雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)控齒條加工機(jī)床，尤其涉及一種高速、強(qiáng)力、高效的雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]普通精度齒條常用的加工方法有范成法和成形法兩大類，具體包括:滾削法、插削法、刨削法、銑削法等。上述加工方法通常在普通機(jī)床上采用高速鋼刀具進(jìn)行切削加工，受機(jī)床及高速鋼切削性能的限制，通常存在加工效率低、成形精度低、表面光潔度差等不足之處。采用大直徑鑲片硬質(zhì)合金盤(pán)形刀具切削齒條可有效提高齒條加工質(zhì)量及生產(chǎn)效率，但傳統(tǒng)齒條加工設(shè)備往往難以滿足齒條高速加工過(guò)程對(duì)切削速度、動(dòng)靜態(tài)剛度等要求。開(kāi)發(fā)數(shù)控高速?gòu)?qiáng)力齒條銑削裝備，結(jié)合鑲片硬質(zhì)合金刀具和更合理的切削方法，可以大幅提高齒條加工精度和效率，降低生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的在于改變?cè)谄胀ㄔO(shè)備上利用高速鋼刀具加工齒條存在的不足，提出一種雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機(jī)。
[0004]本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]—種雙工位數(shù)控高效齒條銑齒機(jī)，包括兩個(gè)獨(dú)立切削工位，主體采用雙柱對(duì)稱立式結(jié)構(gòu)，機(jī)床包括床身、X軸水平工作臺(tái)、X軸進(jìn)給系統(tǒng)、立柱、盤(pán)銑刀刀架、Z軸拖板和Z軸進(jìn)給系統(tǒng);所述X軸水平工作臺(tái)置于床身中間的滑動(dòng)導(dǎo)軌上，X軸進(jìn)給系統(tǒng)位于床身前側(cè)，X軸進(jìn)給系統(tǒng)通過(guò)滾珠絲杠螺母副驅(qū)動(dòng)X軸水平工作臺(tái)往復(fù)運(yùn)動(dòng);所述機(jī)床在床身左右兩側(cè)分別設(shè)置兩套獨(dú)立銑削工位，銑削工位的兩個(gè)立柱分別置于床身左右兩側(cè)底座上，Z軸拖板與立柱側(cè)面的滑動(dòng)導(dǎo)軌連接，通過(guò)Z軸進(jìn)給系統(tǒng)的滾珠絲杠螺母副實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng);盤(pán)銑刀刀架固定在Z軸拖板上由Z軸進(jìn)給系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng);所述機(jī)床采用隨行夾具夾持齒條，隨行夾具通過(guò)定位錐銷和隨行夾具底座固定于X軸水平工作臺(tái)上。
[0006]所述床身為“十字”形結(jié)構(gòu)，床身導(dǎo)軌采用滾滑復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中兩條中間導(dǎo)軌為淬火鑄鐵滑動(dòng)導(dǎo)軌，兩條側(cè)面導(dǎo)軌為淬硬鑲鋼帶導(dǎo)軌;X軸水平工作臺(tái)導(dǎo)軌與床身導(dǎo)軌配合，利用導(dǎo)軌間的圓柱體滾動(dòng)塊實(shí)現(xiàn)側(cè)向定位及預(yù)緊。
[0007]所述X軸進(jìn)給系統(tǒng)包括交流永磁同步伺服電機(jī)、行星減速器、平面推力滾子軸承、滾珠絲杠螺母副等組成，用于驅(qū)動(dòng)X軸水平工作臺(tái)及固定在滑板上的工件作往復(fù)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
[0008]所述立柱的底面與床身左右兩側(cè)平臺(tái)固聯(lián)，立柱的正面設(shè)置兩條滾滑復(fù)合動(dòng)導(dǎo)軌，其中正向承載面為淬火鑄鐵滑動(dòng)導(dǎo)軌，側(cè)向承載面為淬硬鑲鋼帶滾動(dòng)導(dǎo)軌，Z軸拖板的導(dǎo)軌與立柱導(dǎo)軌配合，利用導(dǎo)軌間的圓柱體滾動(dòng)塊實(shí)現(xiàn)側(cè)向定位及預(yù)緊。
[0009]所述Z軸進(jìn)給系統(tǒng)與X軸進(jìn)給系統(tǒng)相同。
[0010]所述盤(pán)銑刀刀架采用交流變頻異步電機(jī)作為主軸動(dòng)力源，主軸電機(jī)通過(guò)圓弧齒同步帶與刀架齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)連接，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)采用雙邊傳動(dòng)鏈形式，傳動(dòng)鏈內(nèi)置液壓消隙機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)鏈末端主軸支承系統(tǒng)與圓柱刀桿連接，盤(pán)形銑刀套裝在圓柱刀桿上，由主軸支承系統(tǒng)的端面鍵驅(qū)動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)銑削。
[0011]所述盤(pán)形銑刀為整體式雙刀盤(pán)，在同一個(gè)刀體上布置兩排獨(dú)立盤(pán)銑刀，兩排盤(pán)銑刀中間間隔一個(gè)齒距，盤(pán)銑刀采用高速鑲片成形硬質(zhì)合金銑刀片，每次進(jìn)給可同時(shí)成形加工兩個(gè)齒槽。
[0012]所述X軸進(jìn)給系統(tǒng)由27Nm交流同步伺服電機(jī)與10:1的行星減速器輸入端相連接，行星減速器輸出端通過(guò)無(wú)傳動(dòng)間隙脹套與滾珠絲杠連接;滾珠絲杠螺母副與X軸水平工作臺(tái)連接，驅(qū)動(dòng)X軸水平工作臺(tái)往復(fù)移動(dòng)。
[0013]所述機(jī)床雙立柱進(jìn)給系統(tǒng)均采用相同設(shè)計(jì)的Z軸進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，Z軸進(jìn)給系統(tǒng)由36Nm交流同步伺服電機(jī)與10:1的行星減速器輸入端相連接，行星減速器輸出端通過(guò)無(wú)傳動(dòng)間隙脹套與滾珠絲杠連接;滾珠絲杠螺母副與Z軸拖板連接，驅(qū)動(dòng)Z軸拖板沿垂直方向移動(dòng)。更進(jìn)一步，所述機(jī)床垂直進(jìn)給系統(tǒng)采用無(wú)配重結(jié)構(gòu)，以承受高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)負(fù)載。
[0014]所述隨行夾具底座固定于X軸水平工作臺(tái)上，隨行夾具底座上面設(shè)置4個(gè)定位錐銷及鎖緊油缸;隨行夾具置于隨行夾具底座上，通過(guò)底部錐孔與底座錐銷配合定位，通過(guò)錐銷內(nèi)置鎖緊油缸將隨行夾具鎖緊于底座上;待加工齒條按6個(gè)一組裝夾于隨行夾具凹槽內(nèi)，通過(guò)斜楔夾緊。
[0015]本發(fā)明有益之處在于:
[0016]機(jī)床采用大直徑盤(pán)銑刀立式加工，主切削載荷垂直于工作臺(tái)主導(dǎo)軌面，比傳統(tǒng)的臥式齒條銑床具有更高的切削剛性;立式加工方式同時(shí)保證切削鐵肩直接落入集肩裝置，減少機(jī)床熱誤差影響。
[0017]機(jī)床采用數(shù)控系統(tǒng)龍門(mén)軸功能實(shí)現(xiàn)雙盤(pán)銑刀刀架同步驅(qū)動(dòng)，控制過(guò)程簡(jiǎn)單，機(jī)床配置經(jīng)濟(jì)性好。
[0018]機(jī)床采用兩個(gè)同步工作的盤(pán)銑刀刀架，且每個(gè)盤(pán)銑刀刀架分別配置可轉(zhuǎn)位鑲片硬質(zhì)合金雙刀盤(pán)，同時(shí)成形四個(gè)全齒深齒槽，齒條表面光潔度和加工效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)加工方式。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明的雙工位齒條銑齒機(jī)結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的雙工位齒條銑齒機(jī)正視圖；
[0021 ]圖3是本發(fā)明的雙工位齒條銑齒機(jī)俯視圖；
[0022]圖4是本發(fā)明的盤(pán)銑刀刀架圖。
[0023]圖示標(biāo)識(shí):1、立柱;2、Z軸拖板;3、Z軸進(jìn)給系統(tǒng);4、盤(pán)銑刀刀架;5、床身;6、X軸進(jìn)給系統(tǒng);7、X軸水平工作臺(tái)；8、隨行夾具底座;9、齒條；10、隨行夾具；11、盤(pán)銑刀刀架箱體；12、主軸電機(jī);13、小同步帶輪;14、圓弧齒同步帶；15、大同步帶輪;16、主軸;17、雙刀盤(pán)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0025]如圖1至圖4所示，所述機(jī)床包括兩個(gè)獨(dú)立切削工位，主體采用雙柱對(duì)稱立式結(jié)構(gòu)，機(jī)床包括床身5、X軸水平工作臺(tái)7、X軸進(jìn)給系統(tǒng)6、立柱1、盤(pán)銑刀刀架4、Z軸拖板2和Z軸進(jìn)給系統(tǒng)3;所述X軸水平工作臺(tái)7置于床身5中間的滑動(dòng)導(dǎo)軌上，X軸進(jìn)給系統(tǒng)6位于床身5前側(cè)，X軸進(jìn)給系統(tǒng)6通過(guò)滾珠絲杠螺母副驅(qū)動(dòng)X軸水平工作臺(tái)7往復(fù)運(yùn)動(dòng);所述機(jī)床在床身5左右兩側(cè)分別設(shè)置兩套獨(dú)立銑削工位，銑削工位的兩個(gè)立柱1分別置于床身5左右兩側(cè)底座上，Z軸拖板2與立柱1側(cè)面的滑動(dòng)導(dǎo)軌連接，通過(guò)Z軸進(jìn)給系統(tǒng)3的滾珠絲杠螺母副實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；盤(pán)銑刀刀架4固定在Z軸拖板2上由Z軸進(jìn)給系統(tǒng)3驅(qū)動(dòng)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng);所述機(jī)床采用隨行夾具10夾持齒條9，隨行夾具10通過(guò)定位錐銷固定于X軸水平工作臺(tái)7上。
[0026]所述床身為“十字”形結(jié)構(gòu)，床身導(dǎo)軌采用滾滑復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中兩條中間導(dǎo)軌為淬火鑄鐵滑動(dòng)導(dǎo)軌，兩條側(cè)面導(dǎo)軌為淬硬鑲鋼帶導(dǎo)軌;X軸水平工作臺(tái)7導(dǎo)軌與床身導(dǎo)軌配合，利用導(dǎo)軌間的圓柱體滾動(dòng)塊實(shí)現(xiàn)側(cè)向定位及預(yù)緊。
[0027]所述X軸進(jìn)給系統(tǒng)6包括交流永磁同步伺服電機(jī)、行星減速器、平面推力滾子軸承、滾珠絲杠螺母副等組成，用于驅(qū)動(dòng)X軸水平工作臺(tái)7及固定在滑板上的工件作往復(fù)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
[0028]所述立柱1的底面與床身5左右兩側(cè)平臺(tái)固聯(lián)，立柱1的正面設(shè)置兩條滾滑復(fù)合動(dòng)導(dǎo)軌，其中正向承載面為淬火鑄鐵滑動(dòng)導(dǎo)軌，側(cè)向承載面為淬硬鑲鋼帶滾動(dòng)導(dǎo)軌，Z軸拖板2的導(dǎo)軌與立柱導(dǎo)軌配合，利用導(dǎo)軌間的圓柱體滾動(dòng)塊實(shí)現(xiàn)側(cè)向定位及預(yù)緊。
[0029]所述Z軸進(jìn)給系統(tǒng)3與X軸進(jìn)給系統(tǒng)6相同。
[0030]所述盤(pán)銑刀刀架4采用交流變頻異步電機(jī)作為主軸動(dòng)力源，主軸電機(jī)通過(guò)圓弧齒同步帶與刀架齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)連接，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)采用雙邊傳動(dòng)鏈形式，傳動(dòng)鏈內(nèi)置液壓消隙機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)鏈末端主軸支承系統(tǒng)與圓柱刀桿連接，盤(pán)形銑刀套裝在圓柱刀桿上，由主軸支承系統(tǒng)的端面鍵驅(qū)動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)銑削。
[0031]所述盤(pán)形銑刀為整體式雙刀盤(pán)，在同一個(gè)刀體上布置兩排獨(dú)立盤(pán)銑刀，兩排盤(pán)銑刀中間間隔一個(gè)齒距，盤(pán)銑刀采用高速鑲片成形硬質(zhì)合金銑刀片，每次進(jìn)給可同時(shí)成形加工兩個(gè)齒槽。
[0032]所述X軸水平工作臺(tái)7上設(shè)置四個(gè)定位拉緊一體的圓錐銷夾緊機(jī)構(gòu)，隨行夾具側(cè)面四個(gè)安裝錐孔與圓錐銷配合，通過(guò)圓錐銷內(nèi)置拉緊油缸將隨行夾具固定于水平工作臺(tái)上，待加工齒條固定在隨行夾具凹槽內(nèi)，隨水平工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。
[0033]所述機(jī)床采用一套數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行控制，機(jī)床配置X\Z1\Z2三個(gè)伺服進(jìn)給軸，其中Z1\Z2軸由同一數(shù)控系統(tǒng)龍門(mén)軸功能實(shí)現(xiàn)雙側(cè)同步驅(qū)動(dòng)，保證兩個(gè)盤(pán)銑刀刀架的同步驅(qū)動(dòng)進(jìn)給。
[0034]所述機(jī)床采用順逆/逆銑循環(huán)切削工藝，其具體過(guò)程為:盤(pán)銑刀刀架初始位于工件下方，在垂直進(jìn)給系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)下從工件下方沿Z軸