一种数控齿轮机床的制作方法

文档序号:9361629
一种数控齿轮机床的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数控加工设备技术领域,特别是用于加工制造锥形和准双曲面齿轮的数控机床。
【背景技术】
[0002]现有技术中,机械型的螺旋锥齿轮加工机床的结构和调整环节是齿轮机床中最复杂的。
[0003]螺旋锥齿轮加工机床一开始采用了图1所示结构,它采用计算机直接控制三个直线轴(即X、Y、Z)和三个转动轴(即Α、B、C),可以模拟机械型螺旋锥齿轮加工机床的加工运动,从而加工出螺旋锥齿轮。
[0004]数控螺旋锥齿轮加工机床将复杂的机械结构转换为软件控制,实现了螺旋锥齿轮加工的信息化和智能化。但上述设备是一种刻意模拟机械型机床的结构,其将摇台回转机构改为X、Y轴联动来实现刀具绕摇台轴线的回转,将刀倾机构的功能改为B轴的摆动来实现,没有充分发挥数控技术的作用,存在加工工艺性不好、工件箱形状复杂、机床占地面积大、难以保证加工的精度、工件装卸不方便、防护困难等不足。
[0005]随着技术的进步,一些更为先进的齿轮加工机床不断出现,如授权公告号为CN100343003C的发明专利说明书,其公开了一种生产锥形齿轮的机器和方法,其机柱I丨具有第一和第二基本竖直的表面区域,工件主轴2 '水平延伸并可移动地安装于机柱I丨的第一基本竖直表面区域3 ',刀具主轴4'水平延伸并可移动地安装于机柱的第二基本竖直表面区域5',工件主轴2'和刀具主轴4'最多可在三个相互垂直的不同方向上彼此相对平移,并至少可绕一条竖直枢轴彼此相对以角度方式运动。
[0006]这种齿轮生产机床通过线性、旋转轴系统的运动来加工螺旋锥齿轮或准双曲面齿轮,与摇架式机床相比,具有一定的先进性,但依然存在以下不足之处:
[0007]首先,是整机刚性,包括静态刚性和动态刚性。由于床身铸铁件的主要构件机柱I ;为单块结构,工件主轴2'和刀具主轴4'位于机柱I'的侧面,在悬臂效应的影响下,机柱I '的稳定性较差,进而导致整机的刚性较差,尤其在高速运行时,各部件的振动较大,会严重影响切削的粗糙度及刀具寿命,对高精度加工更是具有致命性影响。
[0008]其次,是切削刚度。该机床的机柱I丨为单块结构,工件主轴2丨和刀具主轴4丨位于机柱I '的侧面,刀具主轴4'的横向滑轨较短,无法一直延伸到工件主轴I '上方,因此刀具在这一方向上的行程较短,为了保证刀具在回转、平移后能够与齿坯按设定方式接触,工件夹具需要设计的相对较高,这会增加加工工件的悬伸量,削弱切削刚度。
[0009]再者,该机床的刀具主轴由至少两个轴承支撑成可绕至少一条竖直枢转轴线以角度方式运动,其中一个轴承位于刀具主轴4丨的上方,另一个轴承位于刀具主轴的下方,竖直枢转轴线位于刀具主轴轴线和机柱I '之间所限定的区域内,且位于安装在刀具主轴4'的一刀具的一基准面后面。
[0010]这种刀具主轴的摆臂回转方式在结构上过于复杂,由于刀具主轴轴线与竖直枢转轴线不在同一平面内,二者组合后会占用较大的空间,而且极大的压缩了轴承的安装空间,导致稳定性较差。此外,由于传动部件较多,动力在多级传递之后容易导致动作误差累积,进而影响加工精度。
[0011]因此,如何提高数控齿轮机床的刚性和加工精度,并进一步简化其结构,是本领域技术人员需要解决的技术问题。

【发明内容】

[0012]本发明的目的是提供一种数控齿轮机床。该机床具有更高的切削刚度和整机刚性,能够显著提高加工精度,其结构紧凑、零部件较少、占地面积小,且热稳定性好,易于防护和排屑。
[0013]为了实现上述目的,本发明提供一种数控齿轮机床,包括:
[0014]机体,具有第一竖直侧面和第二竖直侧面;
[0015]刀具主轴,可移动地安装于所述机体的第一竖直侧面并水平延伸;
[0016]工件主轴,可移动地安装于所述机体的第二竖直侧面并水平延伸;
[0017]所述刀具主轴和工件主轴最多可在三个不同的方向上彼此相对地线性移动,且两者中至少有一者可相对于其相应的侧面以角度方式运动;
[0018]所述机体包括底座及位于所述底座之上的偏心龙门架,所述偏心龙门架的正面形成所述第一竖直侧面,其偏宽的立柱整体向后延伸使内侧扩展形成所述第二竖直侧面。
[0019]优选地,所述刀具主轴沿所述三个不同方向中的第一方向线性移动;所述工件主轴沿所述三个不同方向中的第二方向和第三方向线性移动;所述三个不同方向相互垂直。
[0020]优选地,所述刀具主轴和工件主轴仅有一个相对于所述机体以角度方式运动。
[0021]优选地,所述刀具主轴安装于刀具箱体,所述刀具箱体由轴承支承可绕一条竖直轴线以角度方式运动,所述轴承位于所述刀具主轴上方。
[0022]优选地,所述刀具箱体安装于可沿第一方向线性移动的台体上,所述台体通过导轨安装于所述机体的第一竖直侧面上,所述导轨位于所述刀具主轴上方。
[0023]优选地,所述导轨沿第一方向延伸至所述偏心龙门架的横梁区域内。
[0024]优选地,所述刀具箱体的竖直轴线与所述刀具主轴的轴线位于同一平面内且垂直相交。
[0025]优选地,所述机体的第一竖直侧面沿第一方向设有第一直线导轨;所述直线导轨上设有可在驱动机构带动下沿第一方向移动的滑台,所述滑台上设有可带动刀具箱体相对于所述机体以角度方式运动的装置;所述刀具主轴安装于所述所刀具箱体,其轴线与第一方向相平行。
[0026]优选地,所述机体的第二竖直侧面沿第二方向设有第二直线导轨;所述第二直线导轨上装有可在驱动机构带动下沿第二方向移动的第二滑台,所述第二滑台上沿第三方向设有第三直线导轨,所述第三直线导轨上装有可在驱动机构带动下沿第三方向移动的工件箱体;所述工件主轴安装于所述工件箱体,其轴线与第二方向相平行。
[0027]优选地,具体为采用端面统齿或磨齿加工方法加工弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮的机床或采用端面滚齿的方法加工摆线齿锥齿轮和准双曲面齿轮的机床。
[0028]本发明在现有技术的基础上作了进一步改进,其机体不再是单块结构的机柱,而是设计成具有底座的偏心龙门架形式,偏心龙门架的正面形成用于安装刀具主轴的第一竖直侧面,偏心龙门架一侧的立柱宽于另一侧的立柱,其中,偏宽的立柱整体向后延伸使内侧扩展形成用于安装工件主轴的第二竖直侧面。由于偏心龙门架具有横梁和在另一侧起支撑作用的偏窄的立柱,因此能够极大的抵消工件主轴和刀具主轴在安装后形成的悬臂效应,并使整机的质量分布和零部件布局更加合理,从而改善了机体的抗振频率,使机体的稳定性得到了显著提高,进而提高了整机的静态刚性和动态刚性,试验显示,在高速运行时,各部件的振动较小,有利于提高加工精度和延长刀具使用寿命。此外,还具有结构紧凑、占地面积小、热稳定性好、易于防护和排屑等有益效果。
【附图说明】
[0029]图1为现有技术中一种数控螺旋锥齿轮加工机床的结构示意图;
[0030]图2为现有技术中另一种数控螺旋锥齿轮加工机床的结构示意图;
[0031]图3为本发明所提供数控齿轮机床的一种【具体实施方式】的结构示意图;
[0032]图4为背部视角下图3所示数控齿轮机床的结构示意图;
[0033]图5为左侧视角下图3所示数控齿轮机床的结构示意图。
[0034]图1、2 中:
[0035]机柱I, 工件主轴2' 第一基本竖直表面区域3' 刀具主轴4'第二基本竖直表面区域5 '
[0036]图3至图5中:
[0037]1.机体2.刀具主轴3.刀具箱体4.第一滑台5.工件主轴6.工件箱体7.第二滑台11.底座12.偏心龙门架13.第一直线导轨14.第一电机15.第二直线导轨16.第三电机17.第三直线导轨18.第四电机
【具体实施方式】
[0038]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0039]请参考图3、图4、图5,图3为本发明所提供数控齿轮机床的一种【具体实施方式】的结构示意图;图4为背部视角下图3所示数控齿轮机床的结构示意图;图5为左侧视角下图3所示数控齿轮机床的结构示意图。
[0040]在一种【具体实施方式】中,本发明提供的数控齿轮机床为铣齿机或磨齿机,主要由机体1、刀具主轴2、刀具箱体3、第一滑台4、工件主轴5、工件箱体6、第二滑台7等部件组装而成。
[0041]机体I包括底座11及位于底座之上的偏心龙门架12,偏心龙门架12的正面形成第一竖直侧面α,用于安装刀具主轴2,其偏宽的立柱整体向后延伸使内侧扩展形成第二竖直侧面β,用于安装工件主轴5,第二竖直侧面β大体在中部与第一竖直侧面α垂直。
[0042]偏心龙门架12的第一竖直侧面α沿第一方向(即X方向)设有第一直线导轨13,第一直线导轨13上设有第一滑台4,第一滑台4在第一电机14和丝杠机构的带动下可沿X方向来回移动,刀具主轴2安装在刀具箱体3的下端,可绕轴线C转动,刀具箱体3通过轴承安装于第一滑台4,第一滑台4内部安装有可驱动刀具箱体3绕竖直轴线转动的第二电机(由于遮挡关系,图中未示出)。
[0043]第一竖直侧面α在对应于第一电机14的位置开设有凹槽,以容纳第一电机14的部分体积,降
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