专利名称：一种插齿机的液压数控系统的制作方法
技术领域：
本发明属于机械控制技术领域，涉及一种插齿机的液压数控系统。
背景技术：
目前，常用的插齿机包括曲柄摆动机构，插齿机利用其曲柄摆动机构来传递动力，实现插刀的冲程过程。虽然曲柄的旋转运动是匀速运动，但在加工齿轮时摆杆冲程运动的运动速度和受力是处于变化中。参见图5，通 过实验表明，插刀轴向力随着移动距离的增加先增加后减少，轴向线速度随着移动距离的增加也是先增加后减少，这就造成插刀插削不稳定，每次插削的深度各不相同，插齿加工的精度较差，产品质量较，后来人们采用油缸和活塞杆来代替曲柄摆动机构，在产品加工时通过液压控制系统控制使旋转插刀的X、Y、Z、A、B等三维方向与旋转的工件相互啮合使插刀在工件的轴上作往复运动来将工件成型了所需要的齿形状，而现有技术的液压控制系统不能很好地控制油缸和活塞杆工作，工作稳定性较差，严重影响了插刀插销的加工精度和工作效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，而提供一种操作方便，工作稳定性好，保证插刀插销的加工精度和工作效率的插齿机的液压数控系统。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种插齿机的液压数控系统，其特征在于，包括总控制中心，所述的总控制中心上分别电连接有用于控制工作台移动锁紧的第一油缸、用于控制工作台旋转的第一旋转装置、用于夹紧放置在工作台上工件的夹紧装置、用于控制刀架总成上下移动的移动装置，用于控制插刀主轴上下冲程移动的第二油缸、用于控制插刀主轴旋转的第二旋转装置、用于控制让刀机构的第三油缸以及用于控制刀架总成上下移动平衡的第四油缸，待加工的工件放置在工作台上通过夹紧装置夹紧固定后，第一旋转装置带动工作台旋转，第一油缸带动工作台移动，所述的移动装置带动刀架总成移动从而带动插刀移动，所述的第二旋转装置带动插刀旋转，第二油缸控制插刀主轴运动从而带动插刀上下冲程加工工作台上的工件，同时所述的第三油缸控制插刀进行让刀动作，加工出相应齿的形状。本发明的机械结构主要包括床身、工作台、立柱机构以及刀架总成，立柱机构与床身连接，刀架总成与立柱机构连接，刀架总成与立柱之间设置有提拉机构，这里控制系统主要控制X、Y、Z、A、B五个方向完成工件加工，这里控制工作台移动锁紧的第一油缸为X轴向(也叫进刀移动轴)，控制刀架总成上下移动的移动装置为Y轴向(也叫上下移动轴)，控制插刀主轴上下冲程移动的第二油缸为Z轴向(也叫冲程移动轴)，控制插刀主轴旋转的第二旋转装置为A轴向(也叫插刀旋转轴)，控制工作台旋转的第一旋转装置为B轴向(也叫工作旋转轴)，这里X，Y轴为定位轴，单独运动，Z轴为主动轴，由设在主轴上的光栅尺测量位置，Z轴用绝对值光栅尺，B为主动轴，由人为设定运动速度,A轴为跟随轴，A轴运动轨迹由公式A = B/K+Z*L计算，其中K、L为常数，但Z轴的运动为往复运动，所述A的运动基本上也是往复运动与转动运动的合成运动。
为优化上述方案采取的措施具体包括在上述的一种插齿机的液压数控系统中，所述的第一旋转装置包括台面进刀丝杆、进刀蜗轮辐以及第一电机，所述的台面进刀丝杆与进刀蜗轮辐配合，第一电机驱动进刀丝杆和进刀蜗轮福带动工作台旋转。在上述的一种插齿机的液压数控系统中，所述的移动装置包括上下移动蜗轮辐、上下移动丝杆以及第二电机，所述的上下移动蜗轮辐与上下移动丝杆配合，第二电机驱动上下移动蜗轮辐与上下移动丝杆带动刀架总成上下移动。在上述的一种插齿机的液压数控系统中，所述的第二旋转装置包括插刀转动蜗轮辐和第三电机，所述的第三电机驱动插刀转动蜗轮辐带动插刀旋转。在上述的一种插齿机的液压数控系统中，所述的第三油缸和第二油缸上连接有伺服阀，在伺服阀上一端连接有用于调节压力的溢流阀，另一端连接有继电器，在溢流阀上连接有伺服进口滤油网和伺服出口滤油网。这里让第三油缸和第二油缸并联使用，使得冲程运动和让刀动作同步动作，让刀可靠，与冲程运动结合性好。在上述的一种插齿机的液压数控系统中，所述的夹紧装置为第五油缸，在第五油缸上连接有电磁换向阀，所述的第一油缸上连接有电磁换向阀，在电磁换向阀上的一端上连接继电器，继电器上连接有用于调节润滑压力的减压阀，减压阀上连接有用于调节润滑油亮的节流阀，节流阀分别与工作台、刀架总成以及立柱连接。与现有技术相比，本发明的优点在于通过油缸、活塞杆和主轴的组合替代了现有技术中的曲柄摆动机构，同时通过液压系统控制油缸、活塞杆和主轴等部件运动，使得插刀的轴向力能够处于恒力状态和主轴运动处于恒速冲程运动状态，通过实验表明，插刀轴向力在工作状态时保持在恒力状态下，插刀的轴向线速度在工作状态时保持在恒速状态下，工作稳定性好，保证插刀插销的加工精度和工作效率，可以通过输入相应程序控制调节螺旋角，可以加工出直齿或者斜齿等其它相应齿的形状。
图I是本插齿机的液压数控系统的原理方框图；图2是本插齿机的液压数控系统的机械原理图；图3是本插齿机的液压数控系统的液压原理图；图4为本发明的冲程位移位置与插刀轴向力、轴向线速度关系示意图；图5为现有技术的冲程位移位置与插刀轴向力、轴向线速度关系示意图。
具体实施例方式以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。图中，总控制中心I ;第一油缸2 ;第一旋转装置3 ;台面进刀丝杆31 ;进刀蜗轮辐32 ;第一电机33 ;夹紧装置4 ;第五油缸41 ;移动装置5 ;上下移动蜗轮辐51 ;上下移动丝杆52 ;第二电机53 ;第二油缸6 ;第二旋转装置7 ;插刀转动蜗轮辐71 ;第三电机72 ;第三油缸8 ;第四油缸9 ;伺服阀10 ;溢流阀11 ;电磁换向阀12 ;继电器13 ;伺服进口滤油网14 ;伺服出口滤油网15 ; 减压阀16 ;节流阀17。如图I和图2所示，本插齿机的液压数控系统，包括总控制中心1，所述的总控制中心I上分别电连接有用于控制工作台移动锁紧的第一油缸2、用于控制工作台旋转的第一旋转装置3、用于夹紧放置在工作台上工件的夹紧装置4、用于控制刀架总成上下移动的移动装置5，用于控制插刀主轴上下冲程移动的第二油缸6、用于控制插刀主轴旋转的第二旋转装置7、用于控制让刀机构的第三油缸8以及用于控制刀架总成上下移动平衡的第四油缸9，这里让刀机构采用斜铁机构，可以实现力的放大作用；控制系统主要控制X、Y、Z、A、B五个方向完成工件加工，这里控制工作台移动锁紧的第一油缸2为X轴向(也叫进刀移动轴)，控制刀架总成上下移动的移动装置5为Y轴向(也叫上下移动轴)，控制插刀主轴上下冲程移动的第二油缸6为Z轴向(也叫冲程移动轴)，控制插刀主轴旋转的第二旋转装置7为A轴向(也叫插刀旋转轴)，控制工作台旋转的第一旋转装置3为B轴向(也叫工作旋转轴)。如图3所示，为了使插刀的轴向线速度在工作状态时保持在恒速状态下，保证工作稳定性，需要对液压系统的油压进行控制，第三油缸8和第二油缸6上连接有伺服阀10，在伺服阀10上一端连接有用于调节压力的溢流阀11，另一端连接有继电器13，在溢流阀11上连接有伺服进口滤油网14和伺服出口滤油网15，通过伺服进口滤油网14和伺服出口滤油网15对油进行过滤，防止造成堵塞；夹紧装置4为第五油缸41，在第五油缸41上连接有电磁换向阀12，第一油缸2上连接有电磁换向阀12，在电磁换向阀12上的一端上连接继电器13，继电器13上连接有用于调节润滑压力的减压阀16，减压阀16上连接有用于调节润滑油亮的节流阀17，节流阀17分别与工作台、刀架总成以及立柱连接。具体来说，为了保证加工的精确度，第一旋转装置3包括台面进刀丝杆31、进刀蜗轮辐32以及第一电机33，台面进刀丝杆31与进刀蜗轮辐32配合，第一电机33驱动进刀丝杆和进刀蜗轮辐32带动工作台旋转，移动装置5包括上下移动蜗轮辐51、上下移动丝杆52以及第二电机53，上下移动蜗轮辐51与上下移动丝杆52配合，第二电机53驱动上下移动蜗轮辐51与上下移动丝杆52带动刀架总成上下移动；第二旋转装置7包括插刀转动蜗轮辐71和第三电机72，第三电机72驱动插刀转动蜗轮辐71带动插刀旋转，夹紧装置4为第五气缸。工作时首先在总控制中心I输入相应程序后启动后，加工的工件放置在工作台上通过第五油缸41夹紧固定后，第一旋转装置3带动工作台旋转，第一油缸2带动工作台移动，移动装置5带动刀架总成移动从而带动插刀移动，第二旋转装置7带动插刀旋转，第二油缸6控制插刀主轴运动从而带动插刀上下冲程加工工作台上的工件同时所述的第三油缸8控制插刀进行让刀动作，这里可以通过输入相应程序控制调节螺旋角，当需要加工直齿时首先，参见图4，通过实验表明，插刀轴向力在工作状态时保持在恒力状态下，插刀的轴向线速度在工作状态时保持在恒速状态下，因此本发明提高了插刀插削的稳定性和精度。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明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，但并不会偏离本发明的精神所定义的范围。
权利要求
1.一种插齿机的液压数控系统，其特征在于，包括总控制中心(I)，所述的总控制中心(I)上分别电连接有用于控制工作台移动锁紧的第一油缸(2)、用于控制工作台旋转的第一旋转装置(3)、用于夹紧放置在工作台上工件的夹紧装置(4)、用于控制刀架总成上下移动的移动装置(5)，用于控制插刀主轴上下冲程移动的第二油缸￠)、用于控制插刀主轴旋转的第二旋转装置(7)、用于控制让刀机构的第三油缸(8)以及用于控制刀架总成上下移动平衡的第四油缸(9)，待加工的工件放置在工作台上通过夹紧装置(4)夹紧固定后，第一旋转装置(3)带动工作台旋转，第一油缸(2)带动工作台移动，所述的移动装置(5)带动刀架总成移动从而带动插 刀移动，所述的第二旋转装置(7)带动插刀旋转，第二油缸(6)控制插刀主轴运动从而带动插刀上下冲程加工工作台上的工件，同时所述的第三油缸(8)控制插刀进行让刀动作，加工出相应齿的形状。
2.根据权利要求I所述的一种插齿机的液压数控系统，其特征在于，所述的第一旋转装置(3)包括台面进刀丝杆(31)、进刀蜗轮辐(32)以及第一电机(33)，所述的台面进刀丝杆(31)与进刀蜗轮辐(32)配合，第一电机(33)驱动进刀丝杆和进刀蜗轮辐(32)带动工作台旋转。
3.根据权利要求I所述的一种插齿机的液压数控系统，其特征在于，所述的移动装置(5)包括上下移动蜗轮辐(51)、上下移动丝杆(52)以及第二电机(53)，所述的上下移动蜗轮辐(51)与上下移动丝杆(52)配合，第二电机(53)驱动上下移动蜗轮辐(51)与上下移动丝杆(52)带动刀架总成上下移动。
4.根据权利要求I所述的一种插齿机的液压数控系统，其特征在于，所述的第二旋转装置(7)包括插刀转动蜗轮辐(71)和第三电机(72)，所述的第三电机(72)驱动插刀转动蜗轮福(71)带动插刀旋转。
5.根据权利要求2至4任一项所述的一种插齿机的液压数控系统，其特征在于，所述的第三油缸(8)和第二油缸(6)上连接有伺服阀(10)，在伺服阀(10)上一端连接有用于调节压力的溢流阀(11)，另一端连接有继电器(13)，在溢流阀(11)上连接有伺服进口滤油网(14)和伺服出口滤油网(15)。
6.根据权利要求5所述的一种插齿机的液压数控系统，其特征在于，所述的夹紧装置(4)为第五油缸(41),在第五油缸(41)上连接有电磁换向阀(12),所述的第一油缸(2)上连接有电磁换向阀(12)，在电磁换向阀(12)上的一端上连接继电器(13)，继电器(13)上连接有用于调节润滑压力的减压阀(16)，减压阀(16)上连接有用于调节润滑油亮的节流阀(17)，节流阀(17)分别与工作台、刀架总成以及立柱连接。
全文摘要
本发明属于机械控制技术领域，提供了一种插齿机的液压数控系统，包括总控制中心，总控制中心上分别电连接有第一油缸、第一旋转装置、夹紧装置、移动装置，第二油缸、第二旋转装置、第三油缸以及第四油缸。本发明的优点是通过液压系统控制油缸、活塞杆和主轴等部件运动，使得插刀的轴向力能够处于恒力状态和主轴运动处于恒速冲程运动状态，可以通过输入相应程序控制调节螺旋角，工作稳定性好，保证插刀插销的加工精度和工作效率，可以加工出直齿或者斜齿等其它相应齿的形状。
文档编号B23Q5/40GK102615360SQ20121010874
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月10日 优先权日2012年4月10日
发明者陈国栋 申请人:宁波东平齿轮制造有限公司