專利名稱：四軸數(shù)控橢球形和球形滾刀鏟磨機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種四軸數(shù)控橢球形和球形滾刀鏟磨機床，尤其是一種加 工橢球形和球形內(nèi)齒輪滾刀的機床。
背景技術(shù)：
插齒是目前最常用的以展成原理加工內(nèi)齒輪的方法。球形滾刀就是基 于插齒刀加工內(nèi)齒輪的原理設(shè)計而成的，是一種展成刀具， 一把滾刀可以 加工同模數(shù)而齒數(shù)不同的直齒或斜齒大內(nèi)齒輪，滾刀是鏟齒結(jié)構(gòu)重磨后加 工工件的齒形不變，具有加工精度高使用壽命長通用性好等優(yōu)點，球形滾 刀是目前大內(nèi)齒輪滾切刀具中最為理想的刀具。但是現(xiàn)在還沒有以加工球
形或橢球形螺旋面的專用機床，特別是刀具直徑為400毫米以上的大直徑機 床還沒有，而實現(xiàn)鏟磨和多軸聯(lián)動的機床同樣也沒有。
制造橢球形滾刀和球形滾刀的最后的也是最關(guān)鍵的工序是滾刀的鏟 磨，利用制造球形滾刀時所用的經(jīng)改裝后的鏟齒車床來鏟磨橢球形滾刀已 經(jīng)是不可能了。因為鏟齒車床刀架的回轉(zhuǎn)中心位置是固定的，不能移動， 剛好與機床主軸中心線垂直相交，只能加工球形滾刀。同時普通鏟齒車床 是完全機械傳動的，當(dāng)滾刀的法向齒距超差時無法修正。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)在機床中普遍存在的對于球形及橢球形滾刀的加工困難、 精度低，并且對大直徑的刀具難于加工的問題，本發(fā)明提供了一種新型的 四軸數(shù)控橢球形和球形滾刀鏟磨機床，它可有效地解決上述問題。
一種四軸數(shù)控橢球形和球形滾刀伊磨機床，包括主軸箱、尾座和床身， 其特征在于所述的床身上安裝有位置可調(diào)的調(diào)弧板和可繞固定于調(diào)弧板 上的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動板，所述的轉(zhuǎn)動板上由低到高依次安裝有徑向進(jìn)給 刀架、切向進(jìn)給刀架和刀具；所述的轉(zhuǎn)動軸垂直于主軸箱和尾座的中心線， 轉(zhuǎn)動板和調(diào)弧板之間安裝有圓弧滾動導(dǎo)軌，所述的徑向進(jìn)給刀架和切向進(jìn) 給刀架下方分別安裝有直線滾動導(dǎo)軌。
作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述的轉(zhuǎn)動板安裝有蝸輪，所述的調(diào)弧板上安裝
有伺服電機，伺服電機通過聯(lián)軸器和蝸桿相連，蝸桿與蝸輪嚙合。所述的 主軸箱內(nèi)有齒輪，其和伺服電機通過同步齒形帶連接。所述的徑向進(jìn)給刀 架和滾珠絲杠連接，滾珠絲杠和伺服電機通過同步齒形帶連接。所述的切 向進(jìn)給刀架和滾珠絲杠連接，滾珠絲杠和伺服電機通過同步齒形帶連接。
采用此種方案，解決了球形及橢球形滾刀制造的問題。同時由于采用 了數(shù)控鏟磨，修正了滾刀的理論齒距誤差，提高了滾刀的制造精度，由于 抬高了機床的中心高并加大了回轉(zhuǎn)刀架的轉(zhuǎn)動半徑，可以滿足當(dāng)前所有大 模數(shù)內(nèi)齒輪加工所需要的滾刀的制造要求。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖l是四軸數(shù)控橢球形和球形滾刀鏟磨機床的主視圖； 圖2是四軸數(shù)控橢球形和球形滾刀鏟磨機床的俯視圖； 圖3是四軸數(shù)控橢球形和球形滾刀鏟磨機床的左視圖4是橢球形內(nèi)齒輪滾刀的剖視圖。
具體實施例方式
為解決球形及橢球形滾刀制造問題，本發(fā)明研制出一個橢球形滾刀的
加工裝置一四軸數(shù)控橢球形滾刀和球形滾刀鏟磨機床，如圖l、 2和3所示。 它包括主軸箱l、尾座2和床身3，其中，床身3上安裝有^(t置可調(diào)的調(diào)弧板 11和可繞固定于調(diào)弧板11上的轉(zhuǎn)動軸18轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動板19，轉(zhuǎn)動板19上由低 到高依次安裝有徑向進(jìn)給刀架22、切向進(jìn)給刀架15和刀具；轉(zhuǎn)動軸18垂直 于主軸，轉(zhuǎn)動板19和調(diào)弧板11之間由圓弧滾動導(dǎo)軌23支承，徑向進(jìn)給刀架 22和切向進(jìn)給刀架15分別由直線滾動導(dǎo)軌21支承。轉(zhuǎn)動板19安裝有蝸輪7， 調(diào)弧板11上安裝有伺服電機10，伺服電機10通過聯(lián)軸器9、帶動蝸桿8和蝸 輪7，使轉(zhuǎn)動板19繞轉(zhuǎn)動軸18轉(zhuǎn)動。主軸由伺服電機5通過同步齒形帶4和主 軸箱內(nèi)的齒輪帶動轉(zhuǎn)動。徑向進(jìn)給刀架22由伺服電機17通過同步齒形帶16 和滾珠絲杠20帶動做徑向進(jìn)給。切向進(jìn)給刀架15,由伺服電機13通過同步 齒形帶12和滾珠絲杠14帶動做切向進(jìn)給。
該機床的主要特征是具有一個轉(zhuǎn)動中心可沿垂直于主軸中心線方向 移動的扇形回轉(zhuǎn)刀架即調(diào)弧板，這個扇形回轉(zhuǎn)刀架在最底層，因此該機床
是以加工球面或橢球面及其螺旋線為基本特征的?；剞D(zhuǎn)刀架上面是徑向進(jìn) 給刀架，其上是切向進(jìn)給刀架。上述三個刀架分別由三個伺服電機帶動。
工作時，滾刀毛坯通過心軸安裝在機床主軸上，右端由尾座2頂尖支承， 滾刀安裝時應(yīng)調(diào)整好軸向位置，使?jié)L刀毛坯的中間線通過刀架的回轉(zhuǎn)中心。 調(diào)整調(diào)弧板ll，使其上的轉(zhuǎn)動軸18移動到距機床主軸中心的距離為圖4中的 L值，然后鎖緊調(diào)弧板ll。滾刀毛坯及各刀架歸到初始位置后，安裝在各刀 架的刀具進(jìn)給并開始工作，其運動關(guān)系由數(shù)控系統(tǒng)保證。機床主軸也是由 伺服電機帶動的，當(dāng)機床主軸連同被加工的滾刀轉(zhuǎn)動時，刀架由伺服電機 帶動通過蝸桿8蝸輪7繞其中心按定比轉(zhuǎn)動，就可以加工出橢球面螺旋面。 橢球形滾刀由于直徑減小了，滾刀的螺旋線升角增大，滾刀的法向齒距誤 差增大。該機床采用四軸數(shù)控，通過改變回轉(zhuǎn)刀架的瞬時角速度，實現(xiàn)滾 刀軸向變齒距，而法向等齒距，從而減小理論誤差，提高了滾刀的制造精 度。該機床的徑向和切向進(jìn)給刀架22、 15可以完成滾刀的徑向和切向鏟磨。 鏟磨時，使用成形砂輪，砂輪的軸向廓形按圖4中給出的滾刀軸向齒形坐標(biāo) 修形。
由于完成一個滾刀鏟磨的全過程，回轉(zhuǎn)刀架要往復(fù)回轉(zhuǎn)幾十次，為避 免蝸桿和蝸輪之間間隙的影響，而采取每一行程完了，全部回歸零位，下 一個行程重新由零位開始的辦法。
該機床是為了制造大模數(shù)橢球形和球形滾刀而設(shè)計的，考慮到目前已 有模數(shù)28滾刀的實際需求，因此提高了機床的中心高并加大了回轉(zhuǎn)刀架的 轉(zhuǎn)動半徑可以制造模數(shù)30mm，直徑達(dá)600mm的滾刀，可以滿足當(dāng)前所有大 模數(shù)內(nèi)齒輪加工所需要的滾刀的制造要求。
權(quán)利要求
1、一種四軸數(shù)控橢球形和球形滾刀鏟磨機床，包括主軸箱(1)、尾座(2)和床身(3)，其特征在于所述的床身(3)上安裝有位置可調(diào)的調(diào)弧板(11)和可繞固定于調(diào)弧板(11)上的轉(zhuǎn)動軸(18)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動板(19)，所述的轉(zhuǎn)動板(19)上由低到高依次安裝有徑向進(jìn)給刀架(22)、切向進(jìn)給刀架(15)和刀具；所述的轉(zhuǎn)動軸(18)垂直于主軸箱(1)和尾座(2)的中心線，轉(zhuǎn)動板(19)和調(diào)弧板(11)之間安裝有圓弧滾動導(dǎo)軌(23)，所述的徑向進(jìn)給刀架(22)和切向進(jìn)給刀架(15)下方分別安裝有直線滾動導(dǎo)軌(21)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的四軸數(shù)控橢球形和球形滾刀伊磨機床，其特 征在于所述的轉(zhuǎn)動板(19)安裝有蝸輪(7)，所述的調(diào)弧板(11)上安 裝有伺服電機(10)，伺服電機(10)通過聯(lián)軸器(9)和蝸桿(8)相連， 蝸桿(8)與蝸輪(7)嚙合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四軸數(shù)控橢球形和球形滾刀伊磨機床， 其特征在于所述的主軸箱(1)內(nèi)有齒輪，其和伺服電機(5)通過同步 齒形帶(4)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的四軸數(shù)控橢球形和球形滾刀鏟磨機床，其特 征在于所述的徑向進(jìn)給刀架(22)和滾珠絲杠(20)連接，滾珠絲杠(20) 和伺服電機(17)通過同步齒形帶(16)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的四軸數(shù)控橢球形和球形滾刀伊磨機床，其特 征在于所述的切向進(jìn)給刀架(15)和滾珠絲杠(14)連接，滾珠絲杠(14) 和伺服電機(13)通過同步齒形帶(12)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種四軸數(shù)控橢球形和球形滾刀鏟磨機床，其特征在于所述的床身(3)上安裝有位置可調(diào)的調(diào)弧板(11)和可繞固定于調(diào)弧板(11)上的轉(zhuǎn)動軸(18)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動板(19)，所述的轉(zhuǎn)動板(19)上由低到高依次安裝有徑向進(jìn)給刀架(22)、切向進(jìn)給刀架(15)和刀具；所述的轉(zhuǎn)動軸(18)垂直于主軸箱(1)和尾座(2)的中心線，轉(zhuǎn)動板(19)和調(diào)弧板(11)之間安裝有圓弧滾動導(dǎo)軌(23)，所述的徑向進(jìn)給刀架(22)和切向進(jìn)給刀架(15)下方分別安裝有直線滾動導(dǎo)軌(21)。采用此種方案為加工球形及橢球形內(nèi)齒輪滾刀提供了專用機床，解決了加工困難、精度低，并且對大直徑的刀具難于加工的問題。
文檔編號B24B3/12GK101104245SQ20071006255
公開日2008年1月16日 申請日期2007年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月8日
發(fā)明者崔云起, 胡占奇 申請人:燕山大學(xué)