CN102873408A - 六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床，包括床身，床身的上端面上设有立柱和X向直线导轨；立柱的侧面设有Y向直线导轨，Y向直线导轨上滑动配合连接有一滑板；滑板上设有与所述Y向直线导轨相垂直的Z向直线导轨，Z向直线导轨上滑动配合连接有工件箱，工件箱内设有一工件轴，工件固接在工件轴上；X向直线导轨上滑动配合连接有一床鞍，床鞍上设有一刀具箱，床鞍与刀具箱通过一转台轴承连接；刀具箱侧壁设有一刀具轴，刀具固接在刀具轴上，刀具轴通过第三驱动机构旋转。本发明结构简单、紧凑，装配方便，工艺性好，安全可靠，运动行程短，磨损少，占地体积小，且成本低、加工效率高、稳定性好、误差小、齿轮的加工精度高。

Description

六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床

技术领域

本发明涉及一种铣齿机加工机床，尤其是涉及一种六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床。

背景技术

螺旋锥齿轮铣齿机加工机床是汽车、电动工具等锥齿轮工件加工的主要设备。现有技术中，机械型螺旋锥齿轮加工机床的结构和调整是齿轮机床中最复杂的。随着技术的进步，出现了以数控技术形式来实现螺旋锥齿轮的加工，其运动模型为刀具箱沿X、Y轴的联动来模拟刀具绕摇台轴线的旋转，将刀倾机构的功能改为B轴的联动。但公知的促使B轴联动的工件箱驱动装置多采用摩擦轮装置，此种装置加工的工艺性不好，难以保证加工精度，而且工件箱的所有重量都压在摩擦轮上，摩擦轮容易打滑，卸荷比较困难，很难保证齿轮的全展成运动。并且将刀具主轴和工件主轴全部装在一个立柱上，其结构不仅导致制造成本高，而且装配的工艺性不好，难以保证加工精度。现有技术的机床工件箱回转机构的刚性很难保证，影响齿轮的加工精度。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种结构简单、易于实现、低成本的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床，包括床身，所述床身的上端面上设有立柱和X向直线导轨；

所述立柱固接在床身的上端面上，所述立柱的侧面设有Y向直线导轨，所述Y向直线导轨上滑动配合连接有一滑板；所述滑板上设有与所述Y向直线导轨相垂直的Z向直线导轨，所述Z向直线导轨上滑动配合连接有工件箱，所述工件箱内设有一工件轴，所述工件轴中心轴线为A轴，工件固接在工件轴上，工件轴通过第一驱动机构绕A轴旋转；

所述X向直线导轨上滑动配合连接有一床鞍，所述床鞍上设有一刀具箱，所述床鞍与刀具箱通过一转台轴承连接；所述刀具箱竖直方向的中心轴线为B轴，刀具箱通过第二驱动机构可绕B轴旋转，所述转台轴承中心轴线与B轴重合；所述刀具箱侧壁设有一刀具轴，所述刀具轴的中心轴线为C轴，所述C轴垂直于所述B轴，刀具固接在刀具轴上，刀具轴通过第三驱动机构绕C轴旋转。

进一步，所述第一驱动机构包括第一力矩电机，第一力矩电机转子与所述工件轴固接，第一力矩电机定子与所述工件箱固接。

进一步，所述第二驱动机构包括第二力矩电机，第二力矩电机转子与所述刀具箱固接，第二力矩电机定子与所述床鞍固接。

进一步，所述第二力矩电机转子通过转子连接板固接在刀具箱上，第二力矩电机定子通过定子连接板固接在床鞍上。

进一步，所述第二驱动机构还可以包括蜗轮传动机构或齿轮传动机构；所述蜗轮传动机构或齿轮传动机构位于刀具箱与床鞍的连接处；所述蜗轮传动机构或齿轮传动机构均有电机驱动。

进一步，所述齿轮传动机构中，与所述刀具箱相连接的齿轮为扇形齿轮。

进一步，所述第三驱动机构包括第三力矩电机，第三力矩电机转子与所述刀具轴固接，第三力矩电机定子与所述刀具箱固接。

进一步，所述第三力矩电机转子通过转子连接件固接在刀具轴上，第三力矩电机定子通过定子连接件固接在刀具箱上。

进一步，所述床鞍与刀具箱间还设有一阻尼机构，所述阻尼机构的中心轴线与B轴重合。

进一步，还设有一排屑器，所述排屑器位于床身上，且位于刀具与工件连接处的下方位置处。

本发明具有的优点和积极效果是：采用上述技术方案，去掉了摩擦轮等难加工的零部件，结构紧凑，装配方便，工艺性好；工件和刀具拆卸方便，具有结构简单，精度高、安全可靠等优点；本机床还具有运动行程短，磨损少，加工稳定性好的优点；加工同等规格的齿轮所需要的行程短，且B轴旋转的角度小，可缩减导轨的长度，机床的占地体积小，且成本低、加工效率高、加工时间短、稳定性好、误差小、齿轮的加工精度高；进给实现方式为工件箱沿Z向直线导轨平移来实现，具有重量轻，惯性小的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是床鞍与刀具箱间的连接示意图；

图3是刀具箱与第三力矩电机间的连接示意图。

图中：

1．床身                2．工件箱              3．滑板

4．立柱                5．Y向直线导轨         6.Z向直线导轨

7.工件轴               8.刀具箱               9.刀具轴

10.床鞍                11.X向直线导轨         12.伺服电机

13.转台轴承            14.第二力矩电机转子    15.转子连接板

16.第二力矩电机定子    17.定子连接板

18.阻尼机构            19.第三力矩电机转子

20.转子连接件          21.第三力矩电机定子

22.定子连接件

具体实施方式

下面结合附图列举一个具体实施例对本发明做进一步的阐述。

如图1所示，本实施例是一种六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床，包括床身1，床身1的上端面上设有立柱4和X向直线导轨11。

立柱4固接在床身1的上端面上，立柱4的侧面设有Y向直线导轨5，Y向直线导轨5上滑动配合连接有一滑板3；滑板3上设有与Y向直线导轨5相垂直的Z向直线导轨6，Z向直线导轨6上滑动配合连接有工件箱2，工件箱2内设有一工件轴7，工件轴7中心轴线为A轴，工件固接在工件轴7上，工件轴7通过第一驱动机构绕A轴旋转。

第一驱动机构包括第一力矩电机，第一力矩电机转子与工件轴7固接，第一力矩电机定子与工件箱2固接。当第一力矩电机通电工作时，第一力矩电机转子带动工件轴7旋转，实现工件绕A轴的旋转运动。

X向直线导轨11上滑动配合连接有一床鞍10，床鞍10上设有一刀具箱8，床鞍10与刀具箱8通过一转台轴承13连接，转台轴承13中心轴线与B轴重合；刀具箱8竖直方向的中心轴线为B轴，刀具箱8通过第二驱动机构可绕B轴旋转；刀具箱8侧壁设有一刀具轴9，刀具轴9的中心轴线为C轴，C轴垂直于B轴，刀具固接在刀具轴9上，刀具轴9通过第三驱动机构绕C轴旋转。

第二驱动机构可通过第二力矩电机、蜗轮传动机构或齿轮传动机构实现，本实施例采用第二力矩电机来实现，如图2所示，第二力矩电机转子14通过转子连接板15固接在刀具箱8上，第二力矩电机定子16通过定子连接板17固接在床鞍10上；当第二力矩电机通电工作时，第二力矩电机转子14带动刀具箱8绕B轴旋转。

如图3所示，第三驱动机构包括第三力矩电机，第三力矩电机转子19通过转子连接件20固接在刀具轴9上，第三力矩电机定子21通过定子连接件22固接在刀具箱8上；当第三力矩电机通电工作时，第三力矩电机转子19带动刀具轴9绕C轴旋转。

床鞍10与刀具箱8间还设有一阻尼机构18，阻尼机构18的中心轴线与B轴重合；刀具箱在第三力矩电机的带动下旋转时，阻尼机构18产生一定的阻力使刀具箱8在旋转时更加稳定，使刀具轴9在加工齿轮时稳定性更高。

本实施例还设有一排屑器，排屑器位于床身上，且位于刀具与工件连接处的下方；工件加工所产生的碎屑将自动排走，不需人工清洁，操作简单易行，节省了人力。

本发明的工作过程：将刀具安装刀具箱8的刀具轴9上，将工件安装在工件箱2的工件轴7上，通过调节伺服电机12来精确控制床鞍10上刀具箱8的前后位置，同理，通过调节立柱4上的伺服电机来精确控制滑板3上工件箱2的上下位置，通过调节滑板3上的伺服电机来精确控制工件箱2的左右位置，通过调节第二力矩电机来精确调节刀具箱绕B轴的旋转角度，此时，工件与刀具间的相对位置调整完毕，通过第一力矩电机驱动工件轴7旋转，进一步带动工件绕刀具旋转，开始对工件进行铣齿加工；当需要转动刀具方向时，只需通过第三力矩电机来驱动刀具轴9旋转即可。

综上所述，本发明具有以下优点：

本发明去掉了摩擦轮等难加工的零部件，结构紧凑，装配方便，具有很好的工艺性；

工件和刀具拆卸方便，具有结构简单，精度高、安全可靠等优点；

传统的机床为刀具围绕工件作回转运动，运动行程长，稳定性差，而本机床是将刀具箱放在床鞍上，这样可以使工件围绕刀具作回转运动，具有运动行程短，磨损少，加工稳定性高的优点；刀具箱放在床鞍上，可以使B轴旋转的角度小，这样能够缩减导轨的长度，减少机床的占地面积，且节约了成本、提高了加工效率，缩短了加工时间、提高了稳定性、减小了误差，有利于提高机床加工齿轮的精度；

本发明将工件箱放在滑板上，通过将工件箱在滑板上的左右滑动来实现工件箱沿Z向直线导轨的进给，这种设计使加工工件时，具有重量轻、惯性小的优点，操作人员更加得心应手，提高了加工效率，保证了加工精度。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床，包括床身，其特征在于：所述床身的上端面上设有立柱和X向直线导轨；

所述立柱固接在床身的上端面上，所述立柱的侧面设有Y向直线导轨，所述Y向直线导轨上滑动配合连接有一滑板；所述滑板上设有与所述Y向直线导轨相垂直的Z向直线导轨，所述Z向直线导轨上滑动配合连接有工件箱，所述工件箱内设有一工件轴，所述工件轴中心轴线为A轴，工件固接在工件轴上，工件轴通过第一驱动机构绕A轴旋转；

所述X向直线导轨上滑动配合连接有一床鞍，所述床鞍上设有一刀具箱，所述床鞍与刀具箱通过一转台轴承连接；所述刀具箱竖直方向的中心轴线为B轴，刀具箱通过第二驱动机构可绕B轴旋转，所述转台轴承中心轴线与B轴重合；所述刀具箱侧壁设有一刀具轴，所述刀具轴的中心轴线为C轴，所述C轴垂直于所述B轴，刀具固接在刀具轴上，刀具轴通过第三驱动机构绕C轴旋转。

2.根据权利要求1所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床，其特征在于：所述第一驱动机构包括第一力矩电机，第一力矩电机转子与所述工件轴固接，第一力矩电机定子与所述工件箱固接。

3.根据权利要求1所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床，其特征在于：所述第二驱动机构包括第二力矩电机，第二力矩电机转子与所述刀具箱固接，第二力矩电机定子与所述床鞍固接。

4.根据权利要求4所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床，其特征在于：所述第二力矩电机转子通过转子连接板固接在刀具箱上，第二力矩电机定子通过定子连接板固接在床鞍上。

5.根据权利要求1所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床，其特征在于：所述第二驱动机构还可以包括蜗轮传动机构或齿轮传动机构；所述蜗轮传动机构或齿轮传动机构位于刀具箱与床鞍的连接处；所述蜗轮传动机构或齿轮传动机构均由电机驱动。

6.根据权利要求5所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床，其特征在于：所述齿轮传动机构中，与所述刀具箱相连接的齿轮为扇形齿轮。

7.根据权利要求1所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床，其特征在于：所述第三驱动机构包括第三力矩电机，第三力矩电机转子与所述刀具轴固接，第三力矩电机定子与所述刀具箱固接。

8.根据权利要求7所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床，其特征在于：所述第三力矩电机转子通过转子连接件固接在刀具轴上，第三力矩电机定子通过定子连接件固接在刀具箱上。

9.根据权利要求1所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床，其特征在于：所述床鞍与刀具箱间还设有一阻尼机构，所述阻尼机构的中心轴线与B轴重合。

10.根据权利要求1所述的六轴螺旋锥齿轮铣齿机加工机床，其特征在于：还设有一排屑器，所述排屑器位于床身上，且位于刀具与工件连接处的下方位置处。

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