專利名稱：一種精度加工齒輪的立式銑床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械加工機(jī)床，具體來(lái)說，特別是涉及一種可精度加工齒輪的立式·先床。
背景技術(shù)：
目前普遍使用的普通立式銑床一般包括底座、帶導(dǎo)軌的床身、升降臺(tái)、縱向工作臺(tái)、橫向工作臺(tái)、動(dòng)力及電氣控制系統(tǒng)、潤(rùn)滑及冷卻液循環(huán)系統(tǒng)等，這種立式銑床具有通用性較強(qiáng)、適用范圍較寬的特點(diǎn)。但在用該立式銑床加工齒輪時(shí)，只能用仿形法加工齒輪，用盤形式指形成形銑刀加工，實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪齒槽的加工。但是由于銑床主軸與被加工齒輪之間的傳動(dòng)比關(guān)系沒有嚴(yán)格的內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，無(wú)法實(shí)現(xiàn)展成加工，只能采用人工轉(zhuǎn)動(dòng)分度頭手柄進(jìn)行分度，加工一個(gè)齒槽后分度一次，然后再加工下一個(gè)齒槽，如此循環(huán)反復(fù)，直至加工完所有齒槽。由于仿形法加工齒輪中存在較大的原理性誤差及分度誤差等原因，加工出的齒指形銑刀以仿形法進(jìn)行成形加工。在立式銑床上用成形法銑削加工齒輪時(shí)，由銑床主軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，工作臺(tái)通過分度頭、支撐尾座帶動(dòng)工件沿齒輪的齒槽方輪精度較低，最高也達(dá)不到等級(jí)，圓周測(cè)量公法線誤差很大，難以加工出合格的標(biāo)準(zhǔn)齒輪。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，經(jīng)過多方查找有關(guān)齒輪加工資料，加上多年累積的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本發(fā)明提供一種精度加工齒輪的立式銑床，該立式銑床利用了一套以滾齒機(jī)原理和展成法設(shè)計(jì)的在立銑床上用滾齒刀加工齒輪的設(shè)備，即立銑上滾齒附件設(shè)備——?jiǎng)恿敵鲱^，通過該動(dòng)力輸出頭的運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)直齒圓柱齒輪、漸開線花鍵齒及鏈輪的加工，增加一個(gè)差速器后，還可實(shí)現(xiàn)斜齒圓柱齒輪的加工，同時(shí)還可以對(duì)直徑較小的蝸輪進(jìn)行加工。解決了銑床用盤形銑刀仿形法加工直齒輪達(dá)不到精度等級(jí)的難題。本發(fā)明通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)一種精度加工齒輪的立式銑床，包括底座、帶導(dǎo)軌的床身、升降臺(tái)、縱向工作臺(tái)、橫向工作臺(tái)、動(dòng)力系統(tǒng)、變速機(jī)構(gòu)、電器控制系統(tǒng)；還包括動(dòng)力輸出頭，該動(dòng)力輸出頭將動(dòng)力同時(shí)輸出至用于銑削齒輪的齒輪滾刀和帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)的芯軸，使銑床主軸與被加工齒輪之間的傳動(dòng)比關(guān)系具有嚴(yán)格的內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，實(shí)現(xiàn)工件與齒輪滾刀之間準(zhǔn)確的傳動(dòng)。本發(fā)明還可做以下改進(jìn)所述動(dòng)力輸出頭通過分度頭精確控制工件與齒輪滾刀之間的傳動(dòng)。所述動(dòng)力輸出頭包括滾刀刀桿、滾刀桿拉桿、立銑床主軸、主動(dòng)斜齒、輸出斜齒輪， 所述滾刀刀桿通過滾刀桿拉桿裝在立銑床主軸上，該滾刀刀桿上安裝有主動(dòng)斜齒和齒輪滾刀，所述主動(dòng)斜齒與輸出斜齒輪嚙合，輸出斜齒輪通過輸出軸一傳動(dòng)萬(wàn)向節(jié)軸，萬(wàn)向節(jié)軸通過花鍵套傳動(dòng)花鍵軸，所述花鍵套為管狀，套于花鍵軸外；花鍵軸通過輸出軸二傳動(dòng)分齒交換齒輪組，所述分齒交換齒輪組固定于分齒掛輪支架上；該分齒交換齒輪組與分度頭的副軸一連接，帶動(dòng)分度頭旋轉(zhuǎn)，分度頭又通過與分度頭尾座之間的拔叉、雞心夾帶動(dòng)芯軸上的工件轉(zhuǎn)動(dòng)。由于此加工方法分齒和展成是連續(xù)的運(yùn)動(dòng)，所以比銑床用盤形或指形模數(shù)銑刀加工的齒輪精度高出幾級(jí)，從而解決了銑床用盤形銑刀仿形法加工直齒輪達(dá)不到精度等級(jí)的難題。所述主動(dòng)斜齒與輸出斜齒輪為一對(duì)軸線相互垂直的螺旋齒輪。所述主動(dòng)斜齒為45°斜齒輪。所述分度頭主軸后還設(shè)有副軸二，所述副軸二傳動(dòng)軸通過進(jìn)給速度交換齒輪組將縱向工作臺(tái)進(jìn)給絲桿連接，構(gòu)成自動(dòng)走刀結(jié)構(gòu)，得到合適的自動(dòng)走刀量，達(dá)到上等級(jí)粗糙度。所述副軸二為帶4號(hào)莫氏錐度的副軸。還包括一個(gè)用于支撐的軸承，所述軸承位于動(dòng)力分流頭體下端，該軸承使得銑削噪音降低，光潔度具有明顯改善。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果1)本發(fā)明的立式銑床是在普通銑床上安裝滾齒加工裝置，就可以實(shí)現(xiàn)直齒圓柱齒輪、漸開線花鍵齒及鏈輪的加工，再增加一個(gè)差速囂，就可以實(shí)現(xiàn)斜齒圓柱齒輪的加工，同時(shí)還可以對(duì)直徑較小的蝸輪和精度要求不高的插齒刀(用此設(shè)備加工插齒刀，很容易得到插齒刀后角)進(jìn)行加工。2)由于本發(fā)明的立式銑床加工方法中，分齒和展成是連續(xù)的運(yùn)動(dòng)，所以比銑床用盤形或指形模數(shù)銑刀加工的齒輪精度高出幾級(jí)，而被加工齒輪精度主要取決了分度頭蝸輪付的精度，但一般分度頭鍋輪付都具備很高的精度，從而解決了銑床用盤形銑刀仿形法加工直齒輪達(dá)不到精度等級(jí)的難題。3)本發(fā)明的立式銑床能代替滾齒機(jī)的部分工作，有時(shí)還比滾齒機(jī)更為靈活。4)采用本發(fā)明的立式銑床來(lái)試驗(yàn)加工，一些尺寸較小的齒輪和蝸輪，其加工精度、 生產(chǎn)效率，和專用加工齒輪設(shè)備Y3154E滾齒機(jī)相比加工精度、生產(chǎn)效率相差無(wú)幾，收到了較好的效果。 5)本發(fā)明的立式銑床成本低，制造一套應(yīng)用于)(6132W銑床上的滾齒加工裝置，其成本不超過1000元，并且該滾齒加工裝置裝拆方便快捷，對(duì)機(jī)床設(shè)備精度沒有任何影響， 彌補(bǔ)了設(shè)備缺欠的問題，節(jié)省了買齒輪加工專用設(shè)備資金幾十萬(wàn)元。


圖1為本發(fā)明的立式銑床加工圓柱直齒輪的加工裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的立式銑床滾齒加工裝置轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)示意圖；圖3為帶4號(hào)莫氏錐度的副軸二示意圖；圖4為主動(dòng)斜齒輪示意圖；圖5為動(dòng)力輸出頭主體示意圖；圖6為動(dòng)力輸出頭總裝配示意圖；中1.齒輪滾刀；2.主動(dòng)斜齒輪；3.輸出斜齒輪；4.動(dòng)力輸出頭；5.滾刀桿拉桿； 6.動(dòng)力分流頭體；7.輸出軸一 ；8.萬(wàn)向節(jié)軸；9.花鍵套；10.花鍵軸；11.輸出軸二 ； 12.分齒掛輪支架；13.分齒交換齒輪組；14.縱向工作臺(tái)進(jìn)給交換齒輪；15.縱向工作進(jìn)給絲桿； 16.走刀掛輪支架；17.縱向工作臺(tái)；18.分度頭；19.拔叉；20雞心夾；21.工件；22.滾刀刀桿；23.軸承；24.芯軸；25.分度頭尾座；26.副軸一 ；27.副軸二 ；28. 4號(hào)莫氏錐度；29.立銑床主軸；30.動(dòng)力輸出頭主體；31.隔圈；32.方鍵；33.墊圈；34.軸承蓋板；35.拉桿螺栓；
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但并不對(duì)本發(fā)明造成任何限制。如圖1-6所示，一種精度加工齒輪的立式銑床，包括底座、帶導(dǎo)軌的床身、升降臺(tái)、 縱向工作臺(tái)17、橫向工作臺(tái)、動(dòng)力系統(tǒng)、變速機(jī)構(gòu)、電器控制系統(tǒng)；還包括動(dòng)力輸出頭4，該動(dòng)力輸出頭4將動(dòng)力同時(shí)輸出至用于銑削齒輪的齒輪滾刀1和帶動(dòng)工件21轉(zhuǎn)動(dòng)的芯軸M， 實(shí)現(xiàn)工件與齒輪滾刀1之間準(zhǔn)確的傳動(dòng)。所述動(dòng)力輸出頭4包括滾刀刀桿22、滾刀桿拉桿5、立銑床主軸、主動(dòng)斜齒2、輸出斜齒輪3，所述滾刀刀桿22通過滾刀桿拉桿5裝在立銑床主軸上，該滾刀刀桿22上安裝有主動(dòng)斜齒2和齒輪滾刀1，所述主動(dòng)斜齒2與輸出斜齒輪3嚙合，輸出斜齒輪3通過輸出軸一 7傳動(dòng)萬(wàn)向節(jié)軸8，萬(wàn)向節(jié)軸8通過花鍵套9傳動(dòng)花鍵軸10，所述花鍵套9為管狀，套于花鍵軸10外；花鍵軸10通過輸出軸二 11傳動(dòng)分齒交換齒輪組13，所述分齒交換齒輪組13 固定于分齒掛輪支架12上；該分齒交換齒輪組13與分度頭18的副軸一沈連接，帶動(dòng)分度頭18旋轉(zhuǎn)，分度頭18又通過與分度頭尾座25之間的拔叉19、雞心夾20帶動(dòng)芯軸M上的工件21轉(zhuǎn)動(dòng)。所述主動(dòng)斜齒2與輸出斜齒輪3為一對(duì)軸線相互垂直的螺旋齒輪。由于花鍵軸10能在花鍵套9中自由伸縮移動(dòng)，因此當(dāng)銑床工作臺(tái)作縱向直線移動(dòng)時(shí)，就可帶動(dòng)安裝在分度頭18上的分齒掛輪支架12和縱向工作臺(tái)17直線移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工件與齒輪滾刀之間的軸向運(yùn)動(dòng)。又由于滾刀的軸線與工件的軸線不是垂直的，需要傾斜一個(gè)角度，該角度通過立式銑床轉(zhuǎn)動(dòng)銑頭角度解決。這樣，工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向與銑刀桿不垂直， 輸出軸一 7與輸出軸二 11之間的不同軸度由萬(wàn)向節(jié)軸8調(diào)節(jié)，不會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉。并且由于此加工方法分齒和展成是連續(xù)的運(yùn)動(dòng)，所以比銑床用盤形或指形模數(shù)銑刀加工的齒輪精度高出幾級(jí)，從而解決了銑床用盤形銑刀仿形法加工直齒輪達(dá)不到精度等級(jí)的難題。所述主動(dòng)斜齒2為45°斜齒輪。所述分度頭18主軸后還設(shè)有副軸二 27，所述副軸二 27傳動(dòng)軸通過進(jìn)給速度交換齒輪組14將縱向工作臺(tái)進(jìn)給絲桿連接15，構(gòu)成自動(dòng)走刀結(jié)構(gòu)，得到合適的自動(dòng)走刀量，達(dá)到上等級(jí)粗糙度。所述副軸二 27為帶4號(hào)莫氏錐度的副軸。還包括一個(gè)用于支撐的軸承23，所述軸承23位于動(dòng)力分流頭體6下端，該軸承23 使得銑削噪音降低，光潔度具有明顯改善。本發(fā)明的一種精度加工齒輪的立式銑床工作流程為首先將工件固定于芯軸M上，計(jì)算調(diào)整好分齒交換齒輪組的傳動(dòng)比，開動(dòng)電源， 使立銑床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滾刀刀桿22轉(zhuǎn)動(dòng)，從而同時(shí)使齒輪滾刀1和主動(dòng)斜齒2轉(zhuǎn)動(dòng)，而主動(dòng)斜齒2嚙合輸出斜齒輪3傳動(dòng)，輸出斜齒輪3再通過輸出軸一 7傳動(dòng)萬(wàn)向節(jié)軸8，萬(wàn)向節(jié)軸8通過花鍵套9傳動(dòng)花鍵軸10，花鍵軸10通過輸出軸二 11傳動(dòng)分齒交換齒輪組13，該分齒交換齒輪組13中的一齒輪與分度頭18的副軸一沈連接，帶動(dòng)分度頭18旋轉(zhuǎn)，分度頭 18又通過與分度頭尾座25之間的拔叉19、雞心夾20帶動(dòng)芯軸M上的工件21轉(zhuǎn)動(dòng)，最終達(dá)到將動(dòng)力同時(shí)輸出至用于銑削齒輪的齒輪滾刀1和帶動(dòng)工件21轉(zhuǎn)動(dòng)的芯軸M的目的， 實(shí)現(xiàn)工件與齒輪滾刀1之間準(zhǔn)確的傳動(dòng)。使用上述立式銑床進(jìn)行齒輪銑削時(shí)的計(jì)算方法如下1、分齒交換齒輪的計(jì)箅分齒交換齒輪組由四個(gè)齒輪組成，它們的傳動(dòng)比i由齒輪滾刀的頭數(shù)k、被加工齒輪的齒數(shù)ζ工確定，分度頭的傳動(dòng)比，i = 1 40，則掛輪組的傳動(dòng)比為分齒公式1刀 X i 斜 a/b X c/dX i 分=k/z式中1刀一滾刀一轉(zhuǎn)，i斜一斜齒輪速比，取i斜=1a，b，c，d—分齒掛輪，i分一分度頭速比，一般i分=1/40，k 一齒輪滾刀頭數(shù)，ζ—被加工齒輪數(shù)，代入以后得a/bX c/d = 40 X k/z在加工不同齒數(shù)的齒輪時(shí)，根據(jù)掛輪組的傳動(dòng)比i = 40k\Z工選配掛輪。2、走刀交換齒輪的計(jì)算用一根帶錐度和分度頭主軸錐孔相等的軸插入分度頭主軸錐孔內(nèi)做主動(dòng)軸通過走刀掛輪組連接縱向工作臺(tái)縱桿實(shí)現(xiàn)縱向工作臺(tái)自動(dòng)進(jìn)給。走刀公式lXt= s s/t = 1/6式中1工一被加工齒輪一轉(zhuǎn)a，b，c，d—走刀掛輪，t 一銑床工作臺(tái)縱向絲捍，一般t = 6s—走刀量.代入以后得a/bXc/d= s/t以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種精度加工齒輪的立式銑床，包括底座、帶導(dǎo)軌的床身、升降臺(tái)、縱向工作臺(tái)(17)、橫向工作臺(tái)、動(dòng)力系統(tǒng)、變速機(jī)構(gòu)、電器控制系統(tǒng)；其特征在于還包括動(dòng)力輸出頭G)，該動(dòng)力輸出頭(4)將動(dòng)力同時(shí)輸出至用于銑削齒輪的齒輪滾刀(1)和帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)的芯軸(M)，實(shí)現(xiàn)工件與齒輪滾刀(1)之間準(zhǔn)確的傳動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精度加工齒輪的立式銑床，其特征在于所述動(dòng)力輸出頭(4)通過分度頭(18)精確控制工件與齒輪滾刀(1)之間的傳動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種精度加工齒輪的立式銑床，其特征在于所述動(dòng)力輸出頭(4)包括滾刀刀桿(22)、滾刀桿拉桿(5)、立銑床主軸、主動(dòng)斜齒O)、輸出斜齒輪(3)，所述滾刀刀桿0 通過滾刀桿拉桿( 裝在立銑床主軸上，該滾刀刀桿0 上安裝有主動(dòng)斜齒( 和齒輪滾刀(1)，所述主動(dòng)斜齒( 與輸出斜齒輪C3)嚙合，輸出斜齒輪C3)通過輸出軸一⑵傳動(dòng)萬(wàn)向節(jié)軸(8)，萬(wàn)向節(jié)軸⑶通過花鍵套(9)傳動(dòng)花鍵軸(10)，所述花鍵套(9)為管狀，套于花鍵軸(10)外；花鍵軸(10)通過輸出軸二(11)傳動(dòng)分齒交換齒輪組(13)，所述分齒交換齒輪組(1 固定于分齒掛輪支架(1 上；該分齒交換齒輪組(13)與分度頭(18)的副軸一 06)連接，帶動(dòng)分度頭(18)旋轉(zhuǎn)，分度頭(18)又通過與分度頭尾座(25)之間的拔叉(19)、雞心夾(20)帶動(dòng)芯軸(24)上的工件(21)轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種精度加工齒輪的立式銑床，其特征在于所述主動(dòng)斜齒(2)與輸出斜齒輪C3)為一對(duì)軸線相互垂直的螺旋齒輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種精度加工齒輪的立式銑床，其特征在于所述主動(dòng)斜齒(2)為45°斜齒輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種精度加工齒輪的立式銑床，其特征在于所述分度頭(18)主軸后還設(shè)有副軸二(27)，所述副軸二(XT)傳動(dòng)軸通過進(jìn)給速度交換齒輪組(14)將縱向工作臺(tái)進(jìn)給絲桿連接(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種精度加工齒輪的立式銑床，其特征在于所述副軸二(27)為帶4號(hào)莫氏錐度的副軸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的一種精度加工齒輪的立式銑床，其特征在于還包括一個(gè)用于支撐的軸承(23)，所述軸承位于動(dòng)力分流頭體(6)下端。
全文摘要
本發(fā)明提供一種精度加工齒輪的立式銑床，屬于機(jī)械加工機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域。包括底座、帶導(dǎo)軌的床身、升降臺(tái)、縱向工作臺(tái)、橫向工作臺(tái)、動(dòng)力系統(tǒng)、變速機(jī)構(gòu)、電器控制系統(tǒng)；還包括動(dòng)力輸出頭，該動(dòng)力輸出頭將動(dòng)力同時(shí)輸出至用于銑削齒輪的齒輪滾刀和帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)的芯軸，使銑床主軸與被加工齒輪之間的傳動(dòng)比關(guān)系具有嚴(yán)格的內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，實(shí)現(xiàn)工件與齒輪滾刀之間準(zhǔn)確的傳動(dòng)?？梢詫?shí)現(xiàn)直齒圓柱齒輪、漸開線花鍵齒及鏈輪的加工，增加一個(gè)差速器后，還可實(shí)現(xiàn)斜齒圓柱齒輪的加工，對(duì)直徑較小的蝸輪精度要求不高的插齒刀進(jìn)行加工。解決了銑床用盤形銑刀仿形法加工直齒輪達(dá)不到精度等級(jí)的難題。還具有成本低、裝拆方便快捷的優(yōu)點(diǎn)，可用于各種普通立式銑床上。
文檔編號(hào)B23F5/20GK102554361SQ20121004294
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者朱麟, 蘇寶華, 郭英暉 申請(qǐng)人:廣東嶺南現(xiàn)代技工學(xué)校