专利名称：数控螺旋锥齿轮铣齿机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数控螺旋锥齿轮铣齿机，属于螺旋锥齿轮铣齿数控加工机床。
背景技术：
螺旋锥齿轮是一种特殊形式的齿轮，由于传送扭矩大、运行平稳、噪音低而广泛应用于现代交通工具的动力传动中，如汽车、飞机、摩托车、拖拉机等。螺旋锥齿轮的切削加工是现代加工机床中理论较复杂、技术难度较大的一种。属于螺旋锥齿轮(被动轮)粗加工的主要工艺设备。根据格里森制螺旋锥齿轮和准双曲线齿轮加工方法原理，一般需要通过四轴联动才能实现数控螺旋锥齿轮的铣削加工。由于切削量大(约占总切削量的95％以上)、生产效率低、自动化程度差，现有的粗铣加工设备已成为技术改造和创新的重点。
发明内容
本实用新型的目的是采用数控技术对设备的机械传动进行技术创新，解决螺旋锥齿轮铣齿加工中的高精度、高效率和低成本的问题而设计的一种数控螺旋锥齿轮铣齿机，突出了螺旋锥齿轮的切削加工的分度和进给两个最重要的问题，用数控技术的手段加以解决，以满足和达到后续精铣加工的精度要求和质量要求为目的。
本实用新型的技术方案本实用新型的数控螺旋锥齿轮铣齿机包括机座、刀盘主轴动力头、旋转工件座、夹紧机构、工作台进给机构和数控柜，其特征在于旋转工件座包括工件座3，安装在工件座3上的分度旋转机构4，分度旋转机构4由分度伺服电机4-1通过联轴器4-2与蜗杆4-5连接，蜗杆4-5与装在工件座3内的蜗轮4-4啮合，蜗轮4-4与工件安装轴3-1连接，分度伺服电机4-1与数控柜有电信号连接。
所述的数控螺旋锥齿轮铣齿机，机床的进给机构采用精密滚珠丝杆，由伺服电机马区动。
所述的数控螺旋锥齿轮铣齿机，工件的装夹方式为液压夹紧系统，由液压缸驱动安装工件的拉杆轴。
本实用新型的优点1、本机床的分度方式采用了高精度的蜗轮蜗杆副传动，通过交流伺服电机控制，能够实现任意齿数的分度，企业不必另外配备多种分度盘和更换分度盘，提高了机床的使用效率。通过数控分度技术取代了机械式铣齿机传统的单齿分度的分度盘结构，实现了无级连续单齿自动分度技术，节省了因更换分度盘所耗费的大量时间，提高了生产效率和加工质量，同时也降低了加工成本。
2、机床的进给系统采用了精密滚珠丝杆传动，由伺服电机驱动，既能保证进给精度，又能保证有足够的进给动力，从而保证切削加工过程中的稳定性。
3、工件装夹方式为先进的电气控制液压夹紧系统。保证了加工过程的稳定性和可靠性，提高了机床的刚度和精度和工作效率，降低了劳动强度。
图1是本实用新型的总体结构示意图；图2是本实用新型的旋转工件座结构示意图；图3是分度旋转机构工作控制流程图。
具体实施方式
本实用新型按等高齿模型采用单齿连续自动分度数控技术，简化机床传动链，对滑台进给、工件旋转两轴进行数控。对于一个批次才使用一次的螺旋角、工件中心高和水平偏移量，采用简易的手动方式调整，实现对螺旋锥齿轮(被动轮)的粗铣加工。
如图1所示本机包括机械部分和数控柜7两大部分。其中机械部分包括机座1、置于机座1上的刀盘主轴动力头2、旋转工件座3、分度旋转机构4、夹紧机构和工作台进给机构6几部分组成。3-1是工件安装轴，工件安装轴3-1的另一端是夹紧拉杆轴5-1，夹紧拉杆轴5-1由液压油缸5驱动。旋转工件座3安装固定在机床进给工作台6-2上，该工作台由交流伺服电机6-1驱动，通过滚珠丝杠副6-3的传动。
如图2安装在旋转工件座3上的分度旋转机构4包括分度伺服电机4-1通过联轴器4-2与蜗杆4-5连接，4-3是轴承，蜗杆4-5与装在旋转工件座3内的蜗轮4-4啮合，蜗轮4-4与工件安装轴3-1连接，分度伺服电机4-1与数控柜有电信号连接，8是定位销轴。
机床各部分的作用如下机座1是机械部分的支撑部件，兼作冷却和液压油箱。刀盘主轴动力头2是装载螺旋锥齿轮铣齿加工专用刀具动力头的机构。旋转工件座是装载工件的机构。工件安装轴又由高精度蜗轮蜗杆副传动，而蜗杆则由交流伺服电机4-1驱动，工件安装轴3-1上又附有对工件的夹紧拉杆轴5-1，5是液压驱动夹紧拉杆轴5-1的驱动油缸。旋转工件座3安装固定在机床进给工作台6-2上，该工作台由工作台进给交流伺服电机6-1驱动，通过滚珠丝杠副6-3的传动带动工作台作进给运动。
数控柜7是根据加工指令控制和协调机床各运动部分的动作，以达到加工目的控制部分。本机使用触摸式彩色显示屏，可直接、方便地对齿轮的加工参数进行设置，通过可编程序控制器、交流伺服电机等组成的数控系统实现机床运转的自动控制。提高了机床的加工效率。具有柔性化、数控化、清洁化、高效率等技术特征。
工作过程如下通过定位销轴8调整工件主轴锥角，每个批次只需调整一次。在工件安装轴3-1上装好已加工处理好的齿坯，通过电气控制液压夹紧油缸5，夹紧拉杆轴5-1涨紧工件，在数控柜上设定好加工齿数等数据后，通过工作台和工件轴的零点回归，按下循环启动按钮，工作台就快速移动到铣齿对刀点，于是开始进刀铣齿，一个齿铣完后，即自动退刀，此时工件在分度伺服电机4-1的驱动下，使工件旋转分度一个齿的位置，继续循环上述过程。
图3是分度旋转机构工作控制流程图开始至绝对原点，快进1至绝对零点，快进2至切削起点，进给伺服电机驱动工作台进给，工件进给至切削终点，判断是否加工完所有齿，否则分度伺服电机按设定值旋转一个角度，工件到下一个齿切削起点。这样，一个齿一个齿地进行循环加工，直至事先设定预置的所有齿加工完毕为止。然后工作台和工件旋转轴零点回归至绝对零点，等待下一个齿坯的装入。
本机床是能够使用多种加工方法，加工最大直径500毫米，最大模数12毫米的弧齿锥齿轮的数控弧齿锥齿轮铣齿机。特别适于成批或大量生产中，加工轿车、轻中型卡车和工程机械等车桥用传动的被动轮加工。
本实用新型的核心是采用高精度的蜗轮蜗杆副传动、通过交流伺服电机驱动实现任意齿数的分度和进给系统采用了精密滚珠丝杆传动、伺服电机驱动。因此，不管其它结构如何变化，只要分度和进给方式与本实用新型相同，均属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种数控螺旋锥齿轮铣齿机，包括机座、刀盘主轴动力头、旋转工件座、夹紧机构、工作台进给机构和数控柜，其特征在于旋转工件座包括工件座(3)，安装在工件座(3)上的分度旋转机构(4)，分度旋转机构(4)由分度伺服电机(4-1)通过联轴器(4-2)与蜗杆(4-5)连接，蜗杆(4-5)与装在工件座(3)内的蜗轮(4-4)啮合，蜗轮(4-4)与工件安装轴(3-1)连接，分度伺服电机(4-1)与数控柜有电信号连接。
2.根据权利要求1所述的数控螺旋锥齿轮铣齿机，其特征在于机床的进给机构采用精密滚珠丝杆，由伺服电机驱动。
3.根据权利要求1所述的数控螺旋锥齿轮铣齿机，其特征在于工件的装夹方式为液压夹紧系统，由液压缸驱动安装工件的拉杆轴。
专利摘要本实用新型提供一种数控螺旋锥齿轮铣齿机，包括机座、刀盘主轴动力头、旋转工件座、夹紧机构、工作台进给机构和数控柜，旋转工件座包括工件座，安装在工件座上的分度旋转机构，分度旋转机构由分度伺服电机通过联轴器与蜗杆连接，蜗杆与装在工件座内的蜗轮啮合，蜗轮与工件安装轴连接，分度伺服电机与数控柜有电信号连接。进给机构采用精密滚珠丝杆，由伺服电机驱动。工件的装夹方式为液压夹紧系统，由液压缸驱动安装工件的拉杆轴。本实用新型的分度方式通过数控分度技术取代了机械式铣齿机传统的单齿分度的分度盘结构，实现了无级连续单齿自动分度技术，提高了生产效率和加工质量。进给系统采用了精密滚珠丝杆传动，由伺服电机驱动，保证进给精度和足够的进给动力。
文档编号B23F5/00GK2843702SQ20052009855
公开日2006年12月6日 申请日期2005年10月31日 优先权日2005年10月31日
发明者王曙文, 贺俊雄, 张先学 申请人:王曙文, 贺俊雄, 张先学