高速高效數(shù)控滾齒的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于滾齒機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高速高效數(shù)控滾齒機(jī)。它解決了現(xiàn)有技術(shù)效率低等技術(shù)問題。包括床身，在床身上固設(shè)有工作臺，在工作臺上設(shè)有工作臺主軸和與工作臺固連的小立柱，在床身上設(shè)有與床身滑動相連的大立柱，在大立柱相對小立柱的一面設(shè)有刀架升降座，刀架升降座與第二升降機(jī)構(gòu)相連，在刀架升降座上設(shè)有刀架滑板和設(shè)置在刀架滑板上的刀架，在刀架升降座上設(shè)有第一伺服電機(jī)，第一伺服電機(jī)和刀架滑板之間通過縱向傳動機(jī)構(gòu)相連，在刀架上設(shè)有刀架主軸，刀架主軸與第二伺服電機(jī)直接相連，在床身上設(shè)有第三伺服電機(jī)，工作臺主軸和第三伺服電機(jī)之間通過行星減速機(jī)相連，大立柱與橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連。本實用新型優(yōu)點在于：效率高。
【專利說明】高速高效數(shù)控滾齒機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于滾齒機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種高速高效數(shù)控滾齒機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]滾齒機(jī)是齒輪加工機(jī)床中應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)床，在滾齒機(jī)上可切削直齒、斜齒圓柱齒輪，還可加工蝸輪、鏈輪等，其用滾刀按展成法加工直齒、斜齒和人字齒圓柱齒輪以及蝸輪的齒輪加工機(jī)床，這種機(jī)床使用特制的滾刀時也能加工花鍵和鏈輪等各種特殊齒形的工件。現(xiàn)有的滾齒機(jī)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、石油、儀表、飛機(jī)航天器等各種機(jī)械制造業(yè)中，但隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對于滾齒機(jī)的作業(yè)效率和穩(wěn)定性的多元性有了更高的要求，同時現(xiàn)有的數(shù)控滾齒機(jī)也存在著顯著不足:例如傳統(tǒng)機(jī)械傳動式齒輪加工機(jī)床，是通過一個電機(jī)驅(qū)動，經(jīng)過分齒、差動、工作臺轉(zhuǎn)動，主軸旋轉(zhuǎn)及加工進(jìn)給等環(huán)節(jié)，機(jī)械傳動鏈長，加工效率低，精度低；其次，普通的數(shù)控滾齒機(jī)，滾齒刀架內(nèi)部主軸和伺服電機(jī)之間，工作臺主軸和伺服電機(jī)之間還通過一級或二級齒輪降級傳動來提高主軸和工作臺力矩，中間齒輪傳動還存在傳動誤差，且通過傳動齒輪降級后速度隨之降低；為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，人們進(jìn)行了長期的探索，提出了各式各樣的解決方案。
[0003]例如，中國專利文獻(xiàn)公開了一種數(shù)控滾齒機(jī)，[申請?zhí)?201220135696.5]，包括床身、大立柱、工作臺、刀架和滑板，所述刀架安裝有伺服電機(jī)II，所述伺服電機(jī)II通過主軸齒輪減速器控制主軸切削運(yùn)動，即B軸；所述床身安裝有伺服電機(jī)III，所述伺服電機(jī)III通過徑向進(jìn)給蝸桿減速器控制工作臺完成徑向進(jìn)給運(yùn)動，即X軸；所述工作臺安裝有伺服電機(jī)IV，所述伺服電機(jī)IV通過分度蝸桿蝸輪減速器連接徑向進(jìn)給滾珠絲杠副控制工作臺上的轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動，即C軸。
[0004]上述的方案在一定程度上改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)的部分問題，但是，該方案的還至少存在以下缺陷:1、設(shè)計不合理，加工效率低和精度低，噪聲大；2、傳動誤差大且實用性差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是針對上述問題，提供一種能提高加工效率和減小傳動誤差的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實用新型采用了下列技術(shù)方案:本高速高效數(shù)控滾齒機(jī)包括床身，在床身上固設(shè)有位于床身一端的工作臺，在工作臺上設(shè)有豎直設(shè)置的工作臺主軸和與工作臺固連的小立柱，在小立柱上設(shè)有位于工作臺主軸上方的升降支架，所述的升降支架與能驅(qū)動其相對工作臺主軸豎直升降的第一升降機(jī)構(gòu)相連，在床身上設(shè)有與小立柱對應(yīng)設(shè)置且與床身滑動相連的大立柱，在大立柱相對小立柱的一面設(shè)有刀架升降座，所述的刀架升降座與能驅(qū)動其在豎直方向升降的第二升降機(jī)構(gòu)相連，在刀架升降座上設(shè)有刀架滑板和設(shè)置在刀架滑板上的刀架，刀架升降座與刀架滑板之間縱向滑動相連，在刀架升降座上設(shè)有第一伺服電機(jī)，所述的第一伺服電機(jī)和刀架滑板之間通過縱向傳動機(jī)構(gòu)相連，在刀架上設(shè)有刀架主軸，刀架主軸的一端穿設(shè)在刀架上，另一端穿過刀架且端部延伸至工作臺主軸上方，所述的刀架主軸與能驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的第二伺服電機(jī)直接相連，在床身上設(shè)有能驅(qū)動工作臺主軸轉(zhuǎn)動的第三伺服電機(jī)，所述的工作臺主軸和第三伺服電機(jī)之間通過行星減速機(jī)相連，所述的大立柱與能驅(qū)動其沿床身橫向水平來回往復(fù)移動的橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連。
[0007]在上述的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)中，所述的縱向傳動機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在刀架滑板上的若干第一滾珠循環(huán)套，在第一伺服電機(jī)的輸出軸上連接有分別穿設(shè)在所述的第一滾珠循環(huán)套中的第一絲桿。
[0008]在上述的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)中，所述的橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在床身遠(yuǎn)離工作臺一端的橫向驅(qū)動電機(jī)，在大立柱的底部設(shè)有若干第二滾珠循環(huán)套，在橫向驅(qū)動電機(jī)的輸出軸上連接有分別穿設(shè)在所述的第二滾珠循環(huán)套中的第二絲桿。
[0009]在上述的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)中，所述的刀架滑板的上下兩端分別設(shè)有第一導(dǎo)軌，在刀架升降座上設(shè)有與所述的第一導(dǎo)軌一一配合的第二導(dǎo)軌，所述的第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌滑動相連且在第一導(dǎo)軌與第二導(dǎo)軌之間設(shè)有滾動結(jié)構(gòu)。
[0010]在上述的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)中，所述的滾動結(jié)構(gòu)包括若干分別設(shè)置在第一導(dǎo)軌或第二導(dǎo)軌上且離散排列的滾珠。
[0011]在上述的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)中，所述的第一絲桿與刀架主軸平行設(shè)置。
[0012]在上述的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)中，所述的第一升降機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在小立柱頂部的升降驅(qū)動油缸，所述的升降驅(qū)動油缸活塞桿與升降支架相連，所述的小立柱與升降支架之間設(shè)有第一豎直導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
[0013]在上述的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)中，所述的第二升降機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在大立柱頂部的第四伺服電機(jī)，所述的第四伺服電機(jī)通過絲桿傳動結(jié)構(gòu)與刀架升降座相連，在大立柱和刀架升降座之間設(shè)有第二豎直導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
[0014]在上述的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)中，所述的絲桿傳動包括若干設(shè)置在刀架升降座上的第三滾珠循環(huán)套，在第四伺服電機(jī)的輸出軸上連接有第三絲桿，所述的第三絲桿上端固定在第四伺服電機(jī)的輸出軸上，下端依次穿過所述的第三滾珠循環(huán)套。
[0015]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本高速高效數(shù)控滾齒機(jī)的優(yōu)點在于:1、設(shè)計更合理，大幅提高了加工效率且傳動精度非常高；2、噪聲小且易于操控；3、可實現(xiàn)無級變速進(jìn)給，進(jìn)給平穩(wěn)可靠；4、傳動誤差小且實用性強(qiáng)；5、使用壽命長。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型提供的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是圖1的后視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是本實用新型提供的導(dǎo)軌配合結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中，床身1、第三伺服電機(jī)11、行星減速機(jī)12、橫向驅(qū)動電機(jī)13、第二絲桿14、工作臺2、工作臺主軸21、升降支架22、小立柱3、升降驅(qū)動油缸31、大立柱4、第四伺服電機(jī)4a、刀架升降座41、第二導(dǎo)軌41a、第一伺服電機(jī)42、第一絲桿43、第二滾珠循環(huán)套44、刀架滑板5、滾珠5a、第一滾珠循環(huán)套51、第一導(dǎo)軌52、刀架6、刀架主軸61、第二伺服電機(jī)62。

【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0022]如圖1-4所示，本高速高效數(shù)控滾齒機(jī)包括床身1，在床身I上固設(shè)有位于床身I一端的工作臺2，在工作臺2上設(shè)有豎直設(shè)置的工作臺主軸21和與工作臺2固連的小立柱3，在小立柱3上設(shè)有位于工作臺主軸21上方的升降支架22，所述的升降支架22與能驅(qū)動其相對工作臺主軸21豎直升降的第一升降機(jī)構(gòu)相連，在床身I上設(shè)有與小立柱3對應(yīng)設(shè)置且與床身I滑動相連的大立柱4，在大立柱4相對小立柱3的一面設(shè)有刀架升降座41，所述的刀架升降座41與能驅(qū)動其在豎直方向升降的第二升降機(jī)構(gòu)相連，在刀架升降座41上設(shè)有刀架滑板5和設(shè)置在刀架滑板5上的刀架6，刀架升降座41與刀架滑板5之間縱向滑動相連，在刀架升降座41上設(shè)有第一伺服電機(jī)42,所述的第一伺服電機(jī)42和刀架滑板5之間通過縱向傳動機(jī)構(gòu)相連，在刀架6上設(shè)有刀架主軸61，刀架主軸61的一端穿設(shè)在刀架6上，另一端穿過刀架6且端部延伸至工作臺主軸21上方，所述的刀架主軸61與能驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的第二伺服電機(jī)62直接相連，在床身I上設(shè)有能驅(qū)動工作臺主軸21轉(zhuǎn)動的第三伺服電機(jī)11，所述的工作臺主軸21和第三伺服電機(jī)11之間通過行星減速機(jī)12相連，所述的大立柱4與能驅(qū)動其沿床身I橫向水平來回往復(fù)移動的橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連。
[0023]具體的，本實施例的縱向傳動機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在刀架滑板5上的若干第一滾珠循環(huán)套51，在第一伺服電機(jī)42的輸出軸上連接有分別穿設(shè)在所述的第一滾珠循環(huán)套51中的第一絲桿43，該第一絲桿43與刀架主軸61平行設(shè)置。其次，橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在床身I遠(yuǎn)離工作臺2 —端的橫向驅(qū)動電機(jī)13，在大立柱4的底部設(shè)有若干第二滾珠循環(huán)套44，在橫向驅(qū)動電機(jī)13的輸出軸上連接有分別穿設(shè)在所述的第二滾珠循環(huán)套44中的第二絲桿14。
[0024]另外，在本實施例的刀架滑板5的上下兩端分別設(shè)有第一導(dǎo)軌52，在刀架升降座41上設(shè)有與所述的第一導(dǎo)軌52 —一配合的第二導(dǎo)軌41a，所述的第一導(dǎo)軌52和第二導(dǎo)軌41a滑動相連且在第一導(dǎo)軌52與第二導(dǎo)軌41a之間設(shè)有滾動結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，該滾動結(jié)構(gòu)包括若干分別設(shè)置在第一導(dǎo)軌52或第二導(dǎo)軌41a上且離散排列的滾珠5a。
[0025]優(yōu)化方案，上述的第一升降機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在小立柱3頂部的升降驅(qū)動油缸31，所述的升降驅(qū)動油缸31活塞桿與升降支架22相連，所述的小立柱3與升降支架22之間設(shè)有第一豎直導(dǎo)向結(jié)構(gòu)；其次，第二升降機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在大立柱4頂部的第四伺服電機(jī)4a，所述的第四伺服電機(jī)4a通過絲桿傳動結(jié)構(gòu)與刀架升降座41相連，在大立柱4和刀架升降座41之間設(shè)有第二豎直導(dǎo)向結(jié)構(gòu)；第一豎直導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和第二豎直導(dǎo)向結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)有技術(shù)，這里就不作進(jìn)一步的贅述。
[0026]具體的，上述的絲桿傳動包括若干設(shè)置在刀架升降座41上的第三滾珠循環(huán)套，在第四伺服電機(jī)4a的輸出軸上連接有第三絲桿，所述的第三絲桿上端固定在第四伺服電機(jī)4a的輸出軸上，下端依次穿過所述的第三滾珠循環(huán)套(圖中未示)。
[0027]本實施例的工作原理如下:本實施例的采用了的PLC控制器數(shù)控編程系統(tǒng)及多個伺服電機(jī)，大幅提高了滾齒機(jī)的技術(shù)檔次和滾齒效率，解決了傳統(tǒng)機(jī)械式滾齒機(jī)傳動鏈長、傳動精度低、加工效率低、以及制造過程復(fù)雜、零件種類繁多和齒輪加工過程復(fù)雜等問題，取消了刀架齒輪傳動，采用直連代替，取消了高精度蝸輪蝸桿傳動，采用高精度行星減速機(jī)代替，解決了刀架主軸傳動高精度問題和因高精度蝸輪蝸桿制造困難的問題，另外，刀架主軸和工作臺主軸上安裝的旋轉(zhuǎn)編碼經(jīng)過PLC控制器的協(xié)調(diào)，使刀架主軸和工作臺主軸根據(jù)加工需要按絕對的比例旋轉(zhuǎn)，通過滾珠絲杠直連伺服電機(jī)，取代復(fù)雜的機(jī)械進(jìn)給傳動鏈，可實現(xiàn)無級變速進(jìn)給，進(jìn)給平穩(wěn)可靠。
[0028]本實施例大大提高了傳動精度(精度可達(dá)到6級)，工作效率比純機(jī)械滾齒機(jī)提高30倍，比普通滾齒機(jī)提高5-8倍，減少了工作噪音。
[0029]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
[0030]盡管本文較多地使用了床身1、第三伺服電機(jī)11、行星減速機(jī)12、橫向驅(qū)動電機(jī)13、第二絲桿14、工作臺2、工作臺主軸21、升降支架22、小立柱3、升降驅(qū)動油缸31、大立柱
4、第四伺服電機(jī)4a、刀架升降座41、第二導(dǎo)軌41a、第一伺服電機(jī)42、第一絲桿43、第二滾珠循環(huán)套44、刀架滑板5、滾珠5a、第一滾珠循環(huán)套51、第一導(dǎo)軌52、刀架6、刀架主軸61、第二伺服電機(jī)62等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
【權(quán)利要求】
1.一種高速高效數(shù)控滾齒機(jī)，包括床身(1)，在床身(I)上固設(shè)有位于床身(I) 一端的工作臺(2)，在工作臺(2)上設(shè)有豎直設(shè)置的工作臺主軸(21)和與工作臺(2)固連的小立柱(3)，在小立柱(3)上設(shè)有位于工作臺主軸(21)上方的升降支架(22)，所述的升降支架(22)與能驅(qū)動其相對工作臺主軸(21)豎直升降的第一升降機(jī)構(gòu)相連，在床身(I)上設(shè)有與小立柱⑶對應(yīng)設(shè)置且與床身⑴滑動相連的大立柱(4)，在大立柱(4)相對小立柱(3)的一面設(shè)有刀架升降座(41)，所述的刀架升降座(41)與能驅(qū)動其在豎直方向升降的第二升降機(jī)構(gòu)相連，在刀架升降座(41)上設(shè)有刀架滑板(5)和設(shè)置在刀架滑板(5)上的刀架(6)，刀架升降座(41)與刀架滑板(5)之間縱向滑動相連，其特征在于，所述的刀架升降座(41)上設(shè)有第一伺服電機(jī)(42)，所述的第一伺服電機(jī)(42)和刀架滑板(5)之間通過縱向傳動機(jī)構(gòu)相連，在刀架(6)上設(shè)有刀架主軸(61)，刀架主軸(61)的一端穿設(shè)在刀架(6)上，另一端穿過刀架(6)且端部延伸至工作臺主軸(21)上方，所述的刀架主軸￠1)與能驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的第二伺服電機(jī)￠2)直接相連，在床身(I)上設(shè)有能驅(qū)動工作臺主軸(21)轉(zhuǎn)動的第三伺服電機(jī)(11)，所述的工作臺主軸(21)和第三伺服電機(jī)(11)之間通過行星減速機(jī)(12)相連，所述的大立柱(4)與能驅(qū)動其沿床身(I)橫向水平來回往復(fù)移動的橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)，其特征在于，所述的縱向傳動機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在刀架滑板(5)上的若干第一滾珠循環(huán)套(51)，在第一伺服電機(jī)(42)的輸出軸上連接有分別穿設(shè)在所述的第一滾珠循環(huán)套(51)中的第一絲桿(43)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)，其特征在于，所述的橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在床身(I)遠(yuǎn)離工作臺(2) —端的橫向驅(qū)動電機(jī)(13)，在大立柱(4)的底部設(shè)有若干第二滾珠循環(huán)套(44)，在橫向驅(qū)動電機(jī)(13)的輸出軸上連接有分別穿設(shè)在所述的第二滾珠循環(huán)套(44)中的第二絲桿(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)，其特征在于，所述的刀架滑板(5)的上下兩端分別設(shè)有第一導(dǎo)軌(52)，在刀架升降座(41)上設(shè)有與所述的第一導(dǎo)軌(52)一一配合的第二導(dǎo)軌(41a)，所述的第一導(dǎo)軌(52)和第二導(dǎo)軌(41a)滑動相連且在第一導(dǎo)軌(52)與第二導(dǎo)軌(41a)之間設(shè)有滾動結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)，其特征在于，所述的滾動結(jié)構(gòu)包括若干分別設(shè)置在第一導(dǎo)軌(52)或第二導(dǎo)軌(41a)上且離散排列的滾珠(5a)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)，其特征在于，所述的第一絲桿(43)與刀架主軸￠1)平行設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)，其特征在于，所述的第一升降機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在小立柱(3)頂部的升降驅(qū)動油缸(31)，所述的升降驅(qū)動油缸(31)活塞桿與升降支架(22)相連，所述的小立柱(3)與升降支架(22)之間設(shè)有第一豎直導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)，其特征在于，所述的第二升降機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在大立柱⑷頂部的第四伺服電機(jī)(4a)，所述的第四伺服電機(jī)(4a)通過絲桿傳動結(jié)構(gòu)與刀架升降座(41)相連，在大立柱(4)和刀架升降座(41)之間設(shè)有第二豎直導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高速高效數(shù)控滾齒機(jī)，其特征在于，所述的絲桿傳動包括若干設(shè)置在刀架升降座(41)上的第三滾珠循環(huán)套，在第四伺服電機(jī)(4a)的輸出軸上連接有第三絲桿，所述的第三絲桿上端固定在第四伺服電機(jī)(4a)的輸出軸上，下端依次穿過所述的第三滾珠循環(huán)套。
【文檔編號】B23Q5/36GK203918125SQ201420199630
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】陳立新, 吳文杰 申請人:浙江嘉力寶精機(jī)股份有限公司