支架，45止動(dòng)銷(xiāo)，，46手輪，47底座，48尾座立柱，49尾座滑板，50頂尖支架，51頂價(jià)，53伺服電機(jī)，54滾珠絲杠,55活頂尖,56線性導(dǎo)軌。
具體實(shí)施方式
一種采用刀具主軸和工件主軸雙直驅(qū)技術(shù)，七軸全數(shù)控，帶有自動(dòng)上下料功能的干式切削滾齒機(jī)。機(jī)床采用西門(mén)子840D系統(tǒng)，工作臺(tái)配置西門(mén)子原裝力矩電機(jī)，刀具主軸配置西門(mén)子原裝空心主軸。機(jī)床的徑向進(jìn)給，軸向進(jìn)給，刀架角度翻轉(zhuǎn)，同步竄到運(yùn)動(dòng)和頂尖運(yùn)動(dòng)全部采用數(shù)控軸，自動(dòng)上下料系統(tǒng)采用氣動(dòng)元件控制完成。機(jī)床采用干式切削實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。機(jī)床帶有緊急回退功能，可以再突然斷電或緊急情況下安全的停止機(jī)床。以保護(hù)操作者和機(jī)床本身。如圖I所示一種全自動(dòng)七軸雙直驅(qū)數(shù)控干切滾齒機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu)有床身，立柱，滑板，刀架體，尾座頂尖，工作臺(tái)，防護(hù)，電氣柜，水冷卻機(jī)，液壓系統(tǒng)，排屑系及自動(dòng)上下料系統(tǒng)組成。床身上開(kāi)由大開(kāi)口大坡度的排屑通道，床身上采用L形，床身左側(cè)中間上方裝有立柱，立柱可以沿線性導(dǎo)軌移動(dòng)。床身中部中間位置上方裝有工作臺(tái)，床身右側(cè)工作臺(tái)側(cè)后方裝有尾座頂尖。立柱前方裝有可沿線型導(dǎo)軌移動(dòng)的滑板，滑板上裝有刀架體?；迳涎b有液壓夾緊裝置。機(jī)床的所有移動(dòng)軸均為數(shù)控軸，刀架體主軸和工作臺(tái)主軸分別裝有空心電機(jī)和力矩電機(jī)。刀架體新穎的刀具鎖緊和竄刀機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)是左支架與右支架通過(guò)線性導(dǎo)軌安裝在底座上，并通過(guò)螺桿連接為一體?？梢赞D(zhuǎn)動(dòng)手輪，通過(guò)與手輪連接的螺桿調(diào)整左支架與右支架之間的距離達(dá)到夾緊刀具的目的。鎖緊力由安裝在螺桿端部的碟黃提供，刀具夾緊后用止動(dòng)銷(xiāo)固定鎖緊位置。伺服電機(jī)帶動(dòng)高精減速機(jī)，通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)滾珠絲杠，從而帶動(dòng)左支架和右支架一起沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)，這樣就實(shí)現(xiàn)了竄刀運(yùn)動(dòng)。如圖I所示一種全自動(dòng)七軸雙直驅(qū)數(shù)控干切滾齒機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu)有床身1，立柱2，滑板3，刀架體4，尾座頂尖5，工作臺(tái)6組成。如圖2所示機(jī)床整體還包括防護(hù)7，電氣柜8，水冷卻機(jī)9，液壓系統(tǒng)10，排屑系，11，自動(dòng)上下料系統(tǒng)12組成。立柱2負(fù)責(zé)X軸的徑向進(jìn)給，滑板3負(fù)責(zé)Z軸的軸向進(jìn)給和A軸的角度調(diào)整，刀架體4安裝有直驅(qū)空心主軸(B軸)并負(fù)責(zé)Y軸竄刀運(yùn)動(dòng)，尾座頂尖5負(fù)責(zé)TA軸運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)6裝有直驅(qū)力矩電機(jī)(C軸)。空心主軸和力矩電機(jī)由水冷卻機(jī)9進(jìn)行冷卻。機(jī)床有緊急回 退功能，可以保證機(jī)床可以再緊急情況下可以安全的停止。如圖3所示刀架體右支架的安裝部件主要由刀具主軸13，刀具接套14，壓蓋15，隔套16，主軸軸承17，右支架18，端蓋19，編碼器20，空心電機(jī)21，組成。如圖4所示刀架體右支架的安裝部件主要由夾緊油缸22，編碼器23，定子固定盤(pán)24，力矩電機(jī)25，工作臺(tái)體26，拉桿27，工作臺(tái)面28，主軸軸承29，轉(zhuǎn)子固定盤(pán)30，工件主軸31，連接盤(pán)32組成。I.床身I采用鑄造形式，主要起支撐作用，并鑄造有大口徑，大傾角的排屑通道，有利于鐵屑快速排出，這樣可以防止干式切削時(shí)鐵屑的熱量傳給機(jī)床，而造成熱變形，從人影響機(jī)床I性能。床身I左側(cè)裝有立柱2。右側(cè)裝有工作臺(tái)6及尾座頂尖5.尾座頂尖5采用側(cè)置方式以配合自動(dòng)上下料系統(tǒng)。2.立柱2采用鑄造形式，雙層壁板加上加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)使立柱2有著很高的強(qiáng)度，可以抵抗干式切削的切削反力，不會(huì)強(qiáng)度不夠而而引起機(jī)床震動(dòng)，可靠地保證了切削的精度和刀具的壽命。立柱下方裝有線性導(dǎo)軌和高精度滾珠絲杠，通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠可以實(shí)現(xiàn)立柱2在X軸方向的高速高精度的徑向進(jìn)給。立柱2前方裝有滑板3.3.滑板3的滑板體35采用鑄造形式，雙層壁板加上加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)使滑板3有著很高的強(qiáng)度，滑板3中心裝有用于調(diào)整刀架體4角度的A軸36組件，它由伺服電機(jī)33帶動(dòng)高精度減速機(jī)34，再通過(guò)減速機(jī)34帶動(dòng)一對(duì)高精度齒輪38來(lái)實(shí)現(xiàn)A軸的高精度旋轉(zhuǎn)，滑板3安裝在立柱2前方的線性導(dǎo)軌上，有伺服電機(jī)通過(guò)高精度蝸輪蝸桿減速機(jī)(可以自鎖)帶動(dòng)高精度絲杠使得滑板3可以沿著Z軸進(jìn)行高速高精度的軸向進(jìn)給?；?前方連接盤(pán)37上裝有刀架體4.4.刀架體主要由底座47，左支架44和右支架39三個(gè)部分組成。左支架44與右支架39通過(guò)線性導(dǎo)軌安裝在底座47上，并通過(guò)螺桿連接為一體。可以轉(zhuǎn)動(dòng)手輪46，通過(guò)與手輪46連接的螺桿調(diào)整左支架44與右支架39之間的距離達(dá)到夾緊刀具的目的。鎖緊力由安裝在螺桿端部的碟黃提供，刀具夾緊后用止動(dòng)銷(xiāo)45固定鎖緊位置。伺服電機(jī)43帶動(dòng)高精減速機(jī)42，通過(guò)聯(lián)軸器41帶動(dòng)滾珠絲杠40，從而帶動(dòng)左支架44和右支架39 —起沿Y軸方向運(yùn)動(dòng)，這樣就實(shí)現(xiàn)了竄刀運(yùn)動(dòng)。右支架能裝有空心主軸，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3.直驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用是高速高精度加工的基礎(chǔ)保障。5.尾座頂尖的尾座立柱48，尾座滑板49，頂尖支架50，頂價(jià)51均采用鑄造結(jié)構(gòu)，伺服電機(jī)53通過(guò)蝸輪蝸桿減速機(jī)(可以自鎖)帶動(dòng)滾珠絲杠54，使得安裝在線性導(dǎo)軌56上的尾座滑板沿Z4軸方向?qū)崿F(xiàn)頂緊工件的功能。頂尖支架50內(nèi)裝有可整體拆卸的活頂尖55，方便用戶(hù)根據(jù)建工工件更換。6.工作臺(tái)6內(nèi)裝有力矩電機(jī)其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4，直驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用是高速高精度加工的基礎(chǔ)保障。7.液壓系統(tǒng)主要部件采用臺(tái)灣嘉華的產(chǎn)品，性能穩(wěn)定可靠。主要負(fù)責(zé)工夾緊，平衡油缸及刀架體夾緊功能。8.氣動(dòng)系統(tǒng)全部使用FESTO的產(chǎn)品，性能穩(wěn)定可靠。主要功能有刀具冷卻，工件吹屑，自動(dòng)上下料系統(tǒng)平行氣爪的開(kāi)合及回轉(zhuǎn)，上下料通道自動(dòng)門(mén)的開(kāi)閉，刀具主軸空氣密封
坐寸ο9.電氣系統(tǒng)為840D數(shù)控系統(tǒng),米用獨(dú)立電氣柜，電氣柜密封可靠。系統(tǒng)配有緊急回退功能，在機(jī)床突然失去動(dòng)力或需要緊急通知的情況系，各數(shù)控軸按照事先的設(shè)定回到安全位置后停止，避免了事故的發(fā)生，保護(hù)了機(jī)床和操作者的安全。10.機(jī)床采用內(nèi)置切削室加外部全防護(hù)的防護(hù)結(jié)構(gòu)，有效防止鐵屑溢出，外防護(hù)美觀大方。在切削工件時(shí)，自動(dòng)上下料系統(tǒng)從料帶取出，放到工作臺(tái)夾具上，尾座頂尖5向TA軸負(fù)向移動(dòng)直至壓緊工件(預(yù)設(shè)電機(jī)電流值)，滑板3根據(jù)設(shè)定值將A軸調(diào)整到設(shè)定的角度，完成后，立柱2沿X軸負(fù)向移動(dòng)到事先找到的切削位置，然后，工件刀具主軸和工件主軸通過(guò)西門(mén)子840D系統(tǒng)自導(dǎo)的電子齒輪箱功能實(shí)現(xiàn)按設(shè)定的滾比開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，然后滑板3根據(jù)設(shè)定的切削方式沿Z軸移動(dòng)，刀架體4根據(jù)設(shè)定的切削方式沿Y方向移動(dòng)，與此同時(shí)根據(jù)Y軸和Z軸的運(yùn)動(dòng)情況，通過(guò)電子齒輪箱及插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)將相應(yīng)的分運(yùn)動(dòng)附加到工作臺(tái)(C軸)上，以實(shí)現(xiàn)齒輪的切削。切削完成后立柱2沿X軸回到起始位置，尾座頂尖5沿TA軸回到起始位置，自動(dòng)上下料系統(tǒng)更換工件后進(jìn)入下一循環(huán)。這樣就可以替代分度蝸輪和傳統(tǒng)的傳動(dòng)掛輪結(jié)構(gòu)，并且由于沒(méi)有傳動(dòng)誤差，大大提高了切削齒輪的精度。而且由于傳動(dòng)軸全部為數(shù)控軸，所以使機(jī)床的操作和調(diào)整都變得十分簡(jiǎn)單快捷。
權(quán)利要求1.一種全自動(dòng)七軸雙直驅(qū)數(shù)控干切滾齒機(jī)，其特征在于有床身，床身面左側(cè)裝有立柱，立柱上有滑板，滑板上裝有刀架體，床身面右側(cè)有尾座，床身面中間有工作臺(tái)；床身面上方有防護(hù)裝置，床身外的后面有電氣柜、水冷卻機(jī)、液壓系統(tǒng)和排屑系統(tǒng)，床身外的右面有自動(dòng)上下料系統(tǒng)；工作臺(tái)下面的床身面上開(kāi)有大開(kāi)口大坡度的排屑通道，床身上采用L形，床身面左側(cè)的立柱裝在床身面上的左右方向的線性導(dǎo)軌上；床身面中部中間位置裝有工作臺(tái)，床身面右側(cè)工作臺(tái)側(cè)后方裝有尾座，立柱右側(cè)立面上裝有線型導(dǎo)軌，線型導(dǎo)軌上裝有滑板，滑板上裝有刀架體，滑板上裝有液壓夾緊裝置，機(jī)床的所有移動(dòng)軸均為數(shù)控軸，刀架體主軸和工作臺(tái)主軸分別裝有空心電機(jī)和力矩電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的全自動(dòng)七軸雙直驅(qū)數(shù)控干切滾齒機(jī)，其特征在于所述刀架體具有刀具鎖緊和竄刀機(jī)構(gòu)，其刀具鎖緊和竄刀機(jī)構(gòu)是由左支架與右支架通過(guò)線性導(dǎo)軌安裝在底座上，并通過(guò)螺桿連接為一體，螺桿連接手輪，通過(guò)與手輪連接的螺桿調(diào)整左支架與右支架之間的距離達(dá)到夾緊刀具的目的，在螺桿端部安裝有碟簧，手輪架上有止動(dòng)銷(xiāo)；刀架體上的伺服電機(jī)連接高精減速機(jī)，高精減速機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器連接滾珠絲杠，滾珠絲杠上裝有左支架和右支架。
專(zhuān)利摘要一種全自動(dòng)七軸雙直驅(qū)數(shù)控干切滾齒機(jī)，床身面左側(cè)裝有立柱，立柱上有滑板，滑板上裝有刀架體，床身面右側(cè)有尾座，床身面中間有工作臺(tái)；床身面上方有防護(hù)裝置，床身外的后面有電氣柜、水冷卻機(jī)、液壓系統(tǒng)和排屑系統(tǒng)，床身外的右面有自動(dòng)上下料系統(tǒng)；工作臺(tái)下面的床身面上開(kāi)有大開(kāi)口大坡度的排屑通道，立柱右側(cè)立面上裝有線型導(dǎo)軌，線型導(dǎo)軌上裝有滑板，滑板上裝有刀架體，滑板上裝有液壓夾緊裝置，機(jī)床的所有移動(dòng)軸均為數(shù)控軸。本干切滾齒機(jī)自動(dòng)上下料系統(tǒng)采用氣動(dòng)元件控制完成。機(jī)床采用干式切削實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。機(jī)床帶有緊急回退功能，可以再突然斷電或緊急情況下安全的停止機(jī)床。以保護(hù)操作者和機(jī)床本身。
文檔編號(hào)B23F9/08GK202726203SQ20122040711
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者李宏輝, 張勝, 趙香菊, 袁自強(qiáng) 申請(qǐng)人:天津市達(dá)鑫精密機(jī)械設(shè)備有限公司