專利名稱：一種全數(shù)控多工位螺旋錐齒輪六維加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)控加工設(shè)備，進(jìn)一步是指全數(shù)控多工位螺旋錐齒輪六維加工裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，機(jī)械型的螺旋錐齒輪銑齒機(jī)的機(jī)床結(jié)構(gòu)和調(diào)整環(huán)節(jié)是齒輪機(jī)床中最復(fù)雜的。隨著技術(shù)進(jìn)步，螺旋錐齒輪銑齒機(jī)改變?yōu)閳D1所示的立柱結(jié)構(gòu)，三個(gè)直線軸(即X、Y、Z軸)和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(即A、B、C軸)都分列在立柱的垂直兩側(cè)，但它受重力的影響比較大，也不適合于作成多工位的數(shù)控機(jī)床。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，研制出一種全數(shù)控多工位螺旋錐齒輪六維加工裝置，主要應(yīng)用于中小規(guī)格螺旋錐齒輪的加工。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，所述全數(shù)控螺旋錐齒輪六維加工裝置有床身，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述床身的前面設(shè)有X向直線導(dǎo)軌且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該直線導(dǎo)軌滑行的X軸滑臺(tái)，該X軸滑臺(tái)一側(cè)設(shè)有Y向直線導(dǎo)軌且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該Y向直線導(dǎo)軌滑行的Y軸工件箱，所述工件箱上設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下繞豎向軸線A同步旋轉(zhuǎn)的工件A軸；所述床身上還設(shè)有與所述X軸和Y軸導(dǎo)軌都垂直的Z向直線導(dǎo)軌且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該Z向直線導(dǎo)軌滑行的Z軸滑臺(tái)，Z軸滑臺(tái)上裝有能繞與Z向直線導(dǎo)軌垂直的橫置B軸回轉(zhuǎn)的工具箱及回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，工具箱上對(duì)應(yīng)安裝有與所述工件A軸數(shù)量相等的刀具C軸。
以下對(duì)本發(fā)明作出進(jìn)一步說(shuō)明。
參見(jiàn)圖3，所述全數(shù)控螺旋錐齒輪六維加工裝置有床身11，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述床身的前面設(shè)有X向(與地面或水平面垂直)直線導(dǎo)軌12且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該直線導(dǎo)軌12滑行的X軸滑臺(tái)13，該X軸滑臺(tái)13一側(cè)設(shè)有Y向(與地面平行)直線導(dǎo)軌14且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該導(dǎo)軌滑行的Y軸工件箱15，所述工件箱15上設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上(例如二至四個(gè)，或更多)在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下繞豎向軸線A同步旋轉(zhuǎn)的工件A軸23、24、25；所述床身11上還設(shè)有與所述X軸和Y軸導(dǎo)軌都垂直的Z向直線導(dǎo)軌16且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該Z向直線導(dǎo)軌16滑行的Z軸滑臺(tái)17，Z軸滑臺(tái)17上裝有能繞與Z向直線導(dǎo)軌16垂直的橫置(水平設(shè)置)B軸22回轉(zhuǎn)的工具箱21及回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，工件箱21上對(duì)應(yīng)安裝有與所述工件A軸數(shù)量相等的刀具C軸26、27、28。
本發(fā)明中，所述對(duì)應(yīng)安裝可以理解為，幾個(gè)刀具C軸26、27、28的高度應(yīng)該相等，幾個(gè)工件A軸23、24、25的高度也應(yīng)該相等，各刀具C軸26、27、28之間的距離和各工件A軸23、24、25之間的距離也應(yīng)該相同。
本發(fā)明中，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)是，在Z軸滑臺(tái)17上裝有與所述Z向直線導(dǎo)軌16平行的直線導(dǎo)軌18且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該直線導(dǎo)軌18滑行的滑塊19，工具箱21與滑塊19之間用連桿20鉸接；工具箱21繞B軸22的回轉(zhuǎn)由滑塊19的移動(dòng)所控制。
本發(fā)明中，所述X向直線導(dǎo)軌12與Y向直線導(dǎo)軌14的位置可以互換，即床身11與所述X軸滑臺(tái)13之間設(shè)置Y向直線導(dǎo)軌14，而在所述X軸滑臺(tái)13與工件箱15之間設(shè)置X向直線導(dǎo)軌12；亦即這種互換屬于本發(fā)明范圍。
本發(fā)明的技術(shù)原理是，直接從齒輪加工的幾何運(yùn)動(dòng)關(guān)系研究設(shè)計(jì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)，齒輪在加工過(guò)程中，其齒面的形成取決于刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而刀具和工件的相對(duì)位置完全可以由三個(gè)直線軸和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸來(lái)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(duì)位置即可。在加工過(guò)程中，幾個(gè)參數(shù)相同的刀具的安裝高度和轉(zhuǎn)速要完全相同，幾個(gè)參數(shù)相同工件的安裝高度和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也要完全一致。圖3所示本發(fā)明裝置加工螺旋錐齒輪的過(guò)程是1.設(shè)定控制刀具箱21沿B軸22旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度(即工件的輪坯安裝角)，刀具箱沿Z軸導(dǎo)軌、工件箱沿X軸導(dǎo)軌和Y軸導(dǎo)軌同時(shí)移動(dòng)到加工的起始位置，刀具旋轉(zhuǎn)并開放冷卻液；2.在設(shè)定控制下，A、B、X、Y、Z五軸聯(lián)動(dòng)作展成運(yùn)動(dòng)加工齒輪；3.一個(gè)齒槽加工好之后，工件箱和刀具箱沿一定的路徑后退使工件和刀具脫離接觸，齒輪軸A分度到第二個(gè)輪齒加工的起始位置，B、X、Y、Z各軸也都退回到齒輪加工的起始位置；4.加工第二個(gè)齒槽，如此循環(huán)往復(fù)，直到加工完成所有的輪齒；
5.各軸都回到原始位置，設(shè)備工作門自動(dòng)或手動(dòng)打開，操作者或機(jī)械手取下加工好的齒輪并換上新的待加工的齒輪。
由以上可知，本發(fā)明為全數(shù)控多工位螺旋錐齒輪六維加工裝置，其加工過(guò)程由數(shù)控方式控制，它與現(xiàn)有技術(shù)相比的特點(diǎn)是1.工件箱和刀具箱分別安裝在床身的前面和頂部，剛性很好；2.工件垂直于地面(水平面)放置，受力情況好而且便于配備機(jī)械手裝卸零件以實(shí)現(xiàn)加工的完全自動(dòng)化；3.刀具箱放置在機(jī)床的頂部，受力情況好，要比圖1所示的方式優(yōu)越得多；4.刀具箱繞B軸的回轉(zhuǎn)由滑塊連桿機(jī)構(gòu)控制，受力更加均勻平穩(wěn)。
本發(fā)明裝置主要用于中小模數(shù)螺旋錐齒輪銑齒機(jī)、磨齒機(jī)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)裝置結(jié)構(gòu)；圖2是本發(fā)明裝置的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)(A為豎向軸線，B為水平軸線)。
在圖中11-床身，12-X向直線導(dǎo)軌， 13-X軸滑臺(tái)，14-Y向直線導(dǎo)軌， 15-工件箱，16-Z向直線導(dǎo)軌，17-Z軸滑臺(tái)， 18-直線導(dǎo)軌， 19-滑塊，20-連桿，21-工具箱，22-B軸，23、24、25-工件A軸， 26、27、28-刀具C軸。
具體實(shí)施例方式
按照?qǐng)D2和上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明裝置，四個(gè)直線導(dǎo)軌12、14、16、18和滑動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)都采用滾動(dòng)導(dǎo)軌和滾珠絲桿，伺服電機(jī)通過(guò)一對(duì)齒輪傳動(dòng)或同步齒形帶傳動(dòng)將電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)傳給滾珠絲桿，帶動(dòng)X軸、Y軸、Z軸滑臺(tái)和滑塊19移動(dòng)(也可以采用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng))，X軸、Y軸和Z軸的位移用光柵尺測(cè)定，閉環(huán)控制?；瑝K19推動(dòng)B軸回轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)角用光柵盤測(cè)定、閉環(huán)控制。工件軸A中的一個(gè)用伺服電機(jī)和蝸桿蝸輪副帶動(dòng)工件軸回轉(zhuǎn)(也可用大力矩電機(jī)實(shí)現(xiàn)工件軸的直接回轉(zhuǎn))，其轉(zhuǎn)角用高精度光柵盤測(cè)定、閉環(huán)控制，其它的工件軸用齒輪或同步帶連接，使所有工件軸同步回轉(zhuǎn)。刀具軸C中的一個(gè)用主軸電機(jī)通過(guò)一對(duì)或兩對(duì)齒輪減速后驅(qū)動(dòng)，當(dāng)然也可以用大力矩電機(jī)(銑齒機(jī))或電主軸直接驅(qū)動(dòng)。其它的刀具軸用齒輪或同步帶連接，使所有刀具軸同步回轉(zhuǎn)。齒輪加工時(shí)，利用計(jì)算機(jī)直接控制六軸五聯(lián)動(dòng)，就可以加工出所需要的螺旋錐齒輪。
權(quán)利要求
1.一種全數(shù)控螺旋錐齒輪六維加工裝置，它有床身(11)，其特征是，所述床身(11)的前面設(shè)有X向直線導(dǎo)軌(12)且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該直線導(dǎo)軌(12)滑行的X軸滑臺(tái)(13)，該X軸滑臺(tái)(13)一側(cè)設(shè)有Y向直線導(dǎo)軌(14)且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該導(dǎo)軌滑行的Y軸工件箱(15)，所述工件箱(15)上設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下繞豎向軸線A同步旋轉(zhuǎn)的工件A軸(23、24、25)；所述床身(11)上設(shè)有與所述X軸和Y軸導(dǎo)軌都垂直的Z向直線導(dǎo)軌(16)且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該Z向?qū)к?16)滑行的Z軸滑臺(tái)(17)，Z軸滑臺(tái)(17)上裝有能繞與Z向直線導(dǎo)軌(16)垂直的橫置B軸(22)回轉(zhuǎn)的工具箱(21)及回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，工件箱(21)上對(duì)應(yīng)安裝有與所述工件A軸數(shù)量相等的刀具C軸(26、27、28)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全數(shù)控螺旋錐齒輪六維加工裝置，其特征是，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，在Z軸滑臺(tái)(17)上裝有與所述Z向直線導(dǎo)軌(16)平行的直線導(dǎo)軌(18)且其上裝有可在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下沿該直線導(dǎo)軌(18)滑行的滑塊(19)，工具箱(21)與滑塊(19)之間用連桿(20)鉸接。
全文摘要
本發(fā)明為一種全數(shù)控多工位螺旋錐齒輪六維加工裝置，它的床身前面設(shè)有X向直線導(dǎo)軌且其上裝有可沿該導(dǎo)軌滑行的X軸滑臺(tái)，該滑臺(tái)一側(cè)設(shè)有Y向直線導(dǎo)軌且其上裝有可沿該導(dǎo)軌滑行的Y軸工件箱，工件箱上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)繞豎向軸線A同步旋轉(zhuǎn)的工件A軸；所述床身上設(shè)有與X軸和Y軸導(dǎo)軌垂直的Z向直線導(dǎo)軌且其上裝有可沿該Z向?qū)к壔械腪軸滑臺(tái)，Z軸滑臺(tái)上裝有能繞與Z向直線導(dǎo)軌垂直的橫置B軸回轉(zhuǎn)的C軸工具箱及回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，工件箱上對(duì)應(yīng)安裝有刀具C軸。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定與可靠性好、效率高。機(jī)床占地面積小、防護(hù)容易，工件和刀具的裝卸很方便，特別是工件垂直放置，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械手裝卸。
文檔編號(hào)G05B19/18GK1868648SQ200510031620
公開日2006年11月29日 申請(qǐng)日期2005年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月27日
發(fā)明者王志永, 曾亦愚, 丁志文, 衣紅, 陳敢, 鄒文毅 申請(qǐng)人:湖南中大創(chuàng)遠(yuǎn)數(shù)控裝備有限公司