一種數(shù)控齒輪機(jī)床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)控加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是用于加工制造錐形和準(zhǔn)雙曲面齒輪的數(shù)控機(jī)床。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，機(jī)械型的螺旋錐齒輪加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)和調(diào)整環(huán)節(jié)是齒輪機(jī)床中最復(fù)雜的。
[0003]螺旋錐齒輪加工機(jī)床一開始采用了圖1所示結(jié)構(gòu)，它采用計算機(jī)直接控制三個直線軸(即X、Y、Z)和三個轉(zhuǎn)動軸(即Α、B、C)，可以模擬機(jī)械型螺旋錐齒輪加工機(jī)床的加工運動，從而加工出螺旋錐齒輪。
[0004]數(shù)控螺旋錐齒輪加工機(jī)床將復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為軟件控制，實現(xiàn)了螺旋錐齒輪加工的信息化和智能化。但上述設(shè)備是一種刻意模擬機(jī)械型機(jī)床的結(jié)構(gòu)，其將搖臺回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)改為X、Y軸聯(lián)動來實現(xiàn)刀具繞搖臺軸線的回轉(zhuǎn)，將刀傾機(jī)構(gòu)的功能改為B軸的擺動來實現(xiàn)，沒有充分發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的作用，存在加工工藝性不好、工件箱形狀復(fù)雜、機(jī)床占地面積大、難以保證加工的精度、工件裝卸不方便、防護(hù)困難等不足。
[0005]隨著技術(shù)的進(jìn)步，一些更為先進(jìn)的齒輪加工機(jī)床不斷出現(xiàn)，如授權(quán)公告號為CN100343003C的發(fā)明專利說明書，其公開了一種生產(chǎn)錐形齒輪的機(jī)器和方法，其機(jī)柱I丨具有第一和第二基本豎直的表面區(qū)域，工件主軸2 '水平延伸并可移動地安裝于機(jī)柱I丨的第一基本豎直表面區(qū)域3 '，刀具主軸4'水平延伸并可移動地安裝于機(jī)柱的第二基本豎直表面區(qū)域5'，工件主軸2'和刀具主軸4'最多可在三個相互垂直的不同方向上彼此相對平移，并至少可繞一條豎直樞軸彼此相對以角度方式運動。
[0006]這種齒輪生產(chǎn)機(jī)床通過線性、旋轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)的運動來加工螺旋錐齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪，與搖架式機(jī)床相比，具有一定的先進(jìn)性，但依然存在以下不足之處:
[0007]首先，是整機(jī)剛性，包括靜態(tài)剛性和動態(tài)剛性。由于床身鑄鐵件的主要構(gòu)件機(jī)柱I ；為單塊結(jié)構(gòu)，工件主軸2'和刀具主軸4'位于機(jī)柱I'的側(cè)面，在懸臂效應(yīng)的影響下，機(jī)柱I '的穩(wěn)定性較差，進(jìn)而導(dǎo)致整機(jī)的剛性較差，尤其在高速運行時，各部件的振動較大，會嚴(yán)重影響切削的粗糙度及刀具壽命，對高精度加工更是具有致命性影響。
[0008]其次，是切削剛度。該機(jī)床的機(jī)柱I丨為單塊結(jié)構(gòu)，工件主軸2丨和刀具主軸4丨位于機(jī)柱I '的側(cè)面，刀具主軸4'的橫向滑軌較短，無法一直延伸到工件主軸I '上方，因此刀具在這一方向上的行程較短，為了保證刀具在回轉(zhuǎn)、平移后能夠與齒坯按設(shè)定方式接觸，工件夾具需要設(shè)計的相對較高，這會增加加工工件的懸伸量，削弱切削剛度。
[0009]再者，該機(jī)床的刀具主軸由至少兩個軸承支撐成可繞至少一條豎直樞轉(zhuǎn)軸線以角度方式運動，其中一個軸承位于刀具主軸4丨的上方，另一個軸承位于刀具主軸的下方，豎直樞轉(zhuǎn)軸線位于刀具主軸軸線和機(jī)柱I '之間所限定的區(qū)域內(nèi)，且位于安裝在刀具主軸4'的一刀具的一基準(zhǔn)面后面。
[0010]這種刀具主軸的擺臂回轉(zhuǎn)方式在結(jié)構(gòu)上過于復(fù)雜，由于刀具主軸軸線與豎直樞轉(zhuǎn)軸線不在同一平面內(nèi)，二者組合后會占用較大的空間，而且極大的壓縮了軸承的安裝空間，導(dǎo)致穩(wěn)定性較差。此外，由于傳動部件較多，動力在多級傳遞之后容易導(dǎo)致動作誤差累積，進(jìn)而影響加工精度。
[0011]因此，如何提高數(shù)控齒輪機(jī)床的剛性和加工精度，并進(jìn)一步簡化其結(jié)構(gòu)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)控齒輪機(jī)床。該機(jī)床具有更高的切削剛度和整機(jī)剛性，能夠顯著提高加工精度，其結(jié)構(gòu)緊湊、零部件較少、占地面積小，且熱穩(wěn)定性好，易于防護(hù)和排屑。
[0013]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種數(shù)控齒輪機(jī)床，包括:
[0014]機(jī)體，具有第一豎直側(cè)面和第二豎直側(cè)面；
[0015]刀具主軸，可移動地安裝于所述機(jī)體的第一豎直側(cè)面并水平延伸；
[0016]工件主軸，可移動地安裝于所述機(jī)體的第二豎直側(cè)面并水平延伸；
[0017]所述刀具主軸和工件主軸最多可在三個不同的方向上彼此相對地線性移動，且兩者中至少有一者可相對于其相應(yīng)的側(cè)面以角度方式運動；
[0018]所述機(jī)體包括底座及位于所述底座之上的偏心龍門架，所述偏心龍門架的正面形成所述第一豎直側(cè)面，其偏寬的立柱整體向后延伸使內(nèi)側(cè)擴(kuò)展形成所述第二豎直側(cè)面。
[0019]優(yōu)選地，所述刀具主軸沿所述三個不同方向中的第一方向線性移動；所述工件主軸沿所述三個不同方向中的第二方向和第三方向線性移動；所述三個不同方向相互垂直。
[0020]優(yōu)選地，所述刀具主軸和工件主軸僅有一個相對于所述機(jī)體以角度方式運動。
[0021]優(yōu)選地，所述刀具主軸安裝于刀具箱體，所述刀具箱體由軸承支承可繞一條豎直軸線以角度方式運動，所述軸承位于所述刀具主軸上方。
[0022]優(yōu)選地，所述刀具箱體安裝于可沿第一方向線性移動的臺體上，所述臺體通過導(dǎo)軌安裝于所述機(jī)體的第一豎直側(cè)面上，所述導(dǎo)軌位于所述刀具主軸上方。
[0023]優(yōu)選地，所述導(dǎo)軌沿第一方向延伸至所述偏心龍門架的橫梁區(qū)域內(nèi)。
[0024]優(yōu)選地，所述刀具箱體的豎直軸線與所述刀具主軸的軸線位于同一平面內(nèi)且垂直相交。
[0025]優(yōu)選地，所述機(jī)體的第一豎直側(cè)面沿第一方向設(shè)有第一直線導(dǎo)軌；所述直線導(dǎo)軌上設(shè)有可在驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動下沿第一方向移動的滑臺，所述滑臺上設(shè)有可帶動刀具箱體相對于所述機(jī)體以角度方式運動的裝置；所述刀具主軸安裝于所述所刀具箱體，其軸線與第一方向相平行。
[0026]優(yōu)選地，所述機(jī)體的第二豎直側(cè)面沿第二方向設(shè)有第二直線導(dǎo)軌；所述第二直線導(dǎo)軌上裝有可在驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動下沿第二方向移動的第二滑臺，所述第二滑臺上沿第三方向設(shè)有第三直線導(dǎo)軌，所述第三直線導(dǎo)軌上裝有可在驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動下沿第三方向移動的工件箱體；所述工件主軸安裝于所述工件箱體，其軸線與第二方向相平行。
[0027]優(yōu)選地,具體為采用端面統(tǒng)齒或磨齒加工方法加工弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪的機(jī)床或采用端面滾齒的方法加工擺線齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪的機(jī)床。
[0028]本發(fā)明在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步改進(jìn)，其機(jī)體不再是單塊結(jié)構(gòu)的機(jī)柱，而是設(shè)計成具有底座的偏心龍門架形式，偏心龍門架的正面形成用于安裝刀具主軸的第一豎直側(cè)面，偏心龍門架一側(cè)的立柱寬于另一側(cè)的立柱，其中，偏寬的立柱整體向后延伸使內(nèi)側(cè)擴(kuò)展形成用于安裝工件主軸的第二豎直側(cè)面。由于偏心龍門架具有橫梁和在另一側(cè)起支撐作用的偏窄的立柱，因此能夠極大的抵消工件主軸和刀具主軸在安裝后形成的懸臂效應(yīng)，并使整機(jī)的質(zhì)量分布和零部件布局更加合理，從而改善了機(jī)體的抗振頻率，使機(jī)體的穩(wěn)定性得到了顯著提高，進(jìn)而提高了整機(jī)的靜態(tài)剛性和動態(tài)剛性，試驗顯示，在高速運行時，各部件的振動較小，有利于提高加工精度和延長刀具使用壽命。此外，還具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、熱穩(wěn)定性好、易于防護(hù)和排屑等有益效果。
【附圖說明】
[0029]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種數(shù)控螺旋錐齒輪加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中另一種數(shù)控螺旋錐齒輪加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明所提供數(shù)控齒輪機(jī)床的一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4為背部視角下圖3所示數(shù)控齒輪機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5為左側(cè)視角下圖3所示數(shù)控齒輪機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖1、2 中:
[0035]機(jī)柱I, 工件主軸2' 第一基本豎直表面區(qū)域3' 刀具主軸4'第二基本豎直表面區(qū)域5 '
[0036]圖3至圖5中:
[0037]1.機(jī)體2.刀具主軸3.刀具箱體4.第一滑臺5.工件主軸6.工件箱體7.第二滑臺11.底座12.偏心龍門架13.第一直線導(dǎo)軌14.第一電機(jī)15.第二直線導(dǎo)軌16.第三電機(jī)17.第三直線導(dǎo)軌18.第四電機(jī)
【具體實施方式】
[0038]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0039]請參考圖3、圖4、圖5，圖3為本發(fā)明所提供數(shù)控齒輪機(jī)床的一種【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為背部視角下圖3所示數(shù)控齒輪機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為左側(cè)視角下圖3所示數(shù)控齒輪機(jī)床的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]在一種【具體實施方式】中，本發(fā)明提供的數(shù)控齒輪機(jī)床為銑齒機(jī)或磨齒機(jī)，主要由機(jī)體1、刀具主軸2、刀具箱體3、第一滑臺4、工件主軸5、工件箱體6、第二滑臺7等部件組裝而成。
[0041]機(jī)體I包括底座11及位于底座之上的偏心龍門架12，偏心龍門架12的正面形成第一豎直側(cè)面α，用于安裝刀具主軸2，其偏寬的立柱整體向后延伸使內(nèi)側(cè)擴(kuò)展形成第二豎直側(cè)面β，用于安裝工件主軸5，第二豎直側(cè)面β大體在中部與第一豎直側(cè)面α垂直。
[0042]偏心龍門架12的第一豎直側(cè)面α沿第一方向(即X方向)設(shè)有第一直線導(dǎo)軌13，第一直線導(dǎo)軌13上設(shè)有第一滑臺4，第一滑臺4在第一電機(jī)14和絲杠機(jī)構(gòu)的帶動下可沿X方向來回移動，刀具主軸2安裝在刀具箱體3的下端，可繞軸線C轉(zhuǎn)動，刀具箱體3通過軸承安裝于第一滑臺4，第一滑臺4內(nèi)部安裝有可驅(qū)動刀具箱體3繞豎直軸線轉(zhuǎn)動的第二電機(jī)(由于遮擋關(guān)系，圖中未示出)。
[0043]第一豎直側(cè)面α在對應(yīng)于第一電機(jī)14的位置開設(shè)有凹槽，以容納第一電機(jī)14的部分體積，降