CN211052748U - 一种立式数控滚齿机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种立式数控滚齿机，床身上部一侧通过X轴机构装设有大立柱，另一侧装设有后立柱，且大立柱、床身和后立柱分别采用双层壁结构；大立柱上装设有Z轴机构，Z轴机构上装设有A轴机构；大立柱上活动装设有滑板，滑板内活动装设有滚齿刀架，且滑板上下移动通过Z轴机构驱动实现；滚齿刀架的回转运动通过A轴机构驱动实现；滚齿刀架上装设有Y轴机构和B轴机构，且滚齿刀架轴向移动通过Y轴机构驱动实现,刀架旋转通过B轴机构驱动实现；床身上装设有C轴机构；后立柱上装设有V轴机构，V轴机构带动两个机械手装置作回转运动，后立柱上通过顶尖座装设有尾架顶尖；本实用新型传动刚性高，传动精度高，机床加工完全自动化。

Description

一种立式数控滚齿机

技术领域

本实用新型涉及数控滚齿机设备领域，更具体的说是涉及一种立式数控滚齿机。

背景技术

数控滚齿机正向高速干切方向发展，已有的干切滚齿机有几点缺陷：1、机床上的刚度和刚性差；2、现有的滚齿机刀架装配精度不高，难以保证主轴***的刚性和精度稳定性，从而影响滚齿精度和滚刀寿命，并且停电或出故障会掉刀；3、工作台传动精度不高，无法保证了加工零件精度；4、滚齿刀的安装座一般是固定的，调整比较麻烦，尤其在更换不同尺寸的加工工件时，给企业的生产带来了麻烦，影响了企业的加工效率；5、铁屑速度慢，工件加工时会受温度影响，零件精度不稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种立式数控滚齿机，实现高速高精干式切削加工，净化环境，其为七轴数控控制，所有传动链超短，传动刚性非常高，实现机床加工完全自动化。

本实用新型的技术解决措施如下：

一种立式数控滚齿机，包括床身、大立柱和后立柱，所述床身上部一侧通过X轴机构装设有大立柱，床身上部另一侧装设有后立柱，且大立柱、床身和后立柱分别采用双层壁结构；所述大立柱上装设有Z轴机构，Z轴机构上装设有A轴机构；大立柱上活动装设有滑板，滑板内活动装设有滚齿刀架，且滑板上下移动通过Z轴机构驱动实现；滚齿刀架的回转运动通过A轴机构驱动实现；所述滚齿刀架上装设有Y轴机构和B轴机构，且滚齿刀架轴向移动通过Y轴机构驱动实现,刀架旋转通过B轴机构驱动实现；所述床身上且位于大立柱和后立柱之间装设有工作台，工作台上装设有C轴机构；所述后立柱上装设有V轴机构，V轴机构带动两个机械手装置作回转运动，其中一个机械手装置将加工好的工件回送到工件输料装置的传送带上输出，另一个机械手装置将刚抓取的待加工工件送到机床加工区域；所述后立柱上通过顶尖座装设有尾架顶尖，且尾架顶尖的中心轴线与C轴机构上的工件分度轴的轴线同轴设置；所述床身的侧部设有液压站，液压站侧部设有冷却箱，且冷却箱上装设有自动磁性排屑器，自动磁性排屑器的出口正对铁屑箱的箱口。

作为优选，所述床身上装设有罩壳，罩壳能够将大立柱和后立柱罩住。

作为优选，所述X轴机构由X轴伺服电机通过X轴弹性联轴器驱动X轴滚珠丝杆旋转，X轴滚珠丝杆带动大立柱及滑板在床身上作水平方向前后移动，实现刀具径向进给。

作为优选，所述Z轴机构由Z轴伺服电机通过Z轴弹性联轴器驱动Z轴滚珠丝杆旋转，Z轴滚珠丝杆带动滑板上下移动，实现刀具垂直进给。

作为优选，所述A轴机构由A轴电机通过A轴减速器直接驱动蜗杆带动蜗轮旋转，使蜗轮带动接头体运动，接头体大端挂有所述的滚齿刀架，接头体能够在所述的滑板孔中回转，实现刀架精密回转。

作为优选，所述Y轴机构由Y轴伺服电机通过Y轴减速器驱动Y轴滚珠丝杆，Y轴滚珠丝杆带动滚齿刀架左右移动，让刀具左右均匀移动保证刀具上的所有齿依次参加切削。

作为优选，所述B轴机构由主轴电机直接驱动刀具主轴回转。

作为优选，所述C轴机构由力矩电机直接驱动分度轴转动。

作为优选，所述V轴机构由伺服电机驱动小齿轮转动，小齿轮转动带动大齿轮转动，大齿轮转动实现两个机械手同时做180°回转运动。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型大立柱、床身和后立柱分别采用双层壁结构，关键重要受力面，加强筋密布，确保这几个基础部件不仅在静态情况下有较高的刚度和刚性，即使在受力的动态情况下也要保证其足够高的刚度和刚性。

本实用新型采用气冷、低碳干式切削，净化环境。HRC50°以下中硬齿面的齿轮采用硬质合金滚刀直接加工。HRC60°左右高硬齿面的齿轮，未热处理前先进行粗滚，留0.1左右余量热处理后，运用精密对刀装置，二次精滚，以刮代磨进行超精加工。

本实用新型能够高速高精加工直齿，斜齿轴类或盘类齿轮以及花键、蜗轮等，刀具主轴采用最先进的主轴电机直接驱动，传动链超短，传动刚性高，由于实现真正的“零”侧隙传动精度也极高。工件分度轴采用力矩电机直接驱动，也是真正“零”侧隙，分度精度达到10^-5mm。机床真正做到故障自诊断,自动排屑，自动上下工件，实现机床加工完全自动化。由于机床是全自动化加工，重要环节是检测，本机床所有检测点都是采用无触点开关，无触点开关为巴鲁夫传感器，特别是工件输料装置中设置24个检测点，采用计算机网络化控制，做到检测精准无误。

本实用新型的机床零部件加工中由于尽量提高其加工精度，组装后由于机床本身的几何精度高，自然而然也提高了机床的加工精度，本机床加工出齿轮其精度达到新标5级(GB/T10095-2008)，齿面粗糙度达到Ra0.8以下。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图1和2中：Ⅰ—X轴机构；Ⅱ—Z轴机构；Ⅲ—A轴机构；Ⅳ—Y轴机构；Ⅴ—B轴机构；Ⅵ—V轴机构；Ⅶ—C轴机构；1—罩壳；2—大立柱；3—滑板；4—滚齿刀架；5—顶尖座；6—机械手装置；7—工件输料装置；8—铁屑箱；9—自动磁性排屑器；10—冷却箱；11—液压站；12—床身；13—工作台；14—后立柱。

具体实施方式

实施例，见附图1和2，一种立式数控滚齿机，本机床为七轴数控，所有传动链超短，传动刚性非常高。它包括床身12、大立柱2和后立柱14，所述床身上装设有罩壳1，罩壳1能够将大立柱和后立柱罩住。所述床身12上部一侧通过X轴机构Ⅰ装设有大立柱2，床身12上部另一侧装设有后立柱14，且大立柱、床身和后立柱分别采用双层壁结构，确保这几个基础部件不仅在静态情况下有较高的刚度和刚性，即使在受力的动态情况下也要保证其足够高的刚度和刚性。

所述X轴机构由X轴伺服电机通过X轴弹性联轴器驱动X轴滚珠丝杆旋转，X轴滚珠丝杆带动大立柱及滑板在床身上作水平方向前后移动，实现刀具径向进给。本实施例中，X轴伺服电机的型号为1FT7083，X轴弹性联轴器的型号为SFF-07053，X轴滚珠丝杆为

滚珠丝杆。

所述大立柱2上装设有Z轴机构Ⅱ，所述Z轴机构由Z轴伺服电机通过Z轴弹性联轴器驱动Z轴滚珠丝杆旋转，Z轴滚珠丝杆带动滑板上下移动，实现刀具垂直进给。本实施例中，Z轴伺服电机为1F7083西门子电机，Z轴弹性联轴器的型号为SFF-07053，Z轴滚珠丝杆为

滚珠丝杆。

Z轴机构上装设有A轴机构；所述A轴机构由A轴电机通过A轴减速器直接驱动蜗杆带动蜗轮旋转，使蜗轮带动接头体运动，接头体大端挂有所述的滚齿刀架4，接头体能够在所述的滑板孔中回转，实现刀架精密回转。本实施例中，A轴电机为1FK7042西门子电机，A轴减速器为PS90L2(1:20)减速器。

蜗杆与蜗轮两部分紧密结合，共同完成紧固在接头体上的滚齿刀架实现±45°范围内的精密转角。

大立柱2上活动装设有滑板3，滑板3内活动装设有滚齿刀架4，且滑板上下移动通过Z轴机构驱动实现；滚齿刀架回转通过A轴机构驱动实现。

所述滚齿刀架体上装设有Y轴机构，且滚齿刀架轴向移动通过Y轴机构驱动实现,所述Y轴机构由Y轴伺服电机通过Y轴减速器驱动Y轴滚珠丝杆，Y轴滚珠丝杆带动滚齿刀架4左右移动，让刀具左右均匀移动保证刀具上的所有齿依次参加切削，降低刀架磨损，节约刀具成本。本实施例中，Y轴伺服电机为1F7044伺服电机，Y轴减速器为PCC90K(1:20)减速器，Y轴滚珠丝杆为

滚珠丝杆。

滚齿刀架上装设有B轴机构，刀架旋转通过B轴机构驱动实现；所述B轴机构由1FT7105或1PH808主轴电机直接驱动刀具主轴回转。所述床身上且位于大立柱2和后立柱14之间装设有工作台13，工作台上装设有C轴机构Ⅶ；所述C轴机构由1FW6060力矩电机直接驱动分度轴转动，采用力矩电机直接驱动，也是真正“零”侧隙，分度精度达到10^-5mm。B轴和C轴都是真正“零”侧隙，传动链超短，所以这两轴传动刚性极高。

所述C轴机构包括固定安装在床身上的工作台体内腔中的力矩电机，力矩电机的转子紧固在转子套中，力矩电机的定子紧固在力矩电机套中，工作台体内腔中通过圆锥滚子轴承支撑着分度轴，且分度轴与转子套之间通过平键连接；力矩电机套下端紧固有下法兰，且下法兰与分度轴之间支撑有深沟球轴承；下法兰下端装设有用于检测力矩电机的孔用绝对编码器；分度轴下端紧固有接盘，接盘下部装设有高速回转油缸，高速回转油缸的主轴通过螺纹连接有拉杆，且拉杆从分度轴中心穿过并伸出在分度轴的外侧。通过拉杆拉紧或松开夹具中的弹簧夹头实现工件的夹紧或松开自动化。

所述后立柱14上装设有V轴机构，所述V轴机构由750W伺服电机驱动小齿轮转动，小齿轮转动带动大齿轮转动，大齿轮转动实现两个机械手同时做180°回转运动。小齿轮的参数为M2、Z27，大齿轮的参数为M2、Z328。V轴机构带动两个机械手装置6作回转运动，其中一个机械手装置6将加工好的工件回送到工件输料装置7的传送带上输出，另一个机械手装置6将刚抓取的待加工工件送到机床加工区域；所述后立柱14上通过顶尖座5装设有尾架顶尖，且尾架顶尖的中心轴线与C轴机构上的工件分度轴的轴线同轴设置；所述床身12的侧部设有液压站11，液压站11侧部设有冷却箱10，且冷却箱上装设有自动磁性排屑器9，自动磁性排屑器9的出口正对铁屑箱8的箱口。

本实用新型主要功能：本实用新型能够高速高精加工直齿，斜齿轴类或盘类齿轮以及花键、蜗轮等；配以圆盘刀具自动去毛刺装置，在滚齿过程中，同时去掉毛刺，大大提高齿轮加工效率；采用滚、铣组合刀具，可完成需要去掉一个或多个缺齿特殊齿轮或花键的精密加工。本实用新型的控制***一般采用西门子828D数控***，也可采用日本TANUC和三菱***；本实用新型为七轴数控，所有传动链超短，传动刚性非常高。

本实用新型主要技术参数：工件最大加工模数4mm；工件最大加工直径180mm；滚刀直径及长度

滚刀窜刀量120mm；刀架回转角±45°；滚刀最高转速2000rpm；工作台分度轴最高转速690rpm；机床总功率35KVA；机床尺寸(长×宽×高)2360×2000×2400mm；机床净重7吨。

本实用新型是全自动化加工，所有检测点都是采用无触点开关(巴鲁夫传感器)，特别是上下料装置中设置24个检测点，采用计算机网络化控制，做到检测精准无误。

上述实施例是对本实用新型进行的具体描述，只是对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限定，本领域的技术人员根据上述实用新型的内容做出一些非本质的改进和调整均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种立式数控滚齿机，包括床身(12)、大立柱(2)和后立柱(14)，其特征在于：所述床身(12)上部一侧通过X轴机构装设有大立柱(2)，床身(12)上部另一侧装设有后立柱(14)，且大立柱、床身和后立柱分别采用双层壁结构；所述大立柱(2)上装设有Z轴机构，Z轴机构上装设有A轴机构；大立柱(2)上活动装设有滑板(3)，滑板(3)内活动装设有滚齿刀架(4)，且滑板上下移动通过Z轴机构驱动实现；滚齿刀架(4)的回转运动通过A轴机构驱动实现；所述滚齿刀架(4)上装设有Y轴机构和B轴机构，且滚齿刀架轴向移动通过Y轴机构驱动实现,刀架旋转通过B轴机构驱动实现；所述床身上且位于大立柱(2)和后立柱(14)之间装设有工作台(13)，工作台上装设有C轴机构；所述后立柱(14)上装设有V轴机构，V轴机构带动两个机械手装置(6)作回转运动，其中一个机械手装置(6)将加工好的工件回送到工件输料装置(7)的传送带上输出，另一个机械手装置(6)将刚抓取的待加工工件送到机床加工区域；所述后立柱(14)上通过顶尖座(5)装设有尾架顶尖，且尾架顶尖的中心轴线与C轴机构上的工件分度轴的轴线同轴设置；所述床身(12)的侧部设有液压站(11)，液压站(11)侧部设有冷却箱(10)，且冷却箱上装设有自动磁性排屑器(9)，自动磁性排屑器(9)的出口正对铁屑箱(8)的箱口。

2.根据权利要求1所述的一种立式数控滚齿机，其特征在于：所述床身上装设有罩壳(1)，罩壳(1)能够将大立柱和后立柱罩住。

3.根据权利要求1所述的一种立式数控滚齿机，其特征在于：所述X轴机构由X轴伺服电机通过X轴弹性联轴器驱动X轴滚珠丝杆旋转，X轴滚珠丝杆带动大立柱及滑板在床身上作水平方向前后移动，实现刀具径向进给。

4.根据权利要求1所述的一种立式数控滚齿机，其特征在于：所述Z轴机构由Z轴伺服电机通过Z轴弹性联轴器驱动Z轴滚珠丝杆旋转，Z轴滚珠丝杆带动滑板上下移动，实现刀具垂直进给。

5.根据权利要求1所述的一种立式数控滚齿机，其特征在于：所述A轴机构由A轴电机通过A轴减速器直接驱动蜗杆带动蜗轮旋转，使蜗轮带动接头体运动，接头体大端挂有所述的滚齿刀架(4)，接头体能够在所述的滑板孔中回转，实现刀架精密回转。

6.根据权利要求1所述的一种立式数控滚齿机，其特征在于：所述Y轴机构由Y轴伺服电机通过Y轴减速器驱动Y轴滚珠丝杆，Y轴滚珠丝杆带动滚齿刀架(4)左右移动，让刀具左右均匀移动保证刀具上的所有齿依次参加切削。

7.根据权利要求1所述的一种立式数控滚齿机，其特征在于：所述B轴机构由主轴电机直接驱动刀具主轴回转。

8.根据权利要求1所述的一种立式数控滚齿机，其特征在于：所述C轴机构由力矩电机直接驱动分度轴转动。

9.根据权利要求1所述的一种立式数控滚齿机，其特征在于：所述V轴机构由伺服电机驱动小齿轮转动，小齿轮转动带动大齿轮转动，大齿轮转动实现两个机械手同时做180°回转运动。

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