專利名稱：一種蝸輪機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種蝸輪機床，特別是一種利用滾刀精加工蝸輪齒形機床。
背景技術(shù)：
隨著生產(chǎn)的專業(yè)化和生產(chǎn)能力的不斷擴大，蝸輪、蝸桿在機械結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用越來越廣泛，精度要求越來越高。傳統(tǒng)滾齒機床多是齒輪滾齒加工和蝸輪滾齒加工兩用機床。即使是蝸輪專用滾齒機床也是依靠機械精密配合方式傳動。明顯的存在如下問題(I)各部件之間的關(guān)聯(lián)運動靠純機械方式實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，中間環(huán)節(jié)的零部件數(shù)量 多，每個零部件的精度要求特別高，更換時制造困難；(2)工件每循環(huán)加工量由人工進行調(diào)整，操作者工作量很大且對操作者的綜合素質(zhì)要求非常嚴(yán)格，容易引起加工量不均勻，影響工件表面的粗糙度；(3)機床的工作行程和工件加工的起止點靠操作者根據(jù)刻度尺調(diào)整判斷，重復(fù)定位精度存在人為誤差。在上述情況下，發(fā)明調(diào)整方便，加工精度高，效率高的專用蝸輪滾齒機床成為蝸輪加工行業(yè)的迫切要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種蝸輪機床。本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種蝸輪機床，包含床身、立柱、滾刀架、電機，其特征在于所述床身右側(cè)安裝有伺服電機1，與伺服電機I相連接的有精密滾珠絲杠和螺母，絲杠的前端固定有高精度旋轉(zhuǎn)編碼器15 ；床身的上側(cè)安裝有回轉(zhuǎn)工作臺，所述回轉(zhuǎn)工作臺右側(cè)安裝有伺服電機2，與蝸桿13和蝸輪12連接；所述伺服電機2的上方安裝有工作臺，工作臺的上方安裝有夾具；所述立柱固定在所述床身的左側(cè)，所述立柱的右上方安裝有滾刀架，所述滾刀架的右側(cè)連接有絲杠和螺母；所述滾刀架左側(cè)安裝有伺服電機4，與蝸桿6、蝸輪5連接；滾刀主軸通過第一齒輪7和第二齒輪9與高精度編碼器8連接；所述工作臺回轉(zhuǎn)主軸的末端固定有高精度回轉(zhuǎn)編碼器14。使用時，床身右側(cè)伺服電機I通過精密滾珠絲杠17、螺母16驅(qū)動回轉(zhuǎn)工作臺沿床身精密復(fù)式導(dǎo)軌(三角導(dǎo)軌和平導(dǎo)軌組合)直線往復(fù)移動，實現(xiàn)蝸輪加工的徑向進給；回轉(zhuǎn)工作臺的臺面由伺服電機2通過高精度復(fù)導(dǎo)程蝸桿13、蝸輪12驅(qū)動進行圓周回轉(zhuǎn)，實現(xiàn)工件加工的圓周進給；機床的立柱固定在床身左側(cè)，其前平面用于固定滾刀架，滾刀架上設(shè)有水平導(dǎo)軌，用扳手轉(zhuǎn)動絲杠10，通過螺母11驅(qū)動滾刀架作切向調(diào)整；伺服電機4通過高精度復(fù)導(dǎo)程多頭蝸桿6、蝸輪5驅(qū)動蝸輪滾刀回轉(zhuǎn)，進行蝸輪齒切削加工；滾刀主軸通過無隙第一齒輪7和第二齒輪9將運動傳遞至高精度編碼器8 ;驅(qū)動工作臺做直線運動的滾珠絲杠17的前端固定有高精度旋轉(zhuǎn)編碼器15 ;工作臺回轉(zhuǎn)主軸的末端固定有高精度回轉(zhuǎn)編碼器14。機床的運動方式為三軸兩聯(lián)動數(shù)控閉環(huán)系統(tǒng)控制滾刀主軸旋轉(zhuǎn)運動和工作臺旋轉(zhuǎn)運動相互關(guān)聯(lián)，完成蝸輪齒形的圓周加工；工作臺旋轉(zhuǎn)運動和往復(fù)直線動相互關(guān)聯(lián)，完成蝸輪齒形的徑向加工。工作時，切削速度的調(diào)整分度蝸桿與滾刀轉(zhuǎn)速關(guān)系式N 刀 *K/Z 工=N 分 /Z 分N刀滾刀轉(zhuǎn)速K:滾刀頭數(shù)N分度蝸桿轉(zhuǎn)速Z分分度蝸輪齒數(shù)Z工工件蝸輪齒數(shù)根據(jù)以上關(guān)系式，可以核算分度蝸桿的實際轉(zhuǎn)速。 本實用新型的有益效果是由高精度編碼器將部件的運動信息反饋至數(shù)控系統(tǒng)，再由系統(tǒng)發(fā)出指令驅(qū)動相關(guān)聯(lián)部件產(chǎn)生關(guān)聯(lián)運動，簡化了機床的結(jié)構(gòu)，省掉了紛繁復(fù)雜的中間傳動零部件，使原來由大量高精度的零部件通過高精度的配合才能形成的高精度關(guān)聯(lián)運動，僅由幾個高精度編碼器便得以實現(xiàn)。結(jié)構(gòu)簡單，不易出故障，不需要更換中間環(huán)節(jié)部件；且編碼器精度極高，更換簡便。工件每循環(huán)加工量由數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)控制循環(huán)切削量，操作者不必每循環(huán)依據(jù)刻度尺進行調(diào)整，大大減少了操作者的勞動強度，削除了人為操作誤差；循環(huán)加工量均勻，表面粗糙度得以提高。機床的工作行程、切削速度、工件旋轉(zhuǎn)方向等系列調(diào)整過程均由數(shù)控系統(tǒng)控制。重復(fù)定位精確，消除了人為因素誤差；調(diào)整過程簡單，不須更換任何部件，精度穩(wěn)定性好。

附圖I機床外觀圖(去掉外圍設(shè)備及護罩后的俯視圖)；附圖2數(shù)控滾齒機傳動原理簡圖；附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下I、伺服電機，2、伺服電機,3、滾刀,4、伺服電機,5、蝸輪,6、蝸桿,7、第一齒輪,8、編碼器，9、第二齒輪，10、絲杠，11、螺母，12、蝸輪，13、蝸桿，14、編碼器，15、編碼器，16、螺母，17、絲杠，18、立柱，19、床身，20、工作臺，21、夾具，22、滾刀架。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。如圖2所示，床身右側(cè)伺服電機I通過精密滾珠絲杠17、螺母16驅(qū)動回轉(zhuǎn)工作臺沿床身精密復(fù)式導(dǎo)軌(三角導(dǎo)軌和平導(dǎo)軌組合)直線往復(fù)移動，實現(xiàn)蝸輪加工的徑向進給；回轉(zhuǎn)工作臺的臺面由伺服電機2通過高精度復(fù)導(dǎo)程蝸桿13、蝸輪12驅(qū)動進行圓周回轉(zhuǎn)，實現(xiàn)工件加工的圓周進給；機床的立柱固定在床身左側(cè)，其前平面用于固定滾刀架，滾刀架上設(shè)有水平導(dǎo)軌，用扳手轉(zhuǎn)動絲杠10，通過螺母11驅(qū)動滾刀架作切向調(diào)整；伺服電機4通過高精度復(fù)導(dǎo)程多頭蝸桿6、蝸輪5驅(qū)動蝸輪滾刀回轉(zhuǎn)，進行蝸輪齒切削加工；滾刀主軸通過無隙第一齒輪7和第二齒輪9將運動傳遞至高精度編碼器8 ;驅(qū)動工作臺做直線運動的滾珠絲杠17的前端固定有高精度旋轉(zhuǎn)編碼器15 ;工作臺回轉(zhuǎn)主軸的末端固定有高精度回轉(zhuǎn)編碼器14。機床的運動方式為三軸兩聯(lián)動數(shù)控閉環(huán)系統(tǒng)控制滾刀主軸旋轉(zhuǎn)運動和工作臺旋轉(zhuǎn)運動相互關(guān)聯(lián)，完成蝸輪齒形的圓周加工；工作臺旋轉(zhuǎn)運動和往復(fù)直線動相互關(guān)聯(lián)，完成蝸輪齒形的徑向加工。工件安裝完畢后，轉(zhuǎn)動絲杠10，通過螺母11驅(qū)動滾刀架做橫向直線運動，調(diào)整滾刀3至要求的切削位置，然后剎緊滾刀架壓板，使?jié)L刀在切削過程中不發(fā)生軸向移動。手動或程序控制伺服電機1，通過絲杠17和絲母16驅(qū)動工作臺快速直線移動，使工件移動到將要進行切削的位置，然后按下自動工作按紐，由程序控制整個加工過程。加工過程中，伺服電機2通過蝸桿13驅(qū)動與回轉(zhuǎn)工作臺臺面固定在一起的蝸輪12回轉(zhuǎn)，從而帶動工件以相同的角速度回轉(zhuǎn)。工件回轉(zhuǎn)的角速度由編碼器14傳送到中央控制系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)根據(jù)分度蝸桿與滾刀轉(zhuǎn)速關(guān)系式N刀*K/Z工=N分/Z分，核算出滾刀的理論轉(zhuǎn)速，從而控制伺服電機4的旋轉(zhuǎn)速度。伺服電機4通過蝸桿6驅(qū)動蝸輪5回轉(zhuǎn)，帶動滾刀3回轉(zhuǎn)，滾刀的實際轉(zhuǎn)速通過一對I :1嚙合的齒輪7和9傳動至編碼器8，再傳至中央控制系統(tǒng)。中央控制系統(tǒng)根據(jù)編碼器8和編碼器14的反饋信息，即時調(diào)整伺服電機2和伺服電機4的轉(zhuǎn)速，使 工件回轉(zhuǎn)速度和滾刀的回轉(zhuǎn)速度達至最佳的關(guān)聯(lián)。加工過程中，工件每回轉(zhuǎn)一周，編碼器14將信息傳送至控制系統(tǒng)，再由系統(tǒng)根據(jù)信息驅(qū)動伺服電機1，通過精密滾珠絲杠17、螺母16驅(qū)動回轉(zhuǎn)工作臺沿床身精密復(fù)式導(dǎo)軌(三角導(dǎo)軌和平導(dǎo)軌組合)直線移動，完成蝸輪加工的徑向進給。進給參數(shù)由操作者根據(jù)經(jīng)驗事先設(shè)定。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種蝸輪機床，包含床身、立柱、滾刀架、電機，其特征在于所述床身右側(cè)安裝有伺服電機(1)，與伺服電機(I)相連接的有精密滾珠絲杠和螺母，絲杠的前端固定有高精度旋轉(zhuǎn)編碼器(15); 床身的上側(cè)安裝有回轉(zhuǎn)工作臺，所述回轉(zhuǎn)工作臺右側(cè)安裝有伺服電機(2)，與蝸桿(13)和蝸輪(12)連接； 所述伺服電機(2)的上方安裝有工作臺，工作臺的上方安裝有夾具； 所述立柱固定在所述床身的左側(cè)，所述立柱的右上方安裝有滾刀架，所述滾刀架的右側(cè)連接有絲杠和螺母； 所述滾刀架左側(cè)安裝有伺服電機(4)，與蝸桿(6)、蝸輪(5)連接；滾刀主軸通過第一齒 輪(7)和第二齒輪(9)與高精度編碼器(8)連接；所述工作臺回轉(zhuǎn)主軸的末端固定有高精 度回轉(zhuǎn)編碼器(14)。
2.如權(quán)利要求I所述的蝸輪機床，其特征在于床身右側(cè)伺服電機(I)通過精密滾珠絲杠(17)、螺母(16)驅(qū)動回轉(zhuǎn)工作臺沿床身精密復(fù)式導(dǎo)軌直線往復(fù)移動，實現(xiàn)蝸輪加工的徑向進給； 工作臺的臺面由伺服電機(2)通過高精度復(fù)導(dǎo)程蝸桿(13)、蝸輪(12)驅(qū)動進行圓周回轉(zhuǎn)，實現(xiàn)工件加工的圓周進給； 機床的立柱固定在床身左側(cè)，其前平面用于固定滾刀架，滾刀架上設(shè)有水平導(dǎo)軌，用扳手轉(zhuǎn)動絲杠(10)，通過螺母(11)驅(qū)動滾刀架作切向調(diào)整； 伺服電機(4)通過高精度復(fù)導(dǎo)程多頭蝸桿(6)、蝸輪(5)驅(qū)動蝸輪滾刀回轉(zhuǎn)，進行蝸輪齒切削加工； 滾刀主軸通過無隙第一齒輪(7)和第二齒輪(9)將運動傳遞至高精度編碼器(8); 驅(qū)動工作臺做直線運動的滾珠絲杠(17 )的前端固定有高精度旋轉(zhuǎn)編碼器(15 );工作臺回轉(zhuǎn)主軸的末端固定有高精度回轉(zhuǎn)編碼器(14)。
3.如權(quán)利要求I或2所述的蝸輪機床，其特征在于所述機床的運動方式為三軸兩聯(lián)動數(shù)控閉環(huán)系統(tǒng)控制，滾刀主軸旋轉(zhuǎn)運動和工作臺旋轉(zhuǎn)運動相互關(guān)聯(lián)，完成蝸輪齒形的圓周加工；工作臺旋轉(zhuǎn)運動和往復(fù)直線動相互關(guān)聯(lián)，完成蝸輪齒形的徑向加工。
專利摘要本實用新型涉及一種蝸輪機床，包含床身、立柱、滾刀架、電機，所述床身右側(cè)安裝有伺服電機，與伺服電機相連接的有精密滾珠絲杠和螺母，絲杠的前端固定有高精度旋轉(zhuǎn)編碼器；床身的上側(cè)安裝有回轉(zhuǎn)工作臺，所述回轉(zhuǎn)工作臺右側(cè)安裝有伺服電機，與蝸桿和蝸輪連接；所述伺服電機的上方安裝有工作臺，工作臺的上方安裝有夾具；所述立柱固定在所述床身的左側(cè)，所述立柱的右上方安裝有滾刀架，所述滾刀架的右側(cè)連接有絲杠和螺母；所述滾刀架左側(cè)安裝有伺服電機，與蝸桿、蝸輪連接；滾刀主軸通過齒輪和與高精度編碼器連接；所述工作臺回轉(zhuǎn)主軸的末端固定有高精度回轉(zhuǎn)編碼器。
文檔編號B23F11/00GK202461703SQ20112045129
公開日2012年10月3日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者何文, 崔偉, 楊甫仁, 王可山, 王志強 申請人:煙臺環(huán)球數(shù)控裝備有限公司, 煙臺環(huán)球機床附件集團有限公司