一種插齒機的液壓數控系統的製作方法

2023-05-30 17:30:56 2

專利名稱：一種插齒機的液壓數控系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於機械控制技術領域，涉及一種插齒機的液壓數控系統。
背景技術：
目前，常用的插齒機包括曲柄擺動機構，插齒機利用其曲柄擺動機構來傳遞動力，實現插刀的衝程過程。雖然曲柄的旋轉運動是勻速運動，但在加工齒輪時擺杆衝程運動的運動速度和受力是處於變化中。參見圖5，通 過實驗表明，插刀軸向力隨著移動距離的增加先增加後減少，軸向線速度隨著移動距離的增加也是先增加後減少，這就造成插刀插削不穩定，每次插削的深度各不相同，插齒加工的精度較差，產品質量較，後來人們採用油缸和活塞杆來代替曲柄擺動機構，在產品加工時通過液壓控制系統控制使旋轉插刀的X、Y、Z、A、B等三維方向與旋轉的工件相互嚙合使插刀在工件的軸上作往復運動來將工件成型了所需要的齒形狀，而現有技術的液壓控制系統不能很好地控制油缸和活塞杆工作，工作穩定性較差，嚴重影響了插刀插銷的加工精度和工作效率。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，而提供一種操作方便，工作穩定性好，保證插刀插銷的加工精度和工作效率的插齒機的液壓數控系統。本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為一種插齒機的液壓數控系統，其特徵在於，包括總控制中心，所述的總控制中心上分別電連接有用於控制工作檯移動鎖緊的第一油缸、用於控制工作檯旋轉的第一旋轉裝置、用於夾緊放置在工作檯上工件的夾緊裝置、用於控制刀架總成上下移動的移動裝置，用於控制插刀主軸上下衝程移動的第二油缸、用於控制插刀主軸旋轉的第二旋轉裝置、用於控制讓刀機構的第三油缸以及用於控制刀架總成上下移動平衡的第四油缸，待加工的工件放置在工作檯上通過夾緊裝置夾緊固定後，第一旋轉裝置帶動工作檯旋轉，第一油缸帶動工作檯移動，所述的移動裝置帶動刀架總成移動從而帶動插刀移動，所述的第二旋轉裝置帶動插刀旋轉，第二油缸控制插刀主軸運動從而帶動插刀上下衝程加工工作檯上的工件，同時所述的第三油缸控制插刀進行讓刀動作，加工出相應齒的形狀。本發明的機械結構主要包括床身、工作檯、立柱機構以及刀架總成，立柱機構與床身連接，刀架總成與立柱機構連接，刀架總成與立柱之間設置有提拉機構，這裡控制系統主要控制X、Y、Z、A、B五個方向完成工件加工，這裡控制工作檯移動鎖緊的第一油缸為X軸向(也叫進刀移動軸)，控制刀架總成上下移動的移動裝置為Y軸向(也叫上下移動軸)，控制插刀主軸上下衝程移動的第二油缸為Z軸向(也叫衝程移動軸)，控制插刀主軸旋轉的第二旋轉裝置為A軸向(也叫插刀旋轉軸)，控制工作檯旋轉的第一旋轉裝置為B軸向(也叫工作旋轉軸)，這裡X，Y軸為定位軸，單獨運動，Z軸為主動軸，由設在主軸上的光柵尺測量位置，Z軸用絕對值光柵尺，B為主動軸，由人為設定運動速度,A軸為跟隨軸，A軸運動軌跡由公式A = B/K+Z*L計算，其中K、L為常數，但Z軸的運動為往復運動，所述A的運動基本上也是往復運動與轉動運動的合成運動。
為優化上述方案採取的措施具體包括在上述的一種插齒機的液壓數控系統中，所述的第一旋轉裝置包括臺面進刀絲杆、進刀蝸輪輻以及第一電機，所述的臺面進刀絲杆與進刀蝸輪輻配合，第一電機驅動進刀絲杆和進刀蝸輪福帶動工作檯旋轉。在上述的一種插齒機的液壓數控系統中，所述的移動裝置包括上下移動蝸輪輻、上下移動絲杆以及第二電機，所述的上下移動蝸輪輻與上下移動絲杆配合，第二電機驅動上下移動蝸輪輻與上下移動絲杆帶動刀架總成上下移動。在上述的一種插齒機的液壓數控系統中，所述的第二旋轉裝置包括插刀轉動蝸輪輻和第三電機，所述的第三電機驅動插刀轉動蝸輪輻帶動插刀旋轉。在上述的一種插齒機的液壓數控系統中，所述的第三油缸和第二油缸上連接有伺服閥，在伺服閥上一端連接有用於調節壓力的溢流閥，另一端連接有繼電器，在溢流閥上連接有伺服進口濾油網和伺服出口濾油網。這裡讓第三油缸和第二油缸並聯使用，使得衝程運動和讓刀動作同步動作，讓刀可靠，與衝程運動結合性好。在上述的一種插齒機的液壓數控系統中，所述的夾緊裝置為第五油缸，在第五油缸上連接有電磁換向閥，所述的第一油缸上連接有電磁換向閥，在電磁換向閥上的一端上連接繼電器，繼電器上連接有用於調節潤滑壓力的減壓閥，減壓閥上連接有用於調節潤滑油亮的節流閥，節流閥分別與工作檯、刀架總成以及立柱連接。與現有技術相比，本發明的優點在於通過油缸、活塞杆和主軸的組合替代了現有技術中的曲柄擺動機構，同時通過液壓系統控制油缸、活塞杆和主軸等部件運動，使得插刀的軸向力能夠處於恆力狀態和主軸運動處於恆速衝程運動狀態，通過實驗表明，插刀軸向力在工作狀態時保持在恆力狀態下，插刀的軸向線速度在工作狀態時保持在恆速狀態下，工作穩定性好，保證插刀插銷的加工精度和工作效率，可以通過輸入相應程序控制調節螺旋角，可以加工出直齒或者斜齒等其它相應齒的形狀。


圖I是本插齒機的液壓數控系統的原理方框圖；圖2是本插齒機的液壓數控系統的機械原理圖；圖3是本插齒機的液壓數控系統的液壓原理圖；圖4為本發明的衝程位移位置與插刀軸向力、軸向線速度關係示意圖；圖5為現有技術的衝程位移位置與插刀軸向力、軸向線速度關係示意圖。
具體實施例方式以下是本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明並不限於這些實施例。圖中，總控制中心I ;第一油缸2 ;第一旋轉裝置3 ;臺面進刀絲杆31 ;進刀蝸輪輻32 ;第一電機33 ;夾緊裝置4 ;第五油缸41 ;移動裝置5 ;上下移動蝸輪輻51 ;上下移動絲杆52 ;第二電機53 ;第二油缸6 ;第二旋轉裝置7 ;插刀轉動蝸輪輻71 ;第三電機72 ;第三油缸8 ;第四油缸9 ;伺服閥10 ;溢流閥11 ;電磁換向閥12 ;繼電器13 ;伺服進口濾油網14 ;伺服出口濾油網15 ; 減壓閥16 ;節流閥17。如圖I和圖2所示，本插齒機的液壓數控系統，包括總控制中心1，所述的總控制中心I上分別電連接有用於控制工作檯移動鎖緊的第一油缸2、用於控制工作檯旋轉的第一旋轉裝置3、用於夾緊放置在工作檯上工件的夾緊裝置4、用於控制刀架總成上下移動的移動裝置5，用於控制插刀主軸上下衝程移動的第二油缸6、用於控制插刀主軸旋轉的第二旋轉裝置7、用於控制讓刀機構的第三油缸8以及用於控制刀架總成上下移動平衡的第四油缸9，這裡讓刀機構採用斜鐵機構，可以實現力的放大作用；控制系統主要控制X、Y、Z、A、B五個方向完成工件加工，這裡控制工作檯移動鎖緊的第一油缸2為X軸向(也叫進刀移動軸)，控制刀架總成上下移動的移動裝置5為Y軸向(也叫上下移動軸)，控制插刀主軸上下衝程移動的第二油缸6為Z軸向(也叫衝程移動軸)，控制插刀主軸旋轉的第二旋轉裝置7為A軸向(也叫插刀旋轉軸)，控制工作檯旋轉的第一旋轉裝置3為B軸向(也叫工作旋轉軸)。如圖3所示，為了使插刀的軸向線速度在工作狀態時保持在恆速狀態下，保證工作穩定性，需要對液壓系統的油壓進行控制，第三油缸8和第二油缸6上連接有伺服閥10，在伺服閥10上一端連接有用於調節壓力的溢流閥11，另一端連接有繼電器13，在溢流閥11上連接有伺服進口濾油網14和伺服出口濾油網15，通過伺服進口濾油網14和伺服出口濾油網15對油進行過濾，防止造成堵塞；夾緊裝置4為第五油缸41，在第五油缸41上連接有電磁換向閥12，第一油缸2上連接有電磁換向閥12，在電磁換向閥12上的一端上連接繼電器13，繼電器13上連接有用於調節潤滑壓力的減壓閥16，減壓閥16上連接有用於調節潤滑油亮的節流閥17，節流閥17分別與工作檯、刀架總成以及立柱連接。具體來說，為了保證加工的精確度，第一旋轉裝置3包括臺面進刀絲杆31、進刀蝸輪輻32以及第一電機33，臺面進刀絲杆31與進刀蝸輪輻32配合，第一電機33驅動進刀絲杆和進刀蝸輪輻32帶動工作檯旋轉，移動裝置5包括上下移動蝸輪輻51、上下移動絲杆52以及第二電機53，上下移動蝸輪輻51與上下移動絲杆52配合，第二電機53驅動上下移動蝸輪輻51與上下移動絲杆52帶動刀架總成上下移動；第二旋轉裝置7包括插刀轉動蝸輪輻71和第三電機72，第三電機72驅動插刀轉動蝸輪輻71帶動插刀旋轉，夾緊裝置4為第五氣缸。工作時首先在總控制中心I輸入相應程序後啟動後，加工的工件放置在工作檯上通過第五油缸41夾緊固定後，第一旋轉裝置3帶動工作檯旋轉，第一油缸2帶動工作檯移動，移動裝置5帶動刀架總成移動從而帶動插刀移動，第二旋轉裝置7帶動插刀旋轉，第二油缸6控制插刀主軸運動從而帶動插刀上下衝程加工工作檯上的工件同時所述的第三油缸8控制插刀進行讓刀動作，這裡可以通過輸入相應程序控制調節螺旋角，當需要加工直齒時首先，參見圖4，通過實驗表明，插刀軸向力在工作狀態時保持在恆力狀態下，插刀的軸向線速度在工作狀態時保持在恆速狀態下，因此本發明提高了插刀插削的穩定性和精度。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神所定義的範圍。
權利要求
1.一種插齒機的液壓數控系統，其特徵在於，包括總控制中心(I)，所述的總控制中心(I)上分別電連接有用於控制工作檯移動鎖緊的第一油缸(2)、用於控制工作檯旋轉的第一旋轉裝置(3)、用於夾緊放置在工作檯上工件的夾緊裝置(4)、用於控制刀架總成上下移動的移動裝置(5)，用於控制插刀主軸上下衝程移動的第二油缸￠)、用於控制插刀主軸旋轉的第二旋轉裝置(7)、用於控制讓刀機構的第三油缸(8)以及用於控制刀架總成上下移動平衡的第四油缸(9)，待加工的工件放置在工作檯上通過夾緊裝置(4)夾緊固定後，第一旋轉裝置(3)帶動工作檯旋轉，第一油缸(2)帶動工作檯移動，所述的移動裝置(5)帶動刀架總成移動從而帶動插 刀移動，所述的第二旋轉裝置(7)帶動插刀旋轉，第二油缸(6)控制插刀主軸運動從而帶動插刀上下衝程加工工作檯上的工件，同時所述的第三油缸(8)控制插刀進行讓刀動作，加工出相應齒的形狀。
2.根據權利要求I所述的一種插齒機的液壓數控系統，其特徵在於，所述的第一旋轉裝置(3)包括臺面進刀絲杆(31)、進刀蝸輪輻(32)以及第一電機(33)，所述的臺面進刀絲杆(31)與進刀蝸輪輻(32)配合，第一電機(33)驅動進刀絲杆和進刀蝸輪輻(32)帶動工作檯旋轉。
3.根據權利要求I所述的一種插齒機的液壓數控系統，其特徵在於，所述的移動裝置(5)包括上下移動蝸輪輻(51)、上下移動絲杆(52)以及第二電機(53)，所述的上下移動蝸輪輻(51)與上下移動絲杆(52)配合，第二電機(53)驅動上下移動蝸輪輻(51)與上下移動絲杆(52)帶動刀架總成上下移動。
4.根據權利要求I所述的一種插齒機的液壓數控系統，其特徵在於，所述的第二旋轉裝置(7)包括插刀轉動蝸輪輻(71)和第三電機(72)，所述的第三電機(72)驅動插刀轉動蝸輪福(71)帶動插刀旋轉。
5.根據權利要求2至4任一項所述的一種插齒機的液壓數控系統，其特徵在於，所述的第三油缸(8)和第二油缸(6)上連接有伺服閥(10)，在伺服閥(10)上一端連接有用於調節壓力的溢流閥(11)，另一端連接有繼電器(13)，在溢流閥(11)上連接有伺服進口濾油網(14)和伺服出口濾油網(15)。
6.根據權利要求5所述的一種插齒機的液壓數控系統，其特徵在於，所述的夾緊裝置(4)為第五油缸(41),在第五油缸(41)上連接有電磁換向閥(12),所述的第一油缸(2)上連接有電磁換向閥(12)，在電磁換向閥(12)上的一端上連接繼電器(13)，繼電器(13)上連接有用於調節潤滑壓力的減壓閥(16)，減壓閥(16)上連接有用於調節潤滑油亮的節流閥(17)，節流閥(17)分別與工作檯、刀架總成以及立柱連接。
全文摘要
本發明屬於機械控制技術領域，提供了一種插齒機的液壓數控系統，包括總控制中心，總控制中心上分別電連接有第一油缸、第一旋轉裝置、夾緊裝置、移動裝置，第二油缸、第二旋轉裝置、第三油缸以及第四油缸。本發明的優點是通過液壓系統控制油缸、活塞杆和主軸等部件運動，使得插刀的軸向力能夠處於恆力狀態和主軸運動處於恆速衝程運動狀態，可以通過輸入相應程序控制調節螺旋角，工作穩定性好，保證插刀插銷的加工精度和工作效率，可以加工出直齒或者斜齒等其它相應齒的形狀。
文檔編號B23Q5/40GK102615360SQ20121010874
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月10日 優先權日2012年4月10日
發明者陳國棟 申請人:寧波東平齒輪製造有限公司