专利名称：多功能两轴数控滚齿机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种齿轮加工机床，尤其是多功能两轴数控滚齿机。
背景技术：
目前，在工程机械、矿山机械、农业机械、电梯曳引机等行业，有的用户要求购买的滚齿机不但能加工常见的直齿、斜齿圆柱齿轮、小锥度齿轮、径向进给滚切蜗轮，而且还可以利用径向和切向配合滚切蜗轮，以提高齿面光洁度；或者利用轴向和切向联动滚切锥底花键。现有的两轴数控滚齿机不能实现这些功能，而能够实现这些功能的五轴、六轴数控滚齿机价格比较昂贵，用户接受起来比较困难。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种能够实现五轴数控滚齿机功能的多功能两轴数控滚齿机。
本实用新型的技术方案如下一种多功能两轴数控滚齿机，包括床身、大立柱、滑板、刀架、拖板、小立柱、工作台和工作台壳体，其关键在于在大立柱内设有第一交流伺服电机，第一交流伺服电机的输出轴上装有第一带轮，该第一带轮通过同步带与第二带轮连接，第二带轮的轴上安装有滑移齿轮，该滑移齿轮与第一齿轮或第二齿轮啮合；所述第一齿轮通过Z轴传动机构与滑板连接，而第二齿轮通过Y轴传动机构与拖板连接；在所述床身的右侧设有第二交流伺服电机，该第二交流伺服电机的输出轴通过X轴传动机构与工作台壳体连接。
上述Z轴传动机构由Z轴蜗杆、Z轴蜗轮和Z轴滚珠丝杆副组成，所述第一齿轮套装在Z轴蜗杆轴上，Z轴蜗轮与Z轴蜗杆啮合，并安装在Z轴滚珠丝杆副的丝杆上，而Z轴滚珠丝杆副的螺母与滑板固定连接。
上述Y轴传动机构由第一螺旋齿轮、第二螺旋齿轮、伞齿轮副、第三齿轮、第四齿轮、第五齿轮、Y轴蜗杆、Y轴蜗轮和Y轴滚珠丝杆副组成，第一螺旋齿轮与第二齿轮同轴，第二螺旋齿轮与第一螺旋齿轮啮合，并与伞齿轮副的一个齿轮同轴，伞齿轮副的另一个齿轮轴上装有第三齿轮，第三齿轮通过第四齿轮与第五齿轮啮合，第五齿轮套装在Y轴蜗杆轴上，该Y轴蜗杆与Y轴蜗轮啮合，Y轴蜗轮安装在Y轴滚珠丝杆副的丝杆上，Y轴滚珠丝杆副的螺母托座与拖板固定连接。
上述X轴传动机构由X轴蜗杆、X轴蜗轮和X轴滚珠丝杆副组成，X轴蜗杆与第二交流伺服电机的输出轴连接，并与X轴蜗轮啮合，X轴蜗轮安装在X轴滚珠丝杆副的丝杆上，而X轴滚珠丝杆副的螺母托座与工作台壳体固定连接。
在上述滑移齿轮的上方设置有双向油缸，双向油缸的活塞杆上套装有拨叉，该拨叉的拨块卡在滑移齿轮外壁的环形凹槽中。
上述Z轴蜗杆通过对角挂轮与第一螺旋齿轮连接，即对角挂轮的两个齿轮分别与Z轴蜗杆和第一螺旋齿轮同轴。
本实用新型可以通过第一交流伺服电机驱动滑板轴向进给，也可以通过电磁阀控制双向油缸的活塞反向，带动滑移齿轮改变啮合对象，从而驱动拖板切向进给；在Z轴蜗杆与第一螺旋齿轮之间加装对角挂轮，还可以实现轴向和切向联动；而第二交流伺服电机则可以驱动工作台壳体及工作台径向进给。这样，两轴数控滚齿机即可实现五轴数控滚齿机的功能，即它可以用于加工直齿、斜齿圆柱齿轮、小锥度齿轮、鼓形齿轮、链轮、圆柱花键、对角滚切锥底花键、径向进给滚切蜗轮、切向进给滚切蜗轮、径向+切向滚切高精度蜗轮等。
本实用新型的有益效果是用两轴数控滚齿机实现了五轴数控滚齿机的功能，大大降低了生产成本，并且提高了机床的性价比，能够满足不同用户的实际需要。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的K向视图。
图3为本实用新型的传动关系示意图。
图4为本实用新型的Z轴和Y轴传动关系示意图。
图5为本实用新型的轴系位置图。
图6为图5的A-A剖视图。
图7为图5的B-B剖视图。
图8为图6的C-C剖视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型由主机、电箱35、冷却排屑系统36三个部分组成，数控系统采用FANUC-Oi，并装在电箱35内。主机包括床身1、大立柱2、滑板3、刀架4、拖板5、小立柱6、工作台7和工作台壳体8，在大立柱2内装有主电机37，该主电机37的轴上安装主动皮带轮38，主动皮带轮38通过V型三角带39与从动皮带轮40连接，第一伞齿轮副41的一个齿轮与从动皮带轮40同轴，其另一个齿轮与第二伞齿轮副42的一个齿轮同轴，而第二伞齿轮副42的另一个齿轮轴上装有第六齿轮43，第六齿轮43与安装在滚刀44轴上的第七齿轮45啮合；第三伞齿轮副46的一个齿轮也与从动皮带轮40同轴，其另一个齿轮轴上安装第八齿轮47，第八齿轮47与第九齿轮48啮合，分齿挂轮49的一个齿轮与第九齿轮48同轴，分齿挂轮49的另一个齿轮装在分齿蜗杆50的轴上，分齿蜗杆50与分齿蜗轮51啮合，而分齿蜗轮51与工作台7固定连接。
如图3、图4、图5、图6和图8所示，本实用新型的结构要点在于在大立柱2内主电机37的下方设有第一交流伺服电机9，第一交流伺服电机9的输出轴上装有第一带轮10，该第一带轮10通过同步带11与第二带轮12连接，第二带轮12的轴上安装有滑移齿轮13，该滑移齿轮13与第一齿轮14或第二齿轮15啮合；所述第一齿轮14通过Z轴传动机构与滑板3连接，而第二齿轮15通过Y轴传动机构与拖板5连接；在所述床身1的右侧设有第二交流伺服电机16，该第二交流伺服电机16的输出轴通过X轴传动机构与工作台壳体8连接。
从图3、图4、图5、图6和图8中还示出，Z轴传动机构由Z轴蜗杆17、Z轴蜗轮18和Z轴滚珠丝杆副19组成，所述第一齿轮14套装在Z轴蜗杆17轴上，Z轴蜗轮18与Z轴蜗杆17啮合，并安装在Z轴滚珠丝杆副19的丝杆上，而Z轴滚珠丝杆副19的螺母与滑板3固定连接。
从图3、图4、图5、图6和图8中进一步示出，Y轴传动机构由第一螺旋齿轮20、第二螺旋齿轮21、伞齿轮副22、第三齿轮23、第四齿轮24、第五齿轮25、Y轴蜗杆26、Y轴蜗轮27和Y轴滚珠丝杆副28组成，第一螺旋齿轮20与第二齿轮15同轴，第二螺旋齿轮21与第一螺旋齿轮20啮合，并与伞齿轮副22的一个齿轮同轴，伞齿轮副22的另一个齿轮轴上装有第三齿轮23，第三齿轮23通过第四齿轮24与第五齿轮25啮合，第五齿轮25套装在Y轴蜗杆26轴上，该Y轴蜗杆26与Y轴蜗轮27啮合，Y轴蜗轮27安装在Y轴滚珠丝杆副28的丝杆上，Y轴滚珠丝杆副28的螺母托座与拖板5固定连接。
如图3所示，X轴传动机构由X轴蜗杆29、X轴蜗轮30和X轴滚珠丝杆副31组成，X轴蜗杆29与第二交流伺服电机16的输出轴连接，并与X轴蜗轮30啮合，X轴蜗轮30安装在X轴滚珠丝杆副31的丝杆上，而X轴滚珠丝杆副31的螺母托座与工作台壳体8固定连接。
如图7所示，在滑移齿轮13的上方设置有双向油缸32，双向油缸32的活塞杆上套装有拨叉33，该拨叉33的拨块卡在滑移齿轮13外壁的环形凹槽中。
如图3、图4、图5和图6所示，Z轴蜗杆17通过对角挂轮34与第一螺旋齿轮20连接，即对角挂轮34的两个齿轮分别与Z轴蜗杆17和第一螺旋齿轮20同轴。
本实用新型的主运动由主电机37通过主动皮带轮38、V型三角带39、从动皮带轮40、第一伞齿轮副41、第二伞齿轮副42以及第六齿轮43和第七齿轮45驱动滚刀44旋转。本实用新型的分齿运动是从滚刀44通过第七齿轮45、第六齿轮43、第二伞齿轮副42、第一伞齿轮副41、第三伞齿轮副46、第八齿轮47、第九齿轮48、分齿挂轮49、分齿蜗杆50和分齿蜗轮51，带动工作台7运动。
本实用新型中轴向和切向具有相同的传动比，利用两个交流伺服电机控制三个直线运动。即第二交流伺服电机16控制工作台7径向进给(X轴)第二交流伺服电机16通过X轴蜗杆29和X轴蜗轮30带动X轴滚珠丝杆旋转，从而驱动工作台7径向进给。第一交流伺服电机9控制刀架滑板3轴向进给(Z轴)和刀架拖板5切向进给(Y轴)第一交流伺服电机9通过第一带轮10、同步带11、第二带轮12、滑移齿轮13、第一齿轮14、Z轴蜗杆17、Z轴蜗轮18带动Z轴滚珠丝杆旋转，从而驱动刀架滑板3轴向进给；同时也可控制双向油缸32反向，通过活塞杆上的拨叉33带动滑移齿轮13与第一齿轮14脱开，而与第二齿轮15啮合，此时第一交流伺服电机9通过第一带轮10、同步带11、第二带轮12、滑移齿轮13、第二齿轮15带动第一螺旋齿轮20和第二螺旋齿轮21旋转，再通过伞齿轮副22、第三齿轮23、第四齿轮24、第五齿轮25以及Y轴蜗杆26、Y轴蜗轮27带动Y轴滚珠丝杆旋转，从而驱动刀架拖板5切向进给。本实用新型还可以在Z轴蜗杆17与第一螺旋齿轮20之间加装对角挂轮34，使轴向和切向联动，实现对角滚切锥底花键。
权利要求1.一种多功能两轴数控滚齿机，包括床身(1)、大立柱(2)、滑板(3)、刀架(4)、拖板(5)、小立柱(6)、工作台(7)和工作台壳体(8)，其特征在于在大立柱(2)内设有第一交流伺服电机(9)，第一交流伺服电机(9)的输出轴上装有第一带轮(10)，该第一带轮(10)通过同步带(11)与第二带轮(12)连接，第二带轮(12)的轴上安装有滑移齿轮(13)，该滑移齿轮(13)与第一齿轮(14)或第二齿轮(15)啮合；所述第一齿轮(14)通过Z轴传动机构与滑板(3)连接，而第二齿轮(15)通过Y轴传动机构与拖板(5)连接；在所述床身(1)的右侧设有第二交流伺服电机(16)，该第二交流伺服电机(16)的输出轴通过X轴传动机构与工作台壳体(8)连接。
2.根据权利要求1所述的多功能两轴数控滚齿机，其特征在于Z轴传动机构由Z轴蜗杆(17)、Z轴蜗轮(18)和Z轴滚珠丝杆副(19)组成，所述第一齿轮(14)套装在Z轴蜗杆(17)轴上，Z轴蜗轮(18)与Z轴蜗杆(17)啮合，并安装在Z轴滚珠丝杆副(19)的丝杆上，而Z轴滚珠丝杆副(19)的螺母与滑板(3)固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的多功能两轴数控滚齿机，其特征在于Y轴传动机构由第一螺旋齿轮(20)、第二螺旋齿轮(21)、伞齿轮副(22)、第三齿轮(23)、第四齿轮(24)、第五齿轮(25)、Y轴蜗杆(26)、Y轴蜗轮(27)和Y轴滚珠丝杆副(28)组成，第一螺旋齿轮(20)与第二齿轮(15)同轴，第二螺旋齿轮(21)与第一螺旋齿轮(20)啮合，并与伞齿轮副(22)的一个齿轮同轴，伞齿轮副(22)的另一个齿轮轴上装有第三齿轮(23)，第三齿轮(23)通过第四齿轮(24)与第五齿轮(25)啮合，第五齿轮(25)套装在Y轴蜗杆(26)轴上，该Y轴蜗杆(26)与Y轴蜗轮(27)啮合，Y轴蜗轮(27)安装在Y轴滚珠丝杆副(28)的丝杆上，Y轴滚珠丝杆副(28)的螺母托座与拖板(5)固定连接。
4.根据权利要求3所述的多功能两轴数控滚齿机，其特征在于X轴传动机构由X轴蜗杆(29)、X轴蜗轮(30)和X轴滚珠丝杆副(31)组成，X轴蜗杆(29)与第二交流伺服电机(16)的输出轴连接，并与X轴蜗轮(30)啮合，X轴蜗轮(30)安装在X轴滚珠丝杆副(31)的丝杆上，而X轴滚珠丝杆副(31)的螺母托座与工作台壳体(8)固定连接。
5.根据权利要求1所述的多功能两轴数控滚齿机，其特征在于在滑移齿轮(13)的上方设置有双向油缸(32)，双向油缸(32)的活塞杆上套装有拨叉(33)，该拨叉(33)的拨块卡在滑移齿轮(13)外壁的环形凹槽中。
6.根据权利要求3所述的多功能两轴数控滚齿机，其特征在于Z轴蜗杆(17)通过对角挂轮(34)与第一螺旋齿轮(20)连接，即对角挂轮(34)的两个齿轮分别与Z轴蜗杆(17)和第一螺旋齿轮(20)同轴。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能两轴数控滚齿机，包括床身、大立柱、滑板、刀架、拖板、小立柱、工作台和工作台壳体，在大立柱内设有第一交流伺服电机，第一交流伺服电机的输出轴上装有第一带轮，该第一带轮通过同步带与第二带轮连接，第二带轮的轴上安装有滑移齿轮，该滑移齿轮与第一齿轮或第二齿轮啮合；所述第一齿轮通过Z轴传动机构与滑板连接，而第二齿轮通过Y轴传动机构与拖板连接；在所述床身的右侧设有第二交流伺服电机，该第二交流伺服电机的输出轴通过X轴传动机构与工作台壳体连接。本实用新型能够实现五轴数控滚齿机的功能，大大降低了生产成本，并且提高了机床的性价比，能够满足不同用户的实际需要。
文档编号B23Q5/28GK2843701SQ200520010579
公开日2006年12月6日 申请日期2005年12月21日 优先权日2005年12月21日
发明者袁滨, 陈伦安, 王南川, 袁巧莉 申请人:重庆机床厂