正向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，通過(guò)雙刀盤(pán)同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)齒槽順銑;待盤(pán)銑刀從工件上方銑出后，水平工作臺(tái)滑板在水平進(jìn)給系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下沿齒條長(zhǎng)度方向移動(dòng)兩個(gè)齒距;盤(pán)銑刀刀架再?gòu)墓ぜ戏窖豘軸負(fù)向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，完成相鄰兩個(gè)齒槽加工逆銑。重復(fù)上述循環(huán)過(guò)程，直到完成整個(gè)齒條銑削。
[0035]雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機(jī)總體采用高切削剛性的立式布局結(jié)構(gòu)，機(jī)床主要包括雙立柱1、雙Z軸拖板2、雙Z軸進(jìn)給系統(tǒng)3、雙盤(pán)銑刀刀架4、床身5、X軸進(jìn)給系統(tǒng)6、X軸水平工作臺(tái)7、隨行夾具底座8、齒條9、隨行夾具10等部分組成。
[0036]所述機(jī)床床身5采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，床身左右兩側(cè)設(shè)置有兩個(gè)安裝平臺(tái)面與雙立柱1底面連接。所述床身5中間部位設(shè)置兩條水平滾滑復(fù)合導(dǎo)軌，X軸水平工作臺(tái)7置于床身上方，工作臺(tái)底面導(dǎo)軌與床身導(dǎo)軌相配合;更進(jìn)一步，利用工作臺(tái)導(dǎo)軌與床身導(dǎo)軌之間的圓柱體滾動(dòng)塊調(diào)整導(dǎo)軌側(cè)向間隙，形成負(fù)游隙預(yù)緊，以承受高效強(qiáng)力銑削負(fù)載。
[0037]所述X軸進(jìn)給系統(tǒng)5由27Nm交流同步伺服電機(jī)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(guò)無(wú)傳動(dòng)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(tái)7連接，驅(qū)動(dòng)X軸水平工作臺(tái)往復(fù)移動(dòng)。
[0038]所述機(jī)床雙立柱進(jìn)給系統(tǒng)均采用相同設(shè)計(jì)的Z軸進(jìn)給系統(tǒng)3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，Z軸進(jìn)給系統(tǒng)3由36Nm交流同步伺服電機(jī)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(guò)無(wú)傳動(dòng)間隙脹套與滾珠絲杠連接;滾珠絲杠螺母副與Z軸拖板5連接，驅(qū)動(dòng)Z軸拖板沿垂直方向移動(dòng)。更進(jìn)一步，所述機(jī)床垂直進(jìn)給系統(tǒng)采用無(wú)配重結(jié)構(gòu)，以承受高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)負(fù)載。
[0039]隨行夾具底座8固定于X軸水平工作臺(tái)上，底座上面設(shè)置4個(gè)定位錐銷及鎖緊油缸；隨行夾具10置于底座8上，通過(guò)底部錐孔與底座錐銷配合定位，通過(guò)錐銷內(nèi)置鎖緊油缸將隨行夾具鎖緊于底座上;待加工齒條9按6個(gè)一組裝夾于隨行夾具凹槽內(nèi)，通過(guò)斜楔夾緊。
[0040]所述機(jī)床在雙立柱1上分別設(shè)置兩臺(tái)規(guī)格相同的盤(pán)銑刀刀架4，如圖4所示。盤(pán)銑刀刀架配置30KW主軸變頻電機(jī)12為動(dòng)力源，通過(guò)小同步帶輪13、圓弧齒同步帶14、大同步帶輪15與銑刀架主傳動(dòng)系統(tǒng)連接;進(jìn)一步，銑刀架主傳動(dòng)系統(tǒng)采用雙排齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)鏈內(nèi)置液壓消隙裝置，以承受高效銑削過(guò)程的沖擊負(fù)載。銑刀架傳動(dòng)鏈末端主軸支承系統(tǒng)與銑刀刀桿軸16連接，主軸支承系統(tǒng)的雙側(cè)端面鍵與盤(pán)銑刀17兩側(cè)鍵槽連接，驅(qū)動(dòng)刀盤(pán)作旋轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)。
[0041]所述盤(pán)銑刀17采用整體雙聯(lián)刀盤(pán)結(jié)構(gòu)，雙聯(lián)刀盤(pán)配置可轉(zhuǎn)位鑲片硬質(zhì)合金成形銑刀片，實(shí)現(xiàn)一次銑齒成形加工。雙聯(lián)刀盤(pán)跨齒布置，減小加工過(guò)程熱集變形，方便刀片更換。雙聯(lián)刀盤(pán)同時(shí)銑削，一次銑削過(guò)程完成兩個(gè)齒槽加工。
[0042]所述機(jī)床包括水平進(jìn)給軸X、兩套獨(dú)立布置的垂直進(jìn)給軸Z1/Z2及盤(pán)銑刀刀架SP1/SP2，由數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制;更進(jìn)一步，Z1/Z2兩個(gè)垂直進(jìn)給軸通過(guò)龍門(mén)軸控制方式，由同一數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙銑刀架同步進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
[0043]本實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)齒條高效強(qiáng)力自動(dòng)銑削，銑削效率比傳統(tǒng)加工方式提高4倍，加工齒面光潔度小于Ra3.2，加工齒條精度達(dá)到GB8級(jí)。
[0044]上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)構(gòu)思前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書(shū)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機(jī)，其特征是包括兩個(gè)獨(dú)立切削工位，主體采用雙柱對(duì)稱立式結(jié)構(gòu)，機(jī)床包括床身(5)、X軸水平工作臺(tái)(7)、X軸進(jìn)給系統(tǒng)(6)、立柱(1)、盤(pán)銑刀刀架(4)、Z軸拖板(2)和Z軸進(jìn)給系統(tǒng)(3);所述X軸水平工作臺(tái)(7)置于床身(5)中間的滑動(dòng)導(dǎo)軌上，X軸進(jìn)給系統(tǒng)(6)位于床身(5)前側(cè)，X軸進(jìn)給系統(tǒng)(6)通過(guò)滾珠絲杠螺母副驅(qū)動(dòng)X軸水平工作臺(tái)(7)往復(fù)運(yùn)動(dòng);所述機(jī)床在床身(5)左右兩側(cè)分別設(shè)置兩套獨(dú)立銑削工位，銑削工位的兩個(gè)立柱(1)分別置于床身(5)左右兩側(cè)底座上，Z軸拖板(2)與立柱(1)側(cè)面的滑動(dòng)導(dǎo)軌連接，通過(guò)Z軸進(jìn)給系統(tǒng)(3)的滾珠絲杠螺母副實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng);盤(pán)銑刀刀架(4)固定在Z軸拖板(2)上由Z軸進(jìn)給系統(tǒng)(3)驅(qū)動(dòng)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)；所述機(jī)床采用隨行夾具(10)夾持齒條(9)，隨行夾具(10)通過(guò)定位錐銷和隨行夾具底座(8)固定于X軸水平工作臺(tái)(7)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機(jī)，其特征在于所述床身為“十字”形結(jié)構(gòu)，床身導(dǎo)軌采用滾滑復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中兩條中間導(dǎo)軌為淬火鑄鐵滑動(dòng)導(dǎo)軌，兩條側(cè)面導(dǎo)軌為淬硬鑲鋼帶導(dǎo)軌;X軸水平工作臺(tái)(7)導(dǎo)軌與床身導(dǎo)軌配合，利用導(dǎo)軌間的圓柱體滾動(dòng)塊實(shí)現(xiàn)側(cè)向定位及預(yù)緊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機(jī)，其特征在于所述X軸進(jìn)給系統(tǒng)(6)包括交流永磁同步伺服電機(jī)、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(qū)動(dòng)X軸水平工作臺(tái)(7)及固定在滑板上的工件作往復(fù)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機(jī)，其特征在于所述立柱(1)的底面與床身(5)左右兩側(cè)平臺(tái)固聯(lián)，立柱(1)的正面設(shè)置兩條滾滑復(fù)合動(dòng)導(dǎo)軌，其中正向承載面為淬火鑄鐵滑動(dòng)導(dǎo)軌，側(cè)向承載面為淬硬鑲鋼帶滾動(dòng)導(dǎo)軌，Z軸拖板(2)的導(dǎo)軌與立柱導(dǎo)軌配合，利用導(dǎo)軌間的圓柱體滾動(dòng)塊實(shí)現(xiàn)側(cè)向定位及預(yù)緊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機(jī)，其特征在于所述Z軸進(jìn)給系統(tǒng)(3)與X軸進(jìn)給系統(tǒng)(6)相同。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機(jī)，其特征在于所述盤(pán)銑刀刀架(4)采用交流變頻異步電機(jī)作為主軸動(dòng)力源，主軸電機(jī)通過(guò)圓弧齒同步帶與刀架齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)連接，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)采用雙邊傳動(dòng)鏈形式，傳動(dòng)鏈內(nèi)置液壓消隙機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)鏈末端主軸支承系統(tǒng)與圓柱刀桿連接，盤(pán)形銑刀套裝在圓柱刀桿上，由主軸支承系統(tǒng)的端面鍵驅(qū)動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)銑削。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機(jī)，其特征在于所述盤(pán)形銑刀為整體式雙刀盤(pán)，在同一個(gè)刀體上布置兩排獨(dú)立盤(pán)銑刀，兩排盤(pán)銑刀中間間隔一個(gè)齒距，盤(pán)銑刀采用高速鑲片成形硬質(zhì)合金銑刀片，每次進(jìn)給可同時(shí)成形加工兩個(gè)齒槽。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機(jī)，其特征在于所述X軸進(jìn)給系統(tǒng)(5)由27Nm交流同步伺服電機(jī)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(guò)無(wú)傳動(dòng)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(tái)(7)連接，驅(qū)動(dòng)X軸水平工作臺(tái)(7)往復(fù)移動(dòng)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機(jī)，其特征在于所述機(jī)床雙立柱進(jìn)給系統(tǒng)均采用相同設(shè)計(jì)的Z軸進(jìn)給系統(tǒng)(3)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，Z軸進(jìn)給系統(tǒng)(3)由36Nm交流同步伺服電機(jī)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(guò)無(wú)傳動(dòng)間隙脹套與滾珠絲杠連接;滾珠絲杠螺母副與Z軸拖板(5)連接，驅(qū)動(dòng)Z軸拖板沿垂直方向移動(dòng)。更進(jìn)一步，所述機(jī)床垂直進(jìn)給系統(tǒng)采用無(wú)配重結(jié)構(gòu)，以承受高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)負(fù)載。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機(jī)，其特征在于所述隨行夾具底座(8)固定于X軸水平工作臺(tái)上，隨行夾具底座(8)上面設(shè)置4個(gè)定位錐銷及鎖緊油缸;隨行夾具(10)置于隨行夾具底座(8)上，通過(guò)底部錐孔與底座錐銷配合定位，通過(guò)錐銷內(nèi)置鎖緊油缸將隨行夾具鎖緊于底座上;待加工齒條(9)按6個(gè)一組裝夾于隨行夾具(10)凹槽內(nèi)，通過(guò)斜楔夾緊。
【專利摘要】一種雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機(jī)，其特征是包括兩個(gè)獨(dú)立切削工位，主體采用雙柱對(duì)稱立式結(jié)構(gòu)，機(jī)床包括床身(5)、X軸水平工作臺(tái)(7)、X軸進(jìn)給系統(tǒng)(6)、立柱(1)、盤(pán)銑刀刀架(4)、Z軸拖板(2)和Z軸進(jìn)給系統(tǒng)(3)；所述X軸水平工作臺(tái)(7)置于床身(5)中間的滑動(dòng)導(dǎo)軌上，X軸進(jìn)給系統(tǒng)(6)位于床身(5)前側(cè)，X軸進(jìn)給系統(tǒng)(6)通過(guò)滾珠絲杠螺母副驅(qū)動(dòng)X軸水平工作臺(tái)(7)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。機(jī)床采用大直徑盤(pán)銑刀立式加工，主切削載荷垂直于工作臺(tái)主導(dǎo)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(shí)保證切削鐵屑直接落入集屑裝置，減少機(jī)床熱誤差影響。
【IPC分類】B23F5/20
【公開(kāi)號(hào)】CN105458408
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610012614
【發(fā)明人】方成剛, 黃筱調(diào), 洪榮晶, 于春建
【申請(qǐng)人】南京工大數(shù)控科技有限公司, 南京工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2016年1月8日