[发明专利]一种加工螺旋锥齿轮副中的大齿轮的机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工螺旋锥齿轮副中的大齿轮的机床，进一步是指汽车驱动桥上所用螺旋锥齿轮副中的大齿轮的加工机床。 

背景技术

汽车驱动桥中所用螺旋锥齿轮大多是传动比较大的准双曲面齿轮，大齿轮的节锥角一般在70°~80°之间，其轮齿齿面形状与产形轮切削面很接近，为提高加工效率，均采用成形法加工而不作展成运动。现在汽车驱动桥大齿轮都在六轴五联动的通用数控铣齿机和磨齿机上加工，它有以下缺点：

1.     汽车驱动桥大齿轮用展成法加工时只需要四轴联动，用成形法加工时除刀盘回转（弧齿）或刀盘与工件等比回转（摆线齿）外只有进给轴运动，用五联动的高级数控系统很不经济；

2.     汽车驱动桥小齿轮加工时，其轮坯安装角在-5°~30°之间，将大轮和小轮放在一台机床上加工，对机床的设计、防护带来很多困难和成本的增加；

3.     汽车驱动桥齿轮是一种品种少批量大的民用产品，每条生产线由两台通用数控机床组成，一台加工大轮，一台加工小轮。对加工大轮的机床来说，加工小轮的功能是种浪费，对加工小轮的机床来说，加工大轮的功能是种浪费。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有大轮加工机床资源浪费的情况，提供一种专门加工螺旋锥齿轮副中的大齿轮的机床，不仅提高生产效率，而且可以降低成本。

本发明的技术方案为，一种加工螺旋锥齿轮副中的大齿轮的机床，包括床身、用于安装被加工工件的工件箱和置于床身前端面并对被加工工件进行铣齿、磨齿的刀盘或砂轮，床身顶面设置有三组相互垂直的X轴导轨、Y轴导轨和Z轴导轨，并在其上安装了可在驱动机构作用下沿着对应导轨运动的X轴滑台、Y轴滑台和Z轴滑台，所述刀盘或砂轮安装在Ｚ轴滑台底部；所述Ｚ轴滑台内设有可带动被加工工件旋转的Ｃ轴；该机床还包括穿过床身前、后端面的B轴，B轴的前端与所述工件箱连接，而B轴的后端设有驱动B轴旋转的旋转机构；所述工件箱内设有带动被加工工件旋转的A轴，且A轴与B轴垂直。

床身底部设有托盘，托盘可根据机床所要求的功能，如铣齿或磨齿，湿切或干切进行不同的设计。

对于弧线锥齿轮和准双曲面齿轮大轮磨齿机，Z轴滑块内设有偏心套，且偏心套的中心轴与Ｃ轴之间有偏心距，偏心距可为0.125mm，磨削成形法加工的大齿轮时，偏心套必须在驱动机构的作用下以适当的速度回转以保证冷却液能进入磨削区而避免齿面烧伤。

所述B轴旋转的角度是±45°，即可带动工件箱左右回转±45°，这样可以保证能加工各种汽车驱动桥所用螺旋锥齿轮中的所有大齿轮。

所述旋转机构包括设在床身后端面并与B轴后端连接的圆盘，所述圆盘上设有穿过其中心的矩形槽，并在矩形槽内设有可在矩形槽内滑动的滑杆，圆盘下方设有水平滑轨，并在滑轨上设有可沿滑轨滑动的滑块，滑块通过铰链与滑杆铰接。

该机床为磨齿机时还包括对砂轮进行修整的砂轮修整机构。

砂轮修整机构为金刚滚轮，且金刚滚轮可绕其中心D轴旋转。砂轮修整时偏心套锁定不动，金刚滚轮高速回转，砂轮回转并由Y轴和Z轴联合控制来对砂轮进行修整。

本发明的机床可用于弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮成形法中的大齿轮的铣齿加工，加工时可按照这样的过程来调整和操作机床：安装好刀盘和齿轮，根据大轮成形法加工的调整卡上给定的水平刀位H、垂直刀位V、轴向轮位修正值X_G和轮坯安装角Г_M来计算X、Y、Z和B的坐标值。加工开始，机床的X轴滑台、Y轴滑台和B轴走到给定的位置，Z轴滑块从全齿深的位置退出并保证刀盘与工件有一个适当的间隙。刀盘回转并向齿坯切入，切入速度可根据实际情况分几段给定，开始速度可以快一点，越到后面速度要越来越慢。Z轴进给到全齿深后停留0.1~0.2秒后退回到开始切入位置，齿轮分度后再加工第二个齿，循环往复直到加工完所有轮齿为止。

本发明的机床为磨齿机时可以磨削弧齿锥齿轮副和准双曲面齿轮中用成形法加工的大齿轮，磨齿时的磨齿调整和操作程序与上述的弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮成形法的铣齿基本相同，但有两点区别，第一是进给时开始快速接近要磨削的齿面然后进给磨削，磨到齿深时停顿0.2秒左右退出分度；第二是每磨完一个或几个齿轮后要对砂轮进行修整。