专利名称：多功能数控环面蜗杆机床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械加工机床，特别是加工平面二次包络环面蜗杆的专用机床。
平面二次包络环面蜗杆传动是由我国首钢机械厂子1971年集体发明的，它承载能力大、传动效率高、使用寿命长。它的发明是蜗杆传动的一次革命，它的发展必将取代普通蜗杆传动。现已大量应用于冶金设备。但由于缺乏高效专用加工设备，各生产二包传动的企业都是用车床或滚齿机改装，或自己开发的普通专用设备上加工，生产效率低，工人的技术水平及工艺方法对蜗杆的精度影响很大，而该传动的传动性能对精度又特别敏感，使大多数企业知难而退了，从而限制了该传动的发展与使用。
普通环面蜗杆加工机床(车床改装、滚齿机改装、其它专用机)存在问题1、控制方式人工控制。加工过程的调整进刀计算均由操作工人完成。精度靠试切法保证。生产率低，加工精度低，对工人技术水平要求高。2、加工原理机床主轴与刀架之间的内联系传动链(螺旋面成形运动)为齿轮传动链，传动链长，传动误差大。加工不同的工件靠配换挂轮调整传动链两端运动关系，费时费事，难以精确。加工精度低，生产率低。3、机床调整靠人工对中环面蜗杆喉平面位置及中心距。三把刀轮换加工，对刀调整费时费事，很难精确。母平面倾斜角工人手动调整修型、修缘曲线靠工人手动掌握，加工精度对人的依赖性太强，精度亦难保证。4、加工范围由于结构限制，加工范围一般较窄。机床只配一种磨具，一般只能加工平面二包环面蜗杆。5、机床结构车床改装设备刀架部分无横床身，刚性差。滚齿机改装设备工件装夹部分悬空，刚性差。加工需另配许多工装辅具，加工精度及加工范围亦受很大影响。6、机床外型。离不开改装母机形式，加工部位敞开，冷却液、润滑油污染环境，切屑易伤人，操作不安全。
本实用新型目的是设计一种加工环面蜗杆的专用机床，以克服现有技术中的不足之处。
本实用新型设计结构一种多功能数控环面蜗杆机床，其机床底座(4)整体上呈T型，且底座(4)前端为前床身(2)，中部为中床身(22)，后端为后床身(25)，主轴(32)通过主轴箱(13)安装在前床身(2)上并可在主轴箱移动电机(3)驱动下在前床身(2)上左右移动；工作台(21)上装有蜗杆(19)、蜗轮(20)并用工作台丝杠(18)安装在中床身(22)上可沿工作台丝杠(18)移动；回转工作台电机(14)位于工作台一侧；尾座(24)装于后床身(25)上。
主轴(32)一端装有可控制主轴与刀架旋转的编码器(6)。机床主轴与刀架旋转均由伺服电机驱动。编码器的作用是通过数控系统保证它们之间的运动关系。加工不同的工件，无须配换挂轮，传动系统简单，传动误差小，加工精度高，生产率高。
工作台横向调整的工作台丝杠(18)和主轴箱纵向调整的主轴箱移动丝杠(5)均采用精密滚珠丝杠。依靠数控系统的丝杠误差补偿、间隙补偿功能，使机床加工精度更有保证。
可在回转台(36)上固定一径向溜板，并将刀架安装在径向溜板上，变中心距方向切入为半径方向切入，切削更合理。
刀架可设计成车刀架与砂轮磨具为一体的刀架。通过回转台自动更换刀具，实现不停机工序转换，自动化程度更高。
本实用新型优点是解决了以下关键技术问题1、机床选配日本三菱公司五轴三联动数控系统，具有较高的可靠性和环境适应能力。依靠数控系统超强的联动及程序控制功能，能够满足复杂的加工工艺要求。
2、机床所有运动均由伺服电机驱动，数控系统控制，传动精度高。
3、精密传动工作台横向调整及主轴箱纵向调整均采用精密滚珠丝杠，再配以有效的间隙调整机构，能保证蜗杆喉平面位置的准确及中心距的准确。
4、回转台下的精密蜗轮副；数控系统中的间隙补偿功能；装在主轴上的高分辩率编码器，保证工件与回转台之间准确的运动关系，从而使加工的环面蜗杆精度更有保证。
5、数控传动链可实现复杂曲线的修形、修缘。使加工环面蜗杆传动副啮合性更好。
6、突破车床、滚齿机布局模式“T”字型床身布局，使机床具有足够的刚度，适合大切削量加工。生产率更高，精度亦高。
7、除配备平面二包环面蜗杆磨具外，还配备锥面和指锥二包环面蜗杆磨具，用户有更大的选择性。
8、主轴箱、尾座、回转台分别在三个床身移动，工件加工范围更宽。
9、采用抵抗式集中润滑装置，油泵实现自动周期供油，并带有液位报警装置。系统压力低而稳定，不产生过量润滑，设备导轨不产生上浮，确保机械精度，亦能有效延长设备使用寿命。
10、全封闭防护罩，外型美观大方，工作环境干净卫生，安全可靠。
11、数控系统设有软限位，机床设有硬限位，并设有报警装置。机床操作安全、可靠。
图1为本实用新型工作原理图。
图2为本实用新型主视图。
图3为本实用新型左视图。
图4为本实用新型俯视图(剖面)。
图5为本实用新型左视图(安装磨头后)图号说明1、主轴箱丝杠支架 2、前床身 3、主轴箱移动电机4、底座 5、主轴箱移动丝杠 6、编码器7、主轴后法兰 8、螺母 9、套10、主轴后轴承11、螺母 12、操纵台13、主轴箱14、回转工作台电机15、连接套16、工作台移动电机17、工作台丝杠前支架 18、工作台丝杠19、蜗杆 20、蜗轮 21、工作台22、中床身23、工作台丝杠后支架 24、尾座25、后床身26、主轴齿轮 27、螺母28、螺母 29、推力轴承 30、主轴前轴承
31、主轴前法兰 32、主轴 33、主电机34、I轴35、II轴 36、回转工作台37、II轴法兰 38、砂轮 39、砂轮架40、修整器 41、修整器电机42、磨头体实施例附图2—5给出了本实用新型的实施例。
以下结合附图说明其工作原理。
多功能数控环面蜗杆机床工作原理框图1所示主电机D1通过主轴箱中的精密减速齿轮驱动主轴带动工件以角速度ω1旋转。回转台电机D4通过装在回转台下的精密蜗轮副驱动回转台旋转，带动车刀架(装上螺旋车刀)以角速度ω2旋转。通过装在主轴上的编码器及数控系统保证ω1/ω2等于被加工蜗杆与其啮合蜗轮之间的传动比关系，即可车削出螺旋面。将车刀架换成砂轮架，即可对螺旋面磨削。回转台的变速度回转功能，可实现最佳的修形、修缘曲线，使加工的二包环面蜗杆获得最佳啮合效果。如果回转台以圆周进给速度回转进给，带动回转台上的车刀架回转，即可车削环面蜗杆毛坯外圆弧面。主电机D1驱动主轴可实现准确分度，可完成多头环面蜗杆加工。
横向进给电机D5驱动横向溜板，带动刀架径向移动，实现径向切入，最终保证工件中心与工作台中心之间的中心距(即被加工环面蜗杆与啮合蜗轮之间的中心距)。主轴箱移动电机D2驱动主轴箱移动，调整工件纵向装夹位置，数控系统保证工件喉平面位置的准确。砂轮架转位电机D3由数据控系统控制，可准确调整环面蜗杆成形的母平面倾斜角，有利于提高加工精度。冷却泵电机D6驱动冷却泵实现加工冷却。砂轮主轴电机D7驱动砂轮旋转，实现磨削速度。润滑泵电机D8驱动抵抗式润滑装置，供横床身导轨及回转台导轨润滑。液压泵电机D9驱动液压泵，保证砂轮架各调整环节的夹紧。
权利要求1.一种多功能数控环面蜗杆机床，其特征在于机床底座(4)整体上呈T型，且底座(4)前端为前床身(2)，中部为中床身(22)，后端为后床身(25)，主轴(32)通过主轴箱(13)安装在前床身(2)上并可在主轴箱移动电机(3)驱动下在前床身(2)上左右移动；工作台(21)上装有蜗杆(19)、蜗轮(20)并用工作台丝杠(18)安装在中床身(22)上可沿工作台丝杠(18)移动；回转工作台电机(14)位于工作台一侧；尾座(24)装于后床身(25)上。
2.根据权利要求1所述的多功能数控环面蜗杆机床，其特征在于主轴(32)一端装有可控制主轴与刀架旋转的编码器(6)。
3.根据权利要求1所述的多功能数控环面蜗杆机床，其特征在于工作台横向调整的工作台丝杠(18)和主轴箱纵向调整的主轴箱移动丝杠(5)均采用精密滚珠丝杠。
4.根据权利要求1所述的多功能数控环面蜗杆机床，其特征在于可在回转台(36)上固定一径向溜板，并将刀架安装在径向溜板上，变中心距方向切入为半径方向切入。
5.根据权利要求1所述的多功能数控环面蜗杆机床，其特征在于刀架可设计成车刀架与砂轮磨具为一体的刀架。
专利摘要本实用新型是一种加工平面二次包络环面蜗杆的专用机床。它采用整体底座,T型分体床身,前端为安装主轴箱的前床身,中部为安装工作台的中床身,后端为安装尾座的后床身,蜗轮副安装在工作台底部。减小了机床整体尺寸,提高了加工工艺性,又保证了机床具有足够的强度与刚度。从根本上解决了二包环面蜗杆发展的一大障碍。
文档编号B23F13/00GK2467247SQ0121312
公开日2001年12月26日 申请日期2001年3月19日 优先权日2001年3月19日
发明者宋广维, 胡万良, 武彦卿, 贺致锁, 吴金徽 申请人:宝鸡市广环机床有限责任公司