一种螺旋锥齿轮双工位铣齿机床的制作方法

本发明涉及一种螺旋锥齿轮双工位铣齿机床。

背景技术：

螺旋锥齿轮铣齿机是一种对螺旋锥齿轮进行加工的设备，加工时，刀盘在空间模拟产形轮与待加工齿轮毛坯工件进行展成啮合，完成对齿轮的加工。对于一般的格里森制的螺旋锥齿轮，目前应用的铣齿机都是在一台机床上，采用一把刀盘对一个待加工齿轮工件进行加工，例如授权公告号为cn201154407y的中国专利公开的螺旋锥齿轮数控铣齿机床，即采用一个刀盘对一个工件进行加工，该机床包括床身（即机座），床身上设有横向滑台、纵向滑台，横向滑台上安装有刀盘支承箱，刀盘支承箱上安装有刀盘驱动滚筒，刀盘驱动滚筒上安装有铣刀盘，纵向滑台上安装有立柱，立柱所在箱体可在纵向滑台上旋转以调整待加工工件的角度，立柱上安装有垂直滑台，垂直滑台上安装有工件驱动箱，工件驱动箱中安装有工件轴，用于安装待加工的齿轮毛坯件。该机床由于一次仅能加工一个齿轮，加工效率很低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种螺旋锥齿轮双工位铣齿机床，以解决传统的螺旋锥齿轮铣齿机加工效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明的螺旋锥齿轮双工位铣齿机床的技术方案是：螺旋锥齿轮双工位铣齿机床包括机座，所述机座上设有两套加工机构以及可控制两套加工机构协同动作以同时加工两个工件的控制系统，加工机构包括设在机座上的x向滑台和y向滑台，y向滑台上设有立架，立架上设有沿立架上下滑动的z向滑台，x向滑台和z向滑台的其中一个上设有安装工件的工件箱，另一个上设有安装刀盘的刀具箱。

所述两套加工机构的y向滑台位于两个相对设置的x向滑台之间。

所述两套加工机构的两个x向滑台共用同一电机，且该电机与两个x向滑台的传动路径上设有能够切换驱动两个x向滑台中的一个或者同时驱动两个x向滑台的切换机构。

所述两套加工机构的x向滑台均通过丝杠螺母副驱动，且两套丝杠螺母副的丝杠同轴布置，两根丝杠的螺纹的旋向相反，两丝杠之间设有可实现两根丝杠同步转动的离合器，其中一个丝杠的远离离合器的一端设有带动丝杠转动的纵向电机。

所述刀具箱设置在z向滑台上，工件箱设置在x向滑台上。

所述两套加工机构的两个z向滑台由同一个电机驱动。

两套加工机构的立架一体设置，立架上设有立架电机，立架电机输出轴上设有主动齿轮，z向滑台上设有丝杠螺母副，两个丝杠螺母副的丝杠上均设有从动齿轮，主动齿轮与两个从动齿轮同时啮合传动并通过丝杠螺母副分别带动两个z向滑台同时运动。

带动两个z向滑台运动的两个丝杠互相平行布置，丝杠旋向相反，分别带动两个z向滑台上的刀具箱在z向做相向或背离的升降运动。

所述x向滑台上设有供所述工件箱沿其滑动时调整角度的弧形滑槽。

本发明的有益效果是：本发明的螺旋锥齿轮双工位铣齿机床在其机座上设置两套加工机构，并由控制系统控制两套加工机构协同动作以同时对两个工件进行加工，相比于传统仅有一套加工机构或工位的铣齿机，可显著提高加工效率，而且相对于同时采用两套铣齿机的方式节省了一套控制系统及能源消耗，而且节省了机床的占地面积，提高了空间的利用率，大大节省了成本，具有广阔的应用前景。

进一步地，两个x向滑台的丝杠的螺纹的旋向相反，这样就保证了两根丝杠在同一电机带动下朝向一个方向转动时，其带动的x向滑台可以同步相向或背离运动。

进一步地，两个x向滑台的两根丝杠之间的离合器的设置使得两工件对刀操作更加方便，同时也方便两工件之间相对位置的调整等。

进一步地，两个z向滑台的丝杠螺纹的旋向相反，通过齿轮的运动传递，这样就保证了两根丝杠在同一电机带动下朝向一个方向转动时，其带动的z向滑台可以同步相向或背离运动，从而配合两个x向滑台形成对齿轮切削加工的切削运动。

附图说明

图1为本发明的螺旋锥齿轮双工位铣齿机床的实施例结构示意图；

图2为图1的另一视角示意图；

图中：1-机座，2-x向第一导轨，3-x向第一丝杠，4-第一工件箱，5-第一x向滑台，6-第一工件驱动电机，7-z向第一丝杠，8-立柱，9-z向第一导轨，10-第一从动齿轮，11-主动齿轮，12-立架电机，13-第二从动齿轮，14-z向第二丝杠，15-z向第二导轨，16-第二工件箱，17-第二工件驱动电机，18-x向第二导轨，19-x向第二丝杠，20-纵向电机，21-第二x向滑台，22-第二待加工工件，23-离合器，24-第二刀盘，25-第二刀具箱，26-第一刀具箱，27-y向导轨，28-y向滑台，29-第一刀盘，30-第一待加工工件，31-横向电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的螺旋锥齿轮双工位铣齿机床的具体实施例，如图1至图2所示，本实施例中的x向指机床的纵向方向，y向指机床的横向方向，z向指上下方向。螺旋锥齿轮双工位铣齿机床包括机座1，机座1上设有两套加工机构用于同时对两个待加工齿轮毛坯件进行加工，机座为现有技术，不再赘述。螺旋锥齿轮双工位铣齿机床还包括可控制两套加工机构协同动作以对两个待加工工件进行同时加工的控制系统，控制系统由电控部分和执行机构组成。执行机构主要指电机、丝杆螺母副等。加工机构包括设在机座上的x向滑台和y向滑台28，其中x向滑台由左右布置的第一x向滑台5和第二x向滑台21组成，机座1上设置有x向第一导轨2和x向第二导轨18，第一x向滑台5和第二x向滑台21分别在x向第一导轨2和x向第二导轨18上滑动。两个x向滑台通过同一个纵向电机20驱动，具体为第一、第二x向滑台上分别设置x向第一丝杠3和x向第二丝杠19，两根丝杠的螺纹的旋向相反，两根丝杠之间通过离合器23连接且同轴设置，右侧的丝杠的端部连接纵向电机20，当离合器23闭合时，在纵向电机20驱动下，两根丝杠可以同步转动，从而带动两根丝杠上的第一、第二x向滑台同步相向或者相背离运动。即纵向电机20带动x向第二丝杠19旋转，从而带动第二x向滑台21沿水平方向向左或向右移动，同时经过离合器，带动x向第一丝杠3旋转，x向第一丝杠3带动第一x向滑台5也在水平方向移动，由于x向第一丝杠3和x向第二丝杠19的螺纹（丝）的旋向相反，所以第一x向滑台5和第二x向滑台21的运动方向相反或相对。

第一、第二x向滑台上分别设置第一工件箱4和第二工件箱16，第一、第二工件箱分别用于安装第一待加工工件30和第二待加工工件22，工件箱的下部一侧通过铰轴铰接在x向滑台上，工件箱可绕铰接轴转动，同时，工件箱的下部设有凸台，并与x向滑台上的弧形滑槽滑动配合，工件箱在水平方向上转动的过程中可以调节其上安装的待加工工件的安装角度。另外，第一、第二工件箱上分别设有第一工件驱动电机6和第二工件驱动电机17，第一、第二工件驱动电机的输出轴a、b上分别安装上述的待加工工件，工件驱动电机可带动待加工工件旋转，从而实现工件加工时的其中一个运动。

机座1上还设置有沿y向导轨27，y向滑台28即在y向导轨27上滑动，y向滑台28是两套加工机构的共用滑台，y向滑台28位于两个x向滑台之间，如图2所示，y向滑台通过后方设置的横向电机31及相应的丝杠螺母副驱动，y向滑台在沿y向导轨27在横向往复运动。y向滑台28上设有立柱8，立柱8为两套加工机构的共用立柱，整体呈矩形块状，位于y向滑台的后侧，立柱8的前侧设有两套并列的z向导轨，分别为z向第一导轨9和z向第二导轨15，两个导轨上分别滑动装配有两个z向滑台，z向滑台上分别装配有第一刀具箱26和第二刀具箱25，两个z向滑台上分别耦合有z向第一丝杠7和z向第二丝杠14，两根丝杠的上端分别设有第一从动齿轮10和第二从动齿轮13。立架的上部安装有立架电机12，立架电机12的输出轴向下延伸，且输出轴上固设有主动齿轮11，主动齿轮11位于两个从动齿轮之间且分别与两个从动齿轮啮合传动，z向第一丝杠7和z向第二丝杠14的螺纹旋向相反，以便在同一主动齿轮驱动下可以使与之耦合的两个z向滑台分别带动第一刀具箱26和第二刀具箱25相对或相背的升降运动。第一刀具箱26和第二刀具箱25内均设有刀具驱动装置，刀具驱动装置的输出轴上分别安装有同样几何参数的第一刀盘29和第二刀盘24，分别由各自的驱动装置带动旋转。

所述的第一从动齿轮10，主动齿轮11，第二从动齿轮13为圆柱齿轮。

控制系统的控制作用主要体现在以下方面：首先控制纵向电机20的启动和停止，控制纵向电机20的旋转速度，控制纵向电机20的旋转方向；其次控制离合器23的闭合和断开；控制第一、第二工件驱动电机的启动和停止，转向和转速；控制立架电机12的启动和停止、转向和转速；控制横向电机31的启动和停止、转向和转速；控制第一、第二刀具箱的刀具驱动装置的启动和停止、转向和转速等。

本发明的机床对齿轮工件加工时，按如下步骤操作：

第一步：将第一刀盘29和第二刀盘24分别安装到刀具箱上，将第一待加工工件30和第二待加工工件22分别安装工件箱上，根据设计参数，将第一工件箱4和第二工件箱16分别沿各自工作台上的弧形滑槽调整到位。

第二步：将离合器23断开，将x向第一丝杠3和x向第二丝杠19脱离联结，启动纵向电机20，第一x向滑台5处于静止状态；本步骤是在第二x向滑台21更靠近对应的刀具箱时采用，目的是为了先让出一个安全距离，防止第二工件箱16比第一工件箱4先接触对应的刀盘。

第三步：将离合器23接合，将x向第一丝杠3和x向第二丝杠19联结，启动纵向电机20，同时带动第一x向滑台5向右沿x轴运动、第二x向滑台21向左沿x轴导轨移动，当第一待加工工件30到达相对于第一刀盘29的初始加工位置时停止，进行对刀。

第四步：再将离合器23断开，这时可单独移动第二x向滑台21沿x轴导轨向左到达相对于第二刀盘24的初始加工位置，进行第二待加工工件22的对刀。将离合器23接合，准备齿轮的加工。

第五步：启动控制系统的数控系统模块，数控系统通过横向电机31、立架电机12和第一工件驱动电机6分别驱动y向滑台28沿y方向运动，驱动第一刀具箱26沿z方向运动以及驱动第一待加工工件30绕a轴的旋转，这三个运动完成了第一待加工工件30的展成加工。同时，横向电机31旋转也会同步带动第二刀具箱25的沿z方向运动，第二工件驱动电机17会驱动第二待加工工件22绕b轴的旋转运动，结合y向滑台28的y向的运动，这三个运动完成第二待加工工件22的展成加工。同时数控系统通过纵向电机20驱动第一x向滑台5和第二x向滑台21带动第一工件箱4和第二工件箱16沿x方向做相对的进给运动，达到切齿深度，就实现了两个齿轮的同时加工。

第六步：当第一个齿面加工完毕，数控系统控制纵向电机20，分别带动第一x向滑台5和第二x向滑台21后退，第一工件驱动电机6和第二工件驱动电机17分别驱动第一待加工工件30和第二待加工工件22旋转进行分齿运动，旋转刀盘回到初始加工位置。数控系统控制x，y，z，a和b轴的联动，开始第二个齿面的加工，如此循环。完成第一待加工工件30和第二待加工工件22上全部齿的加工。

第七步：第一待加工工件30和第二待加工工件22加工完毕后，第一刀具箱26、第二刀具箱25、第一x向滑台5和第二x向滑台21退回到安全位置，取下齿轮工件，安装上新的齿轮工件，重新装上新的工件齿轮，重复第五步进行加工。

在其他实施例中：x向也可指机床的横向，y向指机床的纵向，可将刀具箱和工件箱的位置互换；两套加工机构的两个x向滑台的传动方式也替换为以下方式：在驱动两个x向滑台运动的电机与两个x向滑台的传动路径上设置切换机构，切换机构可切换三种模式，其一是切换至由电机带动第一x向滑台动作，其二是切换至由电机带动第二x向滑台动作，其三是切换至由电机同时带动第一、第二x向滑台动作，且此时两个x向滑台为相向或相背离运动。