一种基于高精度齿轮加工的五轴加工装置及其加工工艺的制作方法

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及一种基于高精度齿轮加工的五轴加工装置及其加工工艺。

背景技术：

齿轮是指轮缘上有齿轮连续啮合传递运动和动力的机械元件，利用机械的方法获得齿轮特定结构和精度的工艺过程，齿轮加工具有专用且复杂的刀具系统，需要根据不同的齿轮产品和加工方式选择和设计不同的刀具；

正常以往的加工工艺加工齿面或曲面，保证精度采用曲面残余高度只能保证一个齿的齿面精度，无论使用什么刀具都必然存在刀具的磨损，一般高精度齿轮的齿距误差，按等级划分，公差在几个μ，任何一把刀具在加工过程中的磨损也会远远超过这个公差，所以很难保证齿距的精度。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种基于高精度齿轮加工的五轴加工装置及其加工工艺，以解决目前加工工艺加工齿面或曲面时在刀具磨损后齿距精度难以保持等的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种基于高精度齿轮加工的五轴加工装置，包括安装板、侧防护板和机械臂，所述侧防护板一侧面与安装板连接，所述安装板下端安装有机械臂，所述机械臂的输出端连接有刀具，所述刀具下方设置有操作平台，所述操作平台上方安装有装夹平台，所述装夹平台周侧设置有夹持板，所述侧防护板外表面安装有气枪，所述气枪一端连接有软管。

优选地，所述侧防护板外表面安装有控制屏，便于对该加工装置进行程序设定以及操作控制。

优选地，所述基于高精度齿轮加工的五轴加工工艺包括如下步骤：

步骤一：将待加工齿轮于装夹平台进行装夹，并利用夹持板对其进行稳固支撑；

步骤二：经控制屏设定齿轮加工的适应程序；

步骤三：开启驱动机构，五轴加工机械臂走刀，对齿轮进行切削；

步骤四：基于步骤三的切削进程，利用气枪对操作平台及装夹平台进行吹扫，保持加工精度；

步骤五：冷却后完成齿轮的高精度加工。

本发明具有如下有益效果：

一，本发明中，利用五轴机械臂进行齿轮的切削加工，以保证加工出来的齿轮精度，五轴机床分度精度高，操作时可使刀具的磨损全部均匀的分散在各个齿上，使每个齿的磨损情况一致，即使刀具磨损严重，也不会影响齿距精度，完全可以保证齿轮的精度等级，可以超越专机的加工精度。

二，本发明中，加装相应的辅助操作结构，例如齿轮的夹持稳定机构，该机构移动灵活，适应新更强，以及齿轮切削操作的尘屑吹扫机构，以维持观察可控度及进行加工精度保持。

附图说明

图1为本发明一种基于高精度齿轮加工的五轴加工装置的整体结构示意图；

图2为本发明一种基于高精度齿轮加工的五轴加工装置的主视结构示意图；

图3为本发明一种基于高精度齿轮加工的五轴加工装置的侧视结构示意图；

图4为本发明一种基于高精度齿轮加工的五轴加工装置的底面结构示意图；

图5为本发明一种基于高精度齿轮加工的五轴加工装置的图1中b处的局部放大图。

图中：1、安装板；2、侧防护板；3、机械臂；5、操作平台；7、刀具；8、装夹平台；12、控制屏；13、气枪；16、夹持板；18、软管。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

请参照图1-5所示：一种基于高精度齿轮加工的五轴加工装置，包括安装板1、侧防护板2和机械臂3，侧防护板2一侧面与安装板1连接，安装板1下端安装有机械臂3，机械臂3的输出端连接有刀具7，刀具7下方设置有操作平台5，操作平台5上方安装有装夹平台8，装夹平台8周侧设置有夹持板16，侧防护板2外表面安装有气枪13，气枪13一端连接有软管18，利用五轴机械臂3经刀具7对其进行切削加工，气枪13用于对切削加工过程中产生的尘屑等进行吹扫，保持齿轮加工的精度及可控性。

其中，侧防护板2外表面安装有控制屏12，控制屏12作为该加工装置的操作控制结构，提升操作便利度。

实施例三：

需要说明的是，本发明为一种基于高精度齿轮加工的五轴加工装置，利用五轴加工中心进行对齿轮的加工，首先经控制屏12设定相适应的操作程序，并计算补偿数据，加工时以更好的保持齿距精度，将待加工齿轮放置于操作平台5上方安装的装夹平台8，装夹平台8对齿轮进行承托，并利用两侧安装连接的夹持板16进行加工操作中齿轮的夹持稳定，防止齿轮产生位移而影响加工效果及加工精度，夹持板16利用滑动连接结构可进行位置移动，操作适应性更强；

开启驱动结构，利用五轴机械臂3进行齿轮的切削加工即可，五轴机床分度精度高，一个齿轮共有n个齿，从齿顶到齿根分m刀加工完成，改进后的工艺是：每个齿加工一刀转一圈把n个齿加工完再加工第二刀，加工完整个齿轮需要齿轮旋转m圈，老的加工工艺为：把第一齿的m刀加工完，再加工第二个齿，齿轮整体旋转一圈这个齿轮就能加工完成，在加工第m个齿的时候的刀具与第一个齿的状态相比，必然有一定的磨损，严重影响了齿轮的齿距精度。专机即使使用砂轮磨削，也是一个齿一个齿的磨，砂轮在磨到最后一个齿的时候多少也会和磨第一个齿的时候有所磨损。

操作时可使刀具7的磨损全部均匀的分散在各个齿上，使每个齿的磨损情况一致，即使刀具7磨损严重，也不会影响齿距精度，完全可以保证齿轮的精度等级，可以超越专机的加工精度，大大缩减误差；

此外，该机构操作使用过程中，利用外侧安装的气枪13经软管18移动，对操作平台5及加工中的装夹平台8进行尘屑的吹扫，保持齿轮加工的精度和可控度。

该基于高精度齿轮加工的五轴加工装置的加工工艺为：

步骤一：将待加工齿轮于装夹平台8进行装夹，并利用夹持板16对其进行稳固支撑；

步骤二：经控制屏12设定齿轮加工的适应程序；

步骤三：开启驱动机构，五轴加工机械臂3走刀，对齿轮进行切削；

步骤四：基于步骤三的切削进程，利用气枪13对操作平台5及装夹平台8进行吹扫，保持加工精度；

步骤五：冷却后完成齿轮的高精度加工；

步骤六：如加工不完全，则对齿轮进行取出翻面，并再次二次装夹加工，提高加工完成度。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。