雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)控齒條加工機床，尤其涉及一種高速、強力、高效的雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機。
【背景技術】
[0002]普通精度齒條常用的加工方法有范成法和成形法兩大類，具體包括:滾削法、插削法、刨削法、銑削法等。上述加工方法通常在普通機床上采用高速鋼刀具進行切削加工，受機床及高速鋼切削性能的限制，通常存在加工效率低、成形精度低、表面光潔度差等不足之處。采用大直徑鑲片硬質合金盤形刀具切削齒條可有效提高齒條加工質量及生產效率，但傳統(tǒng)齒條加工設備往往難以滿足齒條高速加工過程對切削速度、動靜態(tài)剛度等要求。開發(fā)數(shù)控高速強力齒條銑削裝備，結合鑲片硬質合金刀具和更合理的切削方法，可以大幅提高齒條加工精度和效率，降低生產成本。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明目的在于改變在普通設備上利用高速鋼刀具加工齒條存在的不足，提出一種雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機。
[0004]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術方案如下:
[0005]—種雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機，包括兩個獨立切削工位，主體采用雙柱對稱立式結構，機床包括床身、X軸水平工作臺、X軸進給系統(tǒng)、立柱、盤銑刀刀架、Z軸拖板和Z軸進給系統(tǒng);所述X軸水平工作臺置于床身中間的滑動導軌上，X軸進給系統(tǒng)位于床身前側，X軸進給系統(tǒng)通過滾珠絲杠螺母副驅動X軸水平工作臺往復運動;所述機床在床身左右兩側分別設置兩套獨立銑削工位，銑削工位的兩個立柱分別置于床身左右兩側底座上，Z軸拖板與立柱側面的滑動導軌連接，通過Z軸進給系統(tǒng)的滾珠絲杠螺母副實現(xiàn)往復運動;盤銑刀刀架固定在Z軸拖板上由Z軸進給系統(tǒng)驅動上下往復運動;所述機床采用隨行夾具夾持齒條，隨行夾具通過定位錐銷和隨行夾具底座固定于X軸水平工作臺上。
[0006]所述床身為“十字”形結構，床身導軌采用滾滑復合結構，其中兩條中間導軌為淬火鑄鐵滑動導軌，兩條側面導軌為淬硬鑲鋼帶導軌;X軸水平工作臺導軌與床身導軌配合，利用導軌間的圓柱體滾動塊實現(xiàn)側向定位及預緊。
[0007]所述X軸進給系統(tǒng)包括交流永磁同步伺服電機、行星減速器、平面推力滾子軸承、滾珠絲杠螺母副等組成，用于驅動X軸水平工作臺及固定在滑板上的工件作往復進給運動。
[0008]所述立柱的底面與床身左右兩側平臺固聯(lián)，立柱的正面設置兩條滾滑復合動導軌，其中正向承載面為淬火鑄鐵滑動導軌，側向承載面為淬硬鑲鋼帶滾動導軌，Z軸拖板的導軌與立柱導軌配合，利用導軌間的圓柱體滾動塊實現(xiàn)側向定位及預緊。
[0009]所述Z軸進給系統(tǒng)與X軸進給系統(tǒng)相同。
[0010]所述盤銑刀刀架采用交流變頻異步電機作為主軸動力源，主軸電機通過圓弧齒同步帶與刀架齒輪傳動系統(tǒng)連接，齒輪傳動系統(tǒng)采用雙邊傳動鏈形式，傳動鏈內置液壓消隙機構，傳動鏈末端主軸支承系統(tǒng)與圓柱刀桿連接，盤形銑刀套裝在圓柱刀桿上，由主軸支承系統(tǒng)的端面鍵驅動刀盤旋轉銑削。
[0011]所述盤形銑刀為整體式雙刀盤，在同一個刀體上布置兩排獨立盤銑刀，兩排盤銑刀中間間隔一個齒距，盤銑刀采用高速鑲片成形硬質合金銑刀片，每次進給可同時成形加工兩個齒槽。
[0012]所述X軸進給系統(tǒng)由27Nm交流同步伺服電機與10:1的行星減速器輸入端相連接，行星減速器輸出端通過無傳動間隙脹套與滾珠絲杠連接;滾珠絲杠螺母副與X軸水平工作臺連接，驅動X軸水平工作臺往復移動。
[0013]所述機床雙立柱進給系統(tǒng)均采用相同設計的Z軸進給系統(tǒng)進行驅動，Z軸進給系統(tǒng)由36Nm交流同步伺服電機與10:1的行星減速器輸入端相連接，行星減速器輸出端通過無傳動間隙脹套與滾珠絲杠連接;滾珠絲杠螺母副與Z軸拖板連接，驅動Z軸拖板沿垂直方向移動。更進一步，所述機床垂直進給系統(tǒng)采用無配重結構，以承受高速往復運動負載。
[0014]所述隨行夾具底座固定于X軸水平工作臺上，隨行夾具底座上面設置4個定位錐銷及鎖緊油缸;隨行夾具置于隨行夾具底座上，通過底部錐孔與底座錐銷配合定位，通過錐銷內置鎖緊油缸將隨行夾具鎖緊于底座上;待加工齒條按6個一組裝夾于隨行夾具凹槽內，通過斜楔夾緊。
[0015]本發(fā)明有益之處在于:
[0016]機床采用大直徑盤銑刀立式加工，主切削載荷垂直于工作臺主導軌面，比傳統(tǒng)的臥式齒條銑床具有更高的切削剛性;立式加工方式同時保證切削鐵肩直接落入集肩裝置，減少機床熱誤差影響。
[0017]機床采用數(shù)控系統(tǒng)龍門軸功能實現(xiàn)雙盤銑刀刀架同步驅動，控制過程簡單，機床配置經(jīng)濟性好。
[0018]機床采用兩個同步工作的盤銑刀刀架，且每個盤銑刀刀架分別配置可轉位鑲片硬質合金雙刀盤，同時成形四個全齒深齒槽，齒條表面光潔度和加工效率遠高于傳統(tǒng)加工方式。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的雙工位齒條銑齒機結構圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的雙工位齒條銑齒機正視圖；
[0021 ]圖3是本發(fā)明的雙工位齒條銑齒機俯視圖；
[0022]圖4是本發(fā)明的盤銑刀刀架圖。
[0023]圖示標識:1、立柱;2、Z軸拖板;3、Z軸進給系統(tǒng);4、盤銑刀刀架;5、床身;6、X軸進給系統(tǒng);7、X軸水平工作臺；8、隨行夾具底座;9、齒條；10、隨行夾具；11、盤銑刀刀架箱體；12、主軸電機;13、小同步帶輪;14、圓弧齒同步帶；15、大同步帶輪;16、主軸;17、雙刀盤。
【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖并通過實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0025]如圖1至圖4所示，所述機床包括兩個獨立切削工位，主體采用雙柱對稱立式結構，機床包括床身5、X軸水平工作臺7、X軸進給系統(tǒng)6、立柱1、盤銑刀刀架4、Z軸拖板2和Z軸進給系統(tǒng)3;所述X軸水平工作臺7置于床身5中間的滑動導軌上，X軸進給系統(tǒng)6位于床身5前側，X軸進給系統(tǒng)6通過滾珠絲杠螺母副驅動X軸水平工作臺7往復運動;所述機床在床身5左右兩側分別設置兩套獨立銑削工位，銑削工位的兩個立柱1分別置于床身5左右兩側底座上，Z軸拖板2與立柱1側面的滑動導軌連接，通過Z軸進給系統(tǒng)3的滾珠絲杠螺母副實現(xiàn)往復運動；盤銑刀刀架4固定在Z軸拖板2上由Z軸進給系統(tǒng)3驅動上下往復運動;所述機床采用隨行夾具10夾持齒條9，隨行夾具10通過定位錐銷固定于X軸水平工作臺7上。
[0026]所述床身為“十字”形結構，床身導軌采用滾滑復合結構，其中兩條中間導軌為淬火鑄鐵滑動導軌，兩條側面導軌為淬硬鑲鋼帶導軌;X軸水平工作臺7導軌與床身導軌配合，利用導軌間的圓柱體滾動塊實現(xiàn)側向定位及預緊。
[0027]所述X軸進給系統(tǒng)6包括交流永磁同步伺服電機、行星減速器、平面推力滾子軸承、滾珠絲杠螺母副等組成，用于驅動X軸水平工作臺7及固定在滑板上的工件作往復進給運動。
[0028]所述立柱1的底面與床身5左右兩側平臺固聯(lián)，立柱1的正面設置兩條滾滑復合動導軌，其中正向承載面為淬火鑄鐵滑動導軌，側向承載面為淬硬鑲鋼帶滾動導軌，Z軸拖板2的導軌與立柱導軌配合，利用導軌間的圓柱體滾動塊實現(xiàn)側向定位及預緊。
[0029]所述Z軸進給系統(tǒng)3與X軸進給系統(tǒng)6相同。
[0030]所述盤銑刀刀架4采用交流變頻異步電機作為主軸動力源，主軸電機通過圓弧齒同步帶與刀架齒輪傳動系統(tǒng)連接，齒輪傳動系統(tǒng)采用雙邊傳動鏈形式，傳動鏈內置液壓消隙機構，傳動鏈末端主軸支承系統(tǒng)與圓柱刀桿連接，盤形銑刀套裝在圓柱刀桿上，由主軸支承系統(tǒng)的端面鍵驅動刀盤旋轉銑削。
[0031]所述盤形銑刀為整體式雙刀盤，在同一個刀體上布置兩排獨立盤銑刀，兩排盤銑刀中間間隔一個齒距，盤銑刀采用高速鑲片成形硬質合金銑刀片，每次進給可同時成形加工兩個齒槽。
[0032]所述X軸水平工作臺7上設置四個定位拉緊一體的圓錐銷夾緊機構，隨行夾具側面四個安裝錐孔與圓錐銷配合，通過圓錐銷內置拉緊油缸將隨行夾具固定于水平工作臺上，待加工齒條固定在隨行夾具凹槽內，隨水平工作臺實現(xiàn)進給運動。
[0033]所述機床采用一套數(shù)控系統(tǒng)進行控制，機床配置X\Z1\Z2三個伺服進給軸，其中Z1\Z2軸由同一數(shù)控系統(tǒng)龍門軸功能實現(xiàn)雙側同步驅動，保證兩個盤銑刀刀架的同步驅動進給。
[0034]所述機床采用順逆/逆銑循環(huán)切削工藝，其具體過程為:盤銑刀刀架初始位于工件下方，在垂直進給系統(tǒng)驅動下從工件下方沿Z軸