專利名稱：數(shù)控高速自動干切滾齒機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械加工用機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及數(shù)控滾齒機(jī)。
背景技術(shù)：
金屬的切削加工有濕式切削與干式切削之分，普通滾齒機(jī)采用的就是濕式切削法。濕式齒輪加工時需要向切削區(qū)域噴射切削油(冷卻油)，因此采用濕式切削法的滾齒機(jī)都需要配置冷卻油箱及油路系統(tǒng)，同時還要有防止油變質(zhì)、廢油處理、工件清洗及切削油排除處理等工藝措施，從而導(dǎo)致加工成本高(濕式齒輪加工中消耗的切削液及切削液附加裝置的費(fèi)用要占加工成本的20％左右)，生產(chǎn)效率低，機(jī)床還容易出現(xiàn)漏、混油現(xiàn)象；另外，切削油中含有對人體有害的硫化物、氯化物等，在高速切削過程中切削液的飛濺和形成的油霧對生態(tài)環(huán)境和人類特別有害，變質(zhì)切削液的排放也會嚴(yán)重污染環(huán)境。
現(xiàn)有的干式切削有高速干切和低溫冷風(fēng)切削兩種，低溫冷風(fēng)切削較多的用在為適應(yīng)清潔生產(chǎn)而對舊機(jī)床的改造方面，而高速干切是目前干式切削的重點發(fā)展方向，國外主要的齒輪加工機(jī)床制造廠家都在大力研發(fā)數(shù)控高速干切滾齒機(jī)。從環(huán)保生態(tài)學(xué)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，在齒輪加工中廢除切削油是大勢所趨。近年來，隨著刀具材料、涂層技術(shù)等的發(fā)展，使齒輪高速干式加工成為可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種數(shù)控高速干切滾齒機(jī)，以解決現(xiàn)有普通滾齒機(jī)加工成本高，生產(chǎn)效率低及污染環(huán)境的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所述的數(shù)控高速自動干切滾齒機(jī)，具有床身、大立柱、小立柱、工作臺、滾刀箱及刀架，大立柱、小立柱及工作臺安裝在床身上，滾刀箱通過直線滾動導(dǎo)軌和滾珠絲桿安裝在大立柱上，其中滾刀箱內(nèi)的伺服電機(jī)輸出軸與滾刀主軸之間為兩級齒輪傳動結(jié)構(gòu)，并且末端為差齒傳動，滾刀主軸通過滾動軸承支撐在箱體上，滾刀刀桿通過碟簧自動夾緊機(jī)構(gòu)鎖緊在滾刀托座上；工作臺的主軸、中間軸與伺服電機(jī)輸出軸之間為高精度斜齒輪副傳動，工作臺的主軸采用精密滾動軸承支撐。
滾刀箱主軸采用兩級齒輪傳動，使?jié)L刀主軸的傳動鏈最短，從而提高齒輪系統(tǒng)的剛性；該兩級傳動齒輪中的末端齒輪采用差齒結(jié)構(gòu)，可消除滾齒時變化的切削力給傳動帶來振動的影響，再加上滾刀主軸采用滾動軸承支撐結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了滾刀主軸系統(tǒng)高轉(zhuǎn)速、抗切削振動的要求，滾刀刀桿采用碟簧鎖緊，保證了高速干切時滾刀主軸的可靠夾緊。工作臺主軸系統(tǒng)采用斜齒輪傳動，斜齒輪的軸向移位可滿足分度齒輪在傳動中同時與主動齒輪的不同側(cè)隙嚙合，這樣一方面滿足了齒輪副側(cè)隙的要求，另一方面，可以實現(xiàn)齒側(cè)間隙的補(bǔ)償，為實現(xiàn)高速干切創(chuàng)造了條件。
作為一種優(yōu)選例，上述床身采用剛性對稱和四層壁結(jié)構(gòu)，床身外罩有全封閉防護(hù)罩，使床身剛度得以大大提高的同時，使排屑器能從床身中部迅速地將炙熱的切屑排除，并防止鐵屑飛濺，保證了干式高速切削的需要。床身上設(shè)有壓縮空氣排屑裝置和冷卻油循環(huán)系統(tǒng)，采用壓縮空氣排屑，冷卻鐵屑及滾刀，在切削區(qū)不銹鋼防護(hù)罩與床身之間保留間隙并通壓縮空氣，將產(chǎn)生的熱量盡快地帶走，這些條件的滿足使?jié)L齒機(jī)床的高速干切安全、可靠。
作為又一優(yōu)選例，上述床身與大立柱之間采用滾柱式加阻尼和預(yù)載的直線滾動導(dǎo)軌，其精度穩(wěn)定可靠，并免于維護(hù)；并且還采用了帶預(yù)加負(fù)荷的軸承和滾珠絲桿，保證了機(jī)床的動態(tài)剛性。機(jī)床還具有工件自動上下料系統(tǒng)和工件自動夾具系統(tǒng)，自動上下料系統(tǒng)由雙工位機(jī)械手和環(huán)形緩沖柔性料倉組成，該系統(tǒng)已是齒輪加工機(jī)床中最可靠、最先進(jìn)的技術(shù)，目前在滾齒機(jī)和插齒機(jī)上已應(yīng)用得相當(dāng)成功，保證了高速干切滾齒機(jī)的效率得到充分地發(fā)揮；工件自動夾具系統(tǒng)在高速干切的條件下確保工件可靠夾緊，滿足了精度要求較高和工藝能力指數(shù)要求高的需要。
本發(fā)明取得的技術(shù)效果是與普通滾齒機(jī)相比，加工效率是濕式切削的2～3倍，單件成本僅為傳統(tǒng)滾齒加工的60％，加工過程中無切削液的飛濺和油霧的產(chǎn)生，對環(huán)境和人沒有污染和危害。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的俯視圖。
圖3是圖1中滾刀箱5的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是圖1中工作臺4的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施方式
和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1至圖4所示，本發(fā)明所述的數(shù)控高速自動干切滾齒機(jī)，具有床身1、大立柱2、小立柱3、工作臺4、滾刀箱5及刀架6，大立柱2、小立柱3及工作臺4安裝在床身1上，滾刀箱5通過直線滾動導(dǎo)軌7和滾珠絲桿21安裝在大立柱2上。其中，滾刀箱5內(nèi)的伺服電機(jī)8輸出軸與滾刀主軸9之間為兩級齒輪傳動結(jié)構(gòu)，使?jié)L刀主軸9的傳動鏈最短，從而提高齒輪系統(tǒng)的剛性；兩級齒輪傳動中末端齒輪為差齒傳動，即末端齒由齒數(shù)相差1的左右兩部分組成，這種結(jié)構(gòu)可消除滾齒時變化的切削力給傳動帶來振動的影響。滾刀主軸8通過滾動軸承支撐在箱體上，實現(xiàn)了滾刀主軸系統(tǒng)高轉(zhuǎn)速、抗切削振動的要求。滾刀刀桿10通過碟簧自動夾緊機(jī)構(gòu)11鎖緊在滾刀托座上，保證了高速干切時滾刀主軸的可靠夾緊。工作臺4的主軸12、中間軸13與伺服電機(jī)14輸出軸之間為高精度斜齒輪副傳動，斜齒輪的軸向移位可滿足分度齒輪在傳動中同時與主動齒輪的不同側(cè)隙嚙合，這樣一方面滿足了齒輪副側(cè)隙的要求，另一方面，可以實現(xiàn)齒側(cè)間隙的補(bǔ)償。工作臺4的主軸12采用精密滾動軸承支撐。以上這些為實現(xiàn)滾齒機(jī)的高速干切創(chuàng)造了條件。
圖1、圖2示出床身1采用剛性對稱和四層壁結(jié)構(gòu)并進(jìn)行了有限元分析，床身1外罩有全封閉防護(hù)罩15，使床身1剛度得以大大提高的同時，使排屑器能從床身1中部迅速地將炙熱的切屑排除，并防止鐵屑飛濺，保證了干式高速切削的需要。床身1上設(shè)有壓縮空氣排屑裝置16和冷卻油循環(huán)系統(tǒng)，采用壓縮空氣排屑，冷卻鐵屑及滾刀，在切削區(qū)不銹鋼防護(hù)罩15與床身1之間保留間隙并通壓縮空氣，將產(chǎn)生的熱量盡快地帶走，這些條件的滿足使?jié)L齒機(jī)床的高速千切安全、可靠。床身1與大立柱2之間采用滾柱式加阻尼和預(yù)載的直線滾動導(dǎo)軌17，其精度穩(wěn)定可靠，并免于維護(hù)，并且還采用了帶預(yù)加負(fù)荷的軸承和滾珠絲桿18，以確保機(jī)床的動態(tài)剛性。
另外，從圖1可看出，本發(fā)明所述的數(shù)控高速自動干切滾齒機(jī)還配備有工件自動上下料系統(tǒng)19和工件自動夾具系統(tǒng)20，其中自動上下料系統(tǒng)19由雙工位機(jī)械手和環(huán)形緩沖柔性料倉組成，該系統(tǒng)已是齒輪加工機(jī)床中最可靠、最先進(jìn)的技術(shù)，目前在滾齒機(jī)和插齒機(jī)上已應(yīng)用得相當(dāng)成功，保證了高速干切滾齒機(jī)的效率得到充分地發(fā)揮；工件自動夾具系統(tǒng)20在高速干切的條件下確保工件可靠夾緊，滿足了精度要求較高和工藝能力指數(shù)要求高的需要。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控高速自動干切滾齒機(jī)，包括床身(1)、大、小立柱(2、3)、工作臺(4)、滾刀箱(5)及刀架(6)，大、小立柱(2、3)及工作臺(4)安裝在床身(1)上，滾刀箱(5)通過直線滾動導(dǎo)軌(7)和滾珠絲桿(21)安裝在大立柱(2)上，其特征在于A、所述滾刀箱(5)內(nèi)的伺服電機(jī)(8)輸出軸與滾刀主軸(9)之間為兩級齒輪傳動結(jié)構(gòu)，并且末端為差齒傳動，滾刀主軸(8)通過滾動軸承支撐在箱體上，滾刀刀桿(10)通過碟簧自動夾緊機(jī)構(gòu)(11)鎖緊在滾刀托座上；B、所述工作臺(4)的主軸(12)、中間軸(13)與伺服電機(jī)(14)輸出軸之間為高精度斜齒輪副傳動，工作臺(4)的主軸(12)采用精密滾動軸承支撐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控高速自動干切滾齒機(jī)，其特征在于所述床身(1)采用剛性對稱和四層壁結(jié)構(gòu)，床身(1)外罩有全封閉防護(hù)罩(15)，床身(1)上設(shè)有壓縮空氣排屑裝置(16)和冷卻油循環(huán)系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控高速自動干切滾齒機(jī)，其特征在于所述床身(1)與大立柱(2)之間采用滾柱式加阻尼和預(yù)載的直線滾動導(dǎo)軌(17)，并采用了帶預(yù)加負(fù)荷的軸承和滾珠絲桿(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控高速自動干切滾齒機(jī)，其特征在于機(jī)床還包括有工件自動上下料系統(tǒng)(19)和工件自動夾具系統(tǒng)(20)。
全文摘要
一種數(shù)控高速自動干切滾齒機(jī)，具有床身(1)、大、小立柱(2、3)、工作臺(4)、滾刀箱(5)及刀架(6)，滾刀箱(5)內(nèi)的伺服電機(jī)輸出軸與滾刀主軸之間為兩級齒輪傳動結(jié)構(gòu)，并且末端為差齒傳動，滾刀主軸通過滾動軸承支撐在箱體上，滾刀刀桿通過碟簧自動夾緊機(jī)構(gòu)鎖緊在滾刀托座上；工作臺(4)的主軸、中間軸與伺服電機(jī)輸出軸之間為高精度斜齒輪副傳動，工作臺(4)的主軸采用精密滾動軸承支撐。本發(fā)明與普通滾齒機(jī)相比，加工效率是濕式切削的2～3倍，單件成本僅為傳統(tǒng)滾齒加工的60％，加工過程中無切削液的飛濺和油霧的產(chǎn)生，對環(huán)境和人沒有污染和危害。
文檔編號B23Q11/12GK1915569SQ200610095110
公開日2007年2月21日 申請日期2006年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月11日
發(fā)明者李先廣, 廖承渝, 廖紹華, 舒義明 申請人:重慶機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司