[发明专利]五轴三联动数控螺旋锥齿轮研齿机

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮精加工机床，尤其是一种五轴三联动数控螺旋锥齿轮研齿机。

背景技术

齿轮研齿机广泛用于齿轮的精加工。由于材料及热处理的影响，齿轮热处理后变形的校正及最终啮合质量的提高都集中在研齿工艺上。切齿加工也会产生误差。这些误差会导致啮合精度下降，噪音加大。研齿的目的就是精化轮齿的接触表面，以改善光滑滚动特性，保证齿轮平稳的啮合，降低噪音，并提高承载能力。目前公知的齿轮研齿机是采用机械机构使大轮产生摆动(即摆动大轮节锥法)；或采用机械结构使小轮产生摆动(即摆动小轮节锥法)，各种辅助动作都依靠液压系统来完成的。具体结构是：在床身上面垂直安装有小轮主轴B及其小轮箱，在床身上面水平安装有横向X移动的床鞍及其三个X轴导轨，在其中两个X轴导轨中间设置有T型槽，该导轨上设置有夹紧油缸，在床鞍上面水平安装有纵向Z移动的立柱及其Z轴导轨，在立柱上安装有调整大轮箱垂直运动的丝杠及其手摇柄，在立柱前侧面垂直安装有垂向Y移动的大轮箱及其大轮主轴A和Y轴的T型导轨，大轮箱上安装有三套蜗轮副带动推杆进行三种运动，即采用三个步进电机、三个蜗轮副、推杆、摆杆装置控制大轮轴向、小轮轴向和准双曲面位移(准双曲面齿轮偏置)三种运动，在床身上安装有调整立柱横向运动的丝杠及其手摇柄。这种机械式研齿机结构复杂，传动链多，调整复杂；另外，大轮安装距、小轮安装距、啮合间隙、偏置距、轮齿正车面大端研齿间隙、轮齿正车面小端研齿间隙、轮齿正车面转换点研齿间隙、轮齿倒车面大端研齿间隙、轮齿倒车面小端研齿间隙、轮齿倒车面转换点研齿间隙、加载力矩等多项参数均需手动设置，给操作人员增添了工作强度，加工齿轮费时费力，生产效率低下。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构简单、生产效率高的五轴三联动数控螺旋锥齿轮研齿机。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种五轴三联动数控螺旋锥齿轮研齿机，包括床身、垂直安装在床身上面的小轮主轴B及其小轮箱、水平安装在床身上面的横向X移动的床鞍及其两个X轴导轨、水平安装在床鞍上面的纵向Z移动的立柱及其Z轴导轨、垂直安装在立柱前侧面的垂向Y移动的大轮箱及其大轮主轴A和Y轴导轨、以及驱动两主轴转动和大轮箱三维移动的驱动装置，所述驱动装置是在床身上面安装有X轴伺服电机，X轴伺服电机的输出端与床鞍之间安装有驱动床鞍横向移动的X轴滚珠丝杠；床鞍上面安装有Z轴伺服电机，Z轴伺服电机输出端与立柱之间安装有驱动立柱纵向移动的Z轴滚珠丝杠；立柱上面安装有Y轴伺服电机，Y轴伺服电机输出端与大轮箱之间安装有驱动大轮箱垂向移动的Y轴滚珠丝杠；大轮箱后端安装有A轴伺服电机，A轴伺服电机输出端与大轮主轴A之间连接有同步带；床身侧面安装有B轴伺服电机，B轴伺服电机输出端与小轮主轴B之间连接有V型带。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述的各伺服电机通过控制线与数控系统的控制模块相连接。

所述控制系统的控制模块不仅连接和控制X、Y、Z三轴伺服电机联动完成大、小齿轮的轮齿齿面间相对位置变化和大、小两齿轮产生啮合运动，而且同时连接和控制小轮B和大轮A两轴伺服电机共同产生研齿所需的力矩加载。

本发明具有的优点和积极效果是：

由于在床鞍、立柱、大轮箱驱动处分别安装有X、Y、Z轴伺服电机，在小轮主轴B、大轮主轴A处分别安装有A、B轴伺服电机，X、Y、Z、A、B五轴伺服电机均由数控系统调整控制，这样通过X、Y、Z三轴联动和A、B两轴之间的力矩加载完成研齿动作，无需手动调节任何参数，且本系统具备不同工件加工参数的存储功能，可直接调用不同工件的加工程序，节省了大量调整时间；另外本发明还具有结构简单、易于操作工件、易于制造的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、床身；2、X轴导轨；3、床鞍；3-1、X轴滚珠丝杠；3-2、X轴伺服电机；4、立柱；4-1、Z轴滚珠丝杠；4-2、Z轴伺服电机；5、Y轴导轨；6、大轮箱；6-1、Y轴滚珠丝杠；6-2、Y轴伺服电机；7、大轮主轴A；7-1、同步带；7-2、A轴伺服电机；8、Z轴导轨；9、小轮主轴B；9-1、V型带；9-2、B轴伺服电机；10、小轮箱。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，床身1为矩形，在床身上面垂直安装有小轮主轴B 9及其小轮箱10，床身侧面安装有B轴伺服电机9-2，B轴伺服电机输出端与小轮主轴B之间连接有V型带9-1。在床身上面水平安装有横向X移动的床鞍3及其两个X轴导轨2，在床身上面安装有X轴伺服电机3-2，X轴伺服电机的输出端与床鞍之间安装有驱动床鞍横向移动的X轴滚珠丝杠3-1。在床鞍上面水平安装有纵向Z移动的立柱4及其Z轴导轨8，床鞍上面安装有Z轴伺服电机4-2，Z轴伺服电机输出端与立柱之间安装有驱动立柱纵向移动的Z轴滚珠丝杠4-1。在立柱前侧面垂直安装有垂向Y移动的大轮箱6及其大轮主轴A 7和Y轴导轨5，立柱上面安装有Y轴伺服电机6-2，Y轴伺服电机输出端与大轮箱之间安装有驱动大轮箱垂向移动的Y轴滚珠丝杠6-1，大轮箱后端安装有A轴伺服电机7-2，A轴伺服电机输出端与大轮主轴A之间连接有同步带7-1。所述的各伺服电机通过控制线与数控系统的控制模块相连接。X、Y、Z、A、B五轴伺服电机均由数控系统调整控制，这样通过X、Y、Z三轴联动和A、B两轴之间的力矩加载完成研齿动作，无需手动调节任何参数，且本系统具备不同工件加工参数的存储功能，可直接调用不同工件的加工程序，节省了大量调整时间；另外本发明还具有结构简单、易于操作工件、易于制造的优点。