數(shù)控臥式龍門定梁擺線齒輪銑床制造技術(shù)

一種數(shù)控臥式龍門定梁擺線齒輪銑床，其特征是包括床身（10）、立柱（1）、矩形工作臺（16）、定梁（2）、銑削主軸箱（7）、盤形銑刀（8）、立式旋轉(zhuǎn)分度工作臺（15）和尾頂針支架（11）。本數(shù)控臥式龍門定梁擺線齒輪銑床結(jié)構(gòu)優(yōu)化、操作方便、加工效率高、適應(yīng)少齒數(shù)加工、性價比高，適用于擺線減速器行業(yè)各種批量的擺線齒輪加工。更換不同的成形刀具，也適用于其它需要加工直槽的軸類零件，如花鍵，電機(jī)轉(zhuǎn)子槽等。同樣投入產(chǎn)出比情況下，減少用戶投資和占地面積，增加了設(shè)備的適應(yīng)范圍。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
數(shù)控臥式龍門定梁擺線齒輪銑床
本專利技術(shù)屬于先進(jìn)制造領(lǐng)域，涉及一種擺線齒輪加工機(jī)床，具體是一種數(shù)控臥式龍門定梁擺線齒輪銑床。尤其涉及利用數(shù)控臥式龍門定梁結(jié)構(gòu)機(jī)床對擺線齒輪進(jìn)行單分度成形銑削。
技術(shù)介紹
利用普通滾齒機(jī)對擺線齒輪進(jìn)行滾削加工是目前加工擺線齒輪的主要方法，但此法存在一些問題：1.利用專門設(shè)計的擺線高速鋼滾刀切削加工，受限于刀具線速度和機(jī)床剛性，整體滾削加工效率低，造成投入設(shè)備數(shù)量多、操作人員多、占地面積大等缺點。2.由于滾切嚙合原理限制，無法滾切少齒數(shù)擺線齒輪。針對少齒數(shù)擺線齒輪，目前通常利用靠模法進(jìn)行仿形銑削，加工精度低，并需要備置大量的仿形靠模，投入成本大。3.滾削濕切加工產(chǎn)生油煙污染車間環(huán)境，對操作工人健康不利，不符合綠色制造的發(fā)展方向。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于解決現(xiàn)有擺線齒輪滾削加工工藝中存在的不足，提供一種數(shù)控臥式龍門定梁擺線齒輪銑床。機(jī)床采用風(fēng)冷干式切削，利用數(shù)控裝置實現(xiàn)加工過程全自動化，并可承受高效強力銑削。本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下：一種數(shù)控臥式龍門定梁擺線齒輪銑床，包括床身10、立柱1、矩形工作臺16、定梁2、銑削主軸箱7、盤形銑刀8、立式旋轉(zhuǎn)分度工作臺15和尾頂針支架11，床身10安裝于地基上，床身10上側(cè)加工有“一山一矩”導(dǎo)軌：垂直進(jìn)給滑動導(dǎo)軌和徑向進(jìn)給矩形導(dǎo)軌副，與矩形工作臺16下面的導(dǎo)軌形成復(fù)合滑動導(dǎo)軌，床身10與矩形工作臺16之間設(shè)有X軸軸向進(jìn)給系統(tǒng)9，矩形工作臺16上方開設(shè)T形槽，用于固定立式旋轉(zhuǎn)分度工作臺15和尾頂針支架11，在床身10兩側(cè)設(shè)計有與地基連接的兩個立柱1，兩個立柱1頂部通過定梁2固連，形成定梁2龍門結(jié)構(gòu)，在定梁2的前側(cè)設(shè)有垂直進(jìn)給滑動導(dǎo)軌，通過4塊Z軸壓板5與銑削主軸箱7后側(cè)的導(dǎo)軌配合形成徑向進(jìn)給矩形導(dǎo)軌副，在銑削主軸箱7和定梁2之間設(shè)有Z軸徑向進(jìn)給系統(tǒng)3。所述Z軸壓板5之間設(shè)有4個主軸鎖緊油缸6。所述銑削主軸箱7的主軸箱體17采用整體鑄造結(jié)構(gòu)，在主軸箱體17上加工有各傳動孔系，主軸變頻電機(jī)4安裝于銑削主軸箱7頂部，通過小圓弧齒同步帶輪20、圓弧齒同步帶19、大圓弧齒同步帶輪18，將扭矩傳遞至一軸21；一軸21扭矩通過二軸傳動系統(tǒng)23、三軸傳動系統(tǒng)24、四軸傳動系統(tǒng)25傳遞至主軸26上，盤形銑刀8安裝在主軸26的刀桿上，電機(jī)旋轉(zhuǎn)運動通過上述傳動軸系傳遞至盤形銑刀8上。所述矩形工作臺16上通過T形槽固定有立式旋轉(zhuǎn)分度工作臺15和尾頂針支架11。立式旋轉(zhuǎn)分度工作臺15通過伺服電機(jī)驅(qū)動精密蝸輪副實現(xiàn)銑削單齒分度，立式旋轉(zhuǎn)分度工作臺15花盤T形槽上固定有三爪卡盤14，用于夾緊工件。尾頂針支架11利用內(nèi)置油缸鎖緊工件。所述盤形銑刀8由刀盤27、刀片28和刀夾29組成，刀片28通過刀夾29固定在刀盤27上，刀片28采用機(jī)夾成形不重磨涂層硬質(zhì)合金，刃形為擺線，成形的刀片28利用自身的定位結(jié)構(gòu)置于盤形銑刀8刀槽內(nèi)，通過刀夾29緊固于刀槽內(nèi)。所述刀盤27中間有直徑90mm的內(nèi)孔，與主軸箱體17的主軸26相連，并通過盤形銑刀8兩側(cè)的端面鍵進(jìn)行扭矩傳遞。本專利技術(shù)所涉及的單分度強力銑削擺線齒輪機(jī)床屬于數(shù)控成形銑削加工機(jī)床，機(jī)床利用數(shù)控裝置進(jìn)行控制，配備三個伺服進(jìn)給運動軸和一個變頻主運動軸。三個進(jìn)給運動分別為沿工件長度方向的軸向進(jìn)給運動，沿工件直徑方向的徑向進(jìn)給運動，以及實現(xiàn)工件單分度的旋轉(zhuǎn)進(jìn)給運動；主運動驅(qū)動盤狀成形銑刀進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削運動。軸向進(jìn)給運動和徑向進(jìn)給運動均采用直線進(jìn)給伺服系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動，分齒運動采用旋轉(zhuǎn)蝸輪副進(jìn)行精密單分度運動，主運動由交流異步變頻電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動。本專利技術(shù)采用定梁龍門結(jié)構(gòu)。在機(jī)床兩側(cè)分別設(shè)置兩個獨立的立柱與地基固連，立柱采用塔式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部布置蜂窩型筋板，具有良好的動、靜剛度特性，滿足擺線齒輪強力銑削要求。兩個立柱頂部采用定梁連接，定梁為復(fù)合矩形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部采用箱體式多層筋板，定梁無運動副環(huán)節(jié)、結(jié)構(gòu)剛性好，可抵抗齒輪強力銑削的彎曲扭矩和振動，保持銑削過程中的高精度和穩(wěn)定性。定梁正面設(shè)有滑動導(dǎo)軌副和軸承支承座，用于安裝主軸箱和驅(qū)動主軸作徑向運動的進(jìn)給系統(tǒng)。機(jī)床床身位于兩個立柱之間，床身內(nèi)部采用蜂窩筋板增強其動、靜態(tài)剛度，床身上側(cè)設(shè)計成“一山一矩”復(fù)合形滑動導(dǎo)軌，既滿足承載要求又滿足導(dǎo)軌精確導(dǎo)向定位要求。矩形工作臺面下面的“一山一矩”導(dǎo)軌與床身配合，在伺服電機(jī)及滾珠絲杠副驅(qū)動下實現(xiàn)工件的軸向進(jìn)給運動；矩形工作臺面上面開有T型槽，用于固定轉(zhuǎn)臺及尾頂針支架。主軸箱背面設(shè)有滑動導(dǎo)軌面與定梁正面的導(dǎo)軌形成徑向進(jìn)給導(dǎo)軌副。導(dǎo)軌副側(cè)面采用斜鐵進(jìn)行間隙調(diào)整，既保證徑向進(jìn)給運動的導(dǎo)向精度，又滿足強力銑削的穩(wěn)定性；導(dǎo)軌副正面采用壓板結(jié)構(gòu)固定主軸箱，承受主軸箱重力及銑削力形成的傾覆力拒。銑削擺線齒輪時，刀具僅作軸向進(jìn)給運動，而徑向固定不動。主軸箱徑向進(jìn)給運動的重要特征在于：為進(jìn)一步提高銑削效率，銑削過程中利用液壓油缸鎖緊主軸箱，將主軸箱壓緊在定梁上，使主軸箱承受強力銑削重載時不會因?qū)к夐g隙產(chǎn)生振動。通過伺服電機(jī)及滾珠絲杠副驅(qū)動主軸箱在定梁上作沿工件徑向的進(jìn)給運動，以適應(yīng)不同直徑工件的銑削。主軸箱采用交流異步變頻電機(jī)作為動力源，通過變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速滿足不同工況下的銑削線速度要求。電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩由圓弧齒同步帶及帶輪輸入到主軸箱體的第一軸。主軸箱第一軸到刀具主軸之間共設(shè)有五檔齒輪，通過齒輪副進(jìn)行減速增扭，滿足強力銑削的大扭矩要求。主軸箱主傳動系統(tǒng)的重要特征在于使用雙邊傳動消隙結(jié)構(gòu)，有效地的降低傳動噪聲，提高加工表面光潔度。主軸箱內(nèi)部全部采用斜齒輪傳動，并將第一軸的一側(cè)齒輪設(shè)計為軸向浮動齒輪，通過矩形鍵實現(xiàn)軸向浮動并傳遞扭矩，齒輪軸向浮動的動力源來自于空套在一軸上的消隙油缸。主軸箱銑削加工時，通過消隙油缸使浮動齒輪產(chǎn)生軸向移動，利用斜齒輪螺旋面原理形成齒輪的附加旋轉(zhuǎn)運動及雙邊傳動的約束關(guān)系，有效地消除齒輪箱內(nèi)部主傳動的齒輪間隙，避免了主傳動系統(tǒng)在承受斷續(xù)強力切削力時產(chǎn)生的非線性振動，提高了加工過程質(zhì)量。本專利技術(shù)采用成形法加工擺線齒輪，所使用刀具為與工件軸截形相適應(yīng)的盤形刀具。所述盤刀采用機(jī)夾硬質(zhì)合金涂層刀片，刀片為成形擺線形狀，可直接加工出擺線齒形。盤刀將齒形搭接區(qū)設(shè)置于擺線齒形根部，并通過后續(xù)磨削加工去除刀片搭接區(qū)，使整個齒面端截形無尖點，美化外觀、應(yīng)力集中較小。所述盤形刀具上方配備風(fēng)冷裝置，利用壓縮空氣冷卻切削區(qū)域，提高刀具使用壽命；并利用風(fēng)速清潔刀具表面，防止刀具表面粘粘鐵屑對加工表面形成二次劃傷，提高銑削表面質(zhì)量。固定于矩形工作臺面前側(cè)的回轉(zhuǎn)軸用于擺線齒輪的單齒分度，所述轉(zhuǎn)臺采用精密法向直廓蝸輪副進(jìn)行分度，通過伺服電機(jī)驅(qū)動可實現(xiàn)任意分度，滿足不同齒數(shù)的齒輪加工。轉(zhuǎn)臺分度定位后，通過液壓油缸鎖緊，承受強力銑削過程的顛覆力，保證工件銑削過程中的分度定位準(zhǔn)確。在旋轉(zhuǎn)分度轉(zhuǎn)臺的花盤上固定有三爪卡盤用于夾緊工件端部。在矩形工作臺后側(cè)固定有頂針裝置，用于固定工件的另一端。本專利技術(shù)按不同規(guī)格擺線齒輪的內(nèi)孔設(shè)計相應(yīng)裝夾芯棒，將多個工件同時固定于芯棒上，實現(xiàn)一次裝夾同時加工多個工件，以提高加工效率。本專利技術(shù)的有益效果：本專利技術(shù)的數(shù)控臥式龍門定梁擺線齒輪銑床采用模塊化設(shè)計、高剛性理念設(shè)計的機(jī)床可承受重載強力切削，配合專用擺線鑲片硬質(zhì)合金盤銑刀，刀具切削線速度達(dá)到150m/min，大大提高加本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種數(shù)控臥式龍門定梁擺線齒輪銑床，其特征是包括床身（10）、立柱（1）、矩形工作臺（16）、定梁（2）、銑削主軸箱（7）、盤形銑刀（8）、立式旋轉(zhuǎn)分度工作臺（15）和尾頂針支架（11），床身（10）安裝于地基上，床身（10）上側(cè)加工有“一山一矩”導(dǎo)軌，與矩形工作臺（16）下面的導(dǎo)軌形成復(fù)合滑動導(dǎo)軌，床身（10）與矩形工作臺（16）之間設(shè)有X軸軸向進(jìn)給系統(tǒng)（9），矩形工作臺（16）上方開設(shè)T形槽，用于固定立式旋轉(zhuǎn)分度工作臺（15）和尾頂針支架（11），在床身（10）兩側(cè)設(shè)計有與地基連接的兩個獨立立柱（1），兩個立柱立柱（1）頂部通過定梁（2）固連，形成定梁（2）龍門結(jié)構(gòu)，在定梁（2）的前側(cè)設(shè)有垂直進(jìn)給滑動導(dǎo)軌，通過4塊Z軸壓板（5）與銑削主軸箱（7）后側(cè)的導(dǎo)軌配合形成徑向進(jìn)給矩形導(dǎo)軌副，在銑削主軸箱（7）和定梁（2）之間設(shè)有Z軸徑向進(jìn)給系統(tǒng)（3）。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種數(shù)控臥式龍門定梁擺線齒輪銑床，其特征是包括床身（10）、立柱（1）、矩形工作臺（16）、定梁（2）、銑削主軸箱（7）、盤形銑刀（8）、立式旋轉(zhuǎn)分度工作臺（15）和尾頂針支架（11），床身（10）安裝于地基上，床身（10）上側(cè)加工有“一山一矩”導(dǎo)軌，與矩形工作臺（16）下面的導(dǎo)軌形成復(fù)合滑動導(dǎo)軌，床身（10）與矩形工作臺（16）之間設(shè)有X軸軸向進(jìn)給系統(tǒng)（9），矩形工作臺（16）上方開設(shè)T形槽，用于固定立式旋轉(zhuǎn)分度工作臺（15）和尾頂針支架（11），在床身（10）兩側(cè)設(shè)計有與地基連接的兩個獨立立柱（1），兩個立柱（1）頂部通過定梁（2）固連，形成定梁（2）龍門結(jié)構(gòu)，在定梁（2）的前側(cè)設(shè)有垂直進(jìn)給滑動導(dǎo)軌，通過4塊Z軸壓板（5）與銑削主軸箱（7）后側(cè)的導(dǎo)軌配合形成徑向進(jìn)給矩形導(dǎo)軌副，在銑削主軸箱（7）和定梁（2）之間設(shè)有Z軸徑向進(jìn)給系統(tǒng)（3）；所述Z軸壓板（5）之間設(shè)有4個主軸鎖緊油缸（6）；所述銑削主軸箱（7）的主軸箱體（17）采用整體鑄造結(jié)構(gòu)，在主軸箱體（17）上加工有各傳動孔系，主軸變頻電機(jī)（4）安...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：方成剛，黃筱調(diào)，洪榮晶，于春建，
申請(專利權(quán))人：南京工業(yè)大學(xué)， 南京工大數(shù)控科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32