专利名称：一种用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床的制作方法
技术领域：
一种用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床技术领域[0001]本实用新型属于机械技术领域，涉及一种机床，特别是一种用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床。
背景技术：
[0002]蜗轮蜗杆传动是机械传动的基础件，是用来传递空间交错轴的运动和动力的运动机构，属于齿轮传动的范畴，其传动平稳，振动、冲击、噪声均很小，传动速比大，用途广泛， 是机械传动的一种主要形式。此外，在运动传动中，它具有对传动系统上游误差收敛的作用，因此除被广泛应用于作动力传动外，一直是机床及精密仪器精密圆分度机构的首选部件。所以国内外许多机械制造厂和使用单位都非常重视对蜗轮蜗杆传动的研究、应用和发展。[0003]与普通圆柱蜗轮副相比，环面蜗轮副为多齿双线接触、齿面诱导法曲率小、接触应力小、滑动角接近90度(有利于齿面间的弹性流体动力润滑)，因此，承载能力强、传动效率高，在冶金、化工、机械、船舶、军工、采矿、建筑、起重运输、动力和轻工机械等行业都具有广阔的应用前景。[0004]然而，环面蜗轮副的生产与应用一直受到限制，主要原因是，环面蜗轮副的多齿双线接触特性要求其蜗杆与蜗轮之间的配合精度更高。当然，环面蜗杆与蜗轮分别经由两条独立的生产工艺加工而成，蜗杆先飞刀切削再磨削修形、蜗轮由滚刀滚削制造。理论上，只有滚刀的形状与环面蜗杆完全相同，即滚刀直径与环面蜗杆相同、且有无限个切削刃的时候，才能使环面蜗杆副达到良好的配合。但是，如果采用直径与环面蜗杆相同的滚刀，由于滚削过程中切削刃磨损剧烈，造价高昂的滚刀很快报废(1只滚刀甚至只能加工3 5个蜗轮)。处于延长滚刀实用寿命的目的，人们只能让滚刀的直径略大于环面蜗杆的直径。另一方面，滚刀的切削刃必然是有限的，这些切削刃在蜗轮齿面形成众多小的螺旋面，因此，加工出的蜗轮的表面实际上是由这些小螺旋面组成的，必然是不光滑的。再者，蜗轮滚刀由于其结构的复杂性，加工一致性不易保证，相同规格的滚刀加工出的蜗轮不一致。所以，将加工好的环面蜗杆和蜗轮装配在一起时，两者之间形成的往往不是双线接触，而是点接触。为了改善环面蜗杆副的接触状态、提高配合精度，在出厂前往往要经过长时间的跑合，人们猜想通过跑合可使点接触扩散成为椭圆接触区，但研究表明事实并非如此。同时，长时间的跑合限制了生产效率的提高，造成电力、人力、物力的巨大浪费。而且，不适当的跑合易使环面蜗杆与蜗轮之间的中心距出现偏差，使其配合精度得不到改善。上述蜗轮的制造问题，严重限制了环面蜗杆副的使用性能及其在实际工程中的应用。发明内容[0005]本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单、加工精度高、制造成本低、跑合时间短的用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床。[0006]本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现一种用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床，包括机架，所述的机架上固连有底座且在底座上安装有可沿底座横向移动的横向拖板及可沿底座纵向移动的左拖板和右拖板，所述的横向拖板上安装有回转工作台并在所述的回转工作台上安装有用于放置刀具的刀架，其特征在于，所述的左拖板和右拖板之间设置有用于夹持工件的夹持装置且在右拖板上设置有可控制工件轴向转动的分度装置， 所述的回转工作台上设置有能控制刀具进给并能调整刀具与工件齿面相平行的控制机构。[0007]在上述的用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床中，所述的控制机构包括凸轮、弹簧和固定在回转工作台上的第一伺服电机，所述的回转工作台上还安装有具有滑槽的安装座，所述的刀具的刀杆贯穿滑槽且刀杆末端抵靠在凸轮上，所述的凸轮与第一伺服电机的电机轴固连，所述的弹簧一端固定在刀具上，另一端固定在安装座上。[0008]在上述的用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床中，所述的横向拖板上安装有控制横向拖板沿底座横向移动的第二伺服电机。通过第二伺服电机控制横向拖板移动从而调整刀具与工件的距离。[0009]在上述的用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床中，所述的横向拖板上安装有控制横向拖板沿底座横向移动的丝杆和安装在丝杆上的手轮。通过转动手轮操控丝杆控制横向拖板移动从而调整刀具与工件的距离。[0010]在上述的用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床中，所述的夹持装置包括固定在左拖板上的气缸和固定在右拖板上的卡盘，上述的工件卡固在气缸的活塞杆与卡盘之间。这样就能将工件夹持住，同时通过调整气缸的活塞杆可以夹持不同长度的工件。[0011]在上述的用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床中，所述的分度装置包括固定在右拖板上的主轴光栅分度和驱动主轴光栅分度转动的第三伺服电机，上述的卡盘与所述的主轴光栅分度联接。通过第三伺服电机控制主轴光栅分度转动从而控制与主轴光栅分度联接在一起的卡盘转动，从而使得卡固在卡盘与气缸活塞杆之间的工件转动。[0012]在上述的用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床中，所述的右拖板上安装有第四伺服电机。通过第四伺服电机可控制右拖板沿底座纵向移动从而调整左拖板与右拖板之间的距离，这样就可加工不同长度的工件。[0013]与现有技术相比，本用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床由伺服电机通过凸轮弹簧结构控制刀具的进给从而对工件(即环面蜗杆)进行加工形成蜗轮加工刀具，从而使得环面蜗杆与蜗轮精加工刀具具有完全相同的直径，同时蜗轮精加工刀具上切削刃的排列精密程度远高于滚刀，使得蜗轮齿面的光滑程度得到大幅提升，从而保证了精加工后的蜗轮与环面蜗杆有良好的配合精度，真正实现双线接触状态，显著提高了环面蜗杆副的使用性能。[0014]由于环面蜗杆的结构较滚刀简单，环面蜗杆的加工一致性容易得到保证，故而，在环面蜗杆的基础上形成的蜗轮精加工刀具具有良好的一致性，为获得加工一致性良好的蜗轮提供了有力的保障。通过本机床生产出来的刀具的制造成本低、使用寿命长，有利于实现环面蜗杆副的大批量生产。
[0015]图1是本实用新型的结构示意图。[0016]图2是本实用新型中控制机构的结构示意图。4[0017]图中，1、机架；2、底座；3、横向拖板；4、左拖板；5、右拖板；6、回转工作台；7、刀架；8、刀具；9、工件；10、滑槽；11、凸轮；12、弹簧；13、第一伺服电机；14、第二伺服电机； 15、第三伺服电机；16、第四伺服电机；17、气缸；171、活塞杆；18、卡盘；19、主轴光栅分度； 20、丝杆；21、手轮；22、安装座。
具体实施方式
[0018]以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。[0019]如图1和图2所示，本用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床包括机架1，在机架1 上固连有底座2且在底座2上安装有可沿底座2横向移动的横向拖板3及可沿底座2纵向移动的左拖板4和右拖板5。[0020]在横向拖板3上安装有回转工作台6并在回转工作台6上安装有用于放置刀具8 的刀架7，在回转工作台6上还设置有能控制刀具8进给并能调整刀具8与工件9齿面相平行的控制机构。控制机构包括凸轮11、弹簧12和固定在回转工作台6上的第一伺服电机 13，回转工作台6上安装有具有滑槽10的安装座22，刀具8的刀杆贯穿滑槽10且刀杆末端抵靠在凸轮11上，凸轮11与第一伺服电机13的电机轴固连，弹簧12 —端固定在刀具8 上，另一端固定在安装座22上。凸轮11在第一伺服电机13的带动下转动，从而实现刀具 8的进给，弹簧12的主要作用是当刀具8在进刀完成后，弹簧12和凸轮11 一起实现刀具8 的退刀动作，使刀具8返回至初始位置。横向拖板3上还安装有伺服电机，该伺服电机通过与其联接的蜗轮蜗杆结构可控制回转工作台6旋转，从而能控制刀具8对工件9进行加工。[0021]在横向拖板3上安装有控制横向拖板3沿底座2横向移动的第二伺服电机14，通过第二伺服电机14控制横向拖板3移动从而调整刀具8与工件9的距离。在横向拖板3 上还安装有控制横向拖板3沿底座2横向移动的丝杆20和安装在丝杆20上的手轮21，通过转动手轮21操控丝杆20同样能控制横向拖板3移动从而调整刀具8与工件9的距离。[0022]在左拖板4和右拖板5之间设置有用于夹持工件9的夹持装置，夹持装置包括固定在左拖板4上的气缸17和固定在右拖板5上的卡盘18，工件9卡固在气缸17的活塞杆 171与卡盘18之间。在右拖板5上设置有可控制工件9轴向转动的分度装置，分度装置包括固定在右拖板5上的主轴光栅分度19和驱动主轴光栅分度19转动的第三伺服电机15， 卡盘18与主轴光栅分度19联接，通过第三伺服电机15控制主轴光栅分度19转动从而控制与主轴光栅分度19联接在一起的卡盘18转动，从而使得卡固在卡盘18与气缸17活塞杆171之间的工件9转动。[0023]在右拖板5上还安装有第四伺服电机16，通过第四伺服电机16可控制右拖板5沿底座2纵向移动从而调整左拖板4与右拖板5之间的距离，这样就可加工不同长度的工件 9。[0024]本机床在使用时，先将待加工的工件9 (即环面蜗杆)的一端卡固在卡盘18上，再启动第四伺服电机16使右拖板5沿底座2纵向移动或启动左拖板4上的气缸17使气缸17 的活塞杆171直接抵靠在工件9的另一端上，从而将工件9夹持在卡盘18与气缸17活塞杆171之间；待气缸17夹持牢固后，通过第二伺服电机14或手轮21控制横向拖板3的位置，调整刀具8与工件9的距离；接着通过伺服电机控制回转工作台6，从而调整刀具8切削刃方向，使刀具8切削刃方向与工件9齿面平行；待调整完毕后，第一伺服电机13通过凸轮11控制刀具8的进给，工件9在主轴光栅分度19的作用下每转动一定角度、沿纵向方向移动一定距离(由环面蜗杆副参数确定)，而后，刀具8就进给一次，在工件9齿面上形成一个具有切削刃的凹槽，凹槽形成后，刀具8退回并沿曲线回转至下一位置。如此反复，在工件9上加工出密集的、均勻分布的切削刃，形成蜗轮精加工刀具。[0025]由于环面蜗杆的结构较滚刀简单，环面蜗杆的加工一致性容易得到保证，故而，在环面蜗杆的基础上形成的蜗杆精加工刀具具有良好的一致性，为获得加工一致性良好的蜗轮提供了有力的保障。[0026]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求1.一种用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床，包括机架(1)，所述的机架(1)上固连有底座( 且在底座( 上安装有可沿底座( 横向移动的横向拖板C3)及可沿底座(2)纵向移动的左拖板⑷和右拖板(5)，所述的横向拖板(3)上安装有回转工作台(6)并在所述的回转工作台(6)上安装有用于放置刀具(8)的刀架(7)，其特征在于，所述的左拖板和右拖板( 之间设置有用于夹持工件(9)的夹持装置且在右拖板( 上设置有可控制工件(9)轴向转动的分度装置，所述的回转工作台(6)上设置有能控制刀具(8)进给并能调整刀具(8)与工件(9)齿面相平行的控制机构。
2.根据权利要求1所述的用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床，其特征在于，所述的控制机构包括凸轮(11)、弹簧(12)和固定在回转工作台(6)上的第一伺服电机(13)，所述的回转工作台(6)上还安装有具有滑槽(10)的安装座(22)，所述的刀具(8)的刀杆贯穿滑槽(10)且刀杆末端抵靠在凸轮(11)上，所述的凸轮(11)与第一伺服电机(13)的电机轴固连，所述的弹簧(1 一端固定在刀具(8)上，另一端固定在安装座上02)。
3.根据权利要求1或2所述的用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床，其特征在于，所述的横向拖板⑶上安装有控制横向拖板⑶沿底座⑵横向移动的第二伺服电机(14)。
4.根据权利要求1或2所述的用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床，其特征在于，所述的横向拖板⑶上安装有控制横向拖板⑶沿底座⑵横向移动的丝杆00)和安装在丝杆00)上的手轮。
5.根据权利要求1或2所述的用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床，其特征在于，所述的夹持装置包括固定在左拖板(4)上的气缸(17)和固定在右拖板( 上的卡盘(18)，上述的工件(9)卡固在气缸(17)的活塞杆(171)与卡盘(18)之间。
6.根据权利要求5所述的用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床，其特征在于，所述的分度装置包括固定在右拖板( 上的主轴光栅分度(19)和驱动主轴光栅分度(19)转动的第三伺服电机(15)，上述的卡盘(18)与所述的主轴光栅分度(19)联接。
7.根据权利要求1或2所述的用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床，其特征在于，所述的右拖板(5)上安装有第四伺服电机(16)。
专利摘要本实用新型提供了一种用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床，属于机械技术领域。它解决了现有的机床加工环面蜗杆精加工刀具时加工精度低、制造成本高、跑合时间长的问题。本用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床包括机架，机架上固连有底座且在底座上安装有横向拖板及左拖板和右拖板，横向拖板上安装有回转工作台并在回转工作台上安装有用于放置刀具的刀架，左拖板和右拖板之间设置有用于夹持工件的夹持装置且在右拖板上设置有可控制工件轴向转动的分度装置，回转工作台上设置有能控制刀具进给并能调整刀具与工件齿面相平行的控制机构。本用于加工环面蜗杆精加工刀具的机床具有加工精度高、制造成本低、跑合时间短的优点。
文档编号B23Q5/22GK202239953SQ201120278590
公开日2012年5月30日 申请日期2011年8月1日 优先权日2011年8月1日
发明者戴云程, 方普胜, 李艳, 王志伟 申请人:台州金剑机械制造有限公司