大型龙门极坐标数控齿轮复合倒角机床的制作方法

文档序号:12623967阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种大型龙门极坐标数控齿轮复合倒角机床,其特征在于其基于极坐标加工理论和数控包络原理,利用高速旋转的硬质合金铣刀实现内/外直/斜齿轮的齿廓两侧端面复合倒角、齿向两侧同时倒角,并可对齿根、棱角的毛刺进行抛光;所述复合倒角机床包括床身、立柱(2)、横梁(3)、回转工作台(14)、X1轴径向进给系统(4)、X2轴径向进给系统(11)、Z1轴向进给系统(6)、Z2轴向进给系统(8)、C轴传动蜗轮副(G5)、抛光轮(SP4)、Z3轴在线测头系统(18)和倒角主轴系统,倒角主轴系统包括SP1轴上端面齿廓倒角主轴(16)、SP2轴下端面齿廓倒角主轴(17)和SP3轴齿向倒角主轴(15),床身、回转工作台(14)、立柱(2)与横梁(3)刚性联接;X1轴径向进给系统(4)安装在横梁上,X1轴径向进给拖板(5)由X1轴进给滚珠丝杠副(G1)驱动,沿着横梁上的线轨作X1轴向进给;X2轴径向进给系统(11)安装在横梁上,由X2轴进给滚珠丝杠副(G2)驱动,沿着横梁上的线轨作X2轴向进给;Z1轴刀架(7)和Z2轴刀架(10)分别安装在X1轴径向进给拖板(5)和X2轴径向进给拖板(9)上,分别由Z1轴进给滚珠丝杠副(G3)和Z2轴进给滚珠丝杠副(G4)驱动并沿着水平进给拖板的垂直线轨作Z1轴向和Z2轴向进给;倒角主轴系统的SP1轴上端面齿廓倒角主轴(16)和SP3轴齿向倒角主轴(15)安装在Z1轴刀架(7)上,分别用于齿轮上端面和齿向的倒角;倒角主轴系统的SP2轴下端面齿廓倒角主轴(17)和抛光轮(SP4)安装在Z2轴刀架(10)上,分别用于齿轮下端面倒角及棱角的抛光。

2.根据权利要求1所述的大型龙门极坐标数控齿轮复合倒角机床,其特征在于Z1轴向进给系统(6)包括由Z1轴进给滚珠丝杠副(G3)驱动的Z1轴刀架(7);Z2轴向进给系统(8)包括由Z2轴进给滚珠丝杠副(G4)的Z2轴径向进给拖板(9),Z2轴刀架(10)安装在Z2轴径向进给拖板(9)上,内/外齿圆柱齿轮(12)旋转采用数控回转分度台驱动,通过大传动比蜗轮副驱动工作台实现C轴连续回转分度插补,满足倒角过程中极坐标展成运动。Z3轴在线测头系统(18)安装在Z2轴刀架(10)上,用于齿轮齿槽对中定位和基准面位置的测量。

3.根据权利要求1所述的大型龙门极坐标数控齿轮复合倒角机床,其特征在于所述的齿廓、齿向倒角由数控系统进行控制,X1轴、X2轴、Z1轴、Z2轴和C轴五根伺服轴中的部分轴联动插补:平面齿廓倒角时,机床采用X1轴、X2轴与C轴联动沿齿廓线作平面内曲线轮廓插补;齿圈端面与轴线方向出现夹角及齿顶部位出现端面倒角时,通过空间三轴联动插补;工件一次装夹实现两个端面的复合加工:X1轴、Z1轴、C轴倒上端面,X2轴、Z2轴、C轴倒下端面;齿向倒角为螺旋线插补方式,Z1轴、C轴联动插补。

4.根据权利要求1所述的大型龙门极坐标数控齿轮复合倒角机床,其特征在于所述的SP1轴上端面齿廓倒角主轴(16)、SP2轴下端面齿廓倒角主轴(17)和SP3轴齿向倒角主轴(15)为交流变频电主轴直驱,转速为800-9000rpm,刀具线速度可达到120~180m/min,倒角过程中可满足恒线速度进给;抛光轮(SP4)为交流变频电机经同步带驱动,回转速度800~1000rpm。

5.根据权利要求1所述的大型龙门极坐标数控齿轮复合倒角机床,其特征在于所述的SP1轴上端面齿廓倒角主轴(16)、SP2轴下端面齿廓倒角主轴(17)和SP3轴齿向倒角主轴(15)的电主轴利用可变径ER夹头夹持硬质合金倒角铣刀进行倒角加工,倒角的形式由刀具形式决定,可实现30°—45°倒角。倒角的大小可由机床任意设定,机床通过Z1/Z2(或X1/X2)轴的进刀深度控制倒角大小。

6.根据权利要求1所述的大型龙门极坐标数控齿轮复合倒角机床,其特征在于所述的倒角工件硬度HB240-360,一刀可加工3×45°倒角,表面粗糙度Ra6.3。

7.根据权利要求1所述的大型龙门极坐标数控齿轮复合倒角机床,其特征在于所述的X1轴、X2轴、Z1轴、Z2轴、C轴各伺服轴最大进给速度达到3000mm/min,可根据不同的刀具直径、不同的切削部位实时调整切削线速度,保证切削进给速度恒定及倒角效率;对于齿廓倒角,当采用4刃硬质合金铣刀时,每齿进给量0.08mm,刀具直径φ12mm,刀具转速约1500rpm,沿齿廓走刀最快进给速度达到500mm/min;对于齿向倒角,当采用8刃硬质合金铣刀时,沿齿向走刀最快进给速度达到1000mm/min。

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