一種具有刀傾機構的無搖臺螺旋錐齒輪數控銑齒機的製作方法

2023-05-07 00:04:11

專利名稱：一種具有刀傾機構的無搖臺螺旋錐齒輪數控銑齒機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於齒輪加工工具機技術領域，確切的說是涉及一種具有刀傾機構的無搖臺螺旋錐齒輪數控銑齒機。
背景技術：
螺旋錐齒輪包括準雙曲面齒輪和弧齒錐齒輪。螺旋錐齒輪因其傳動平穩、承載能力大而被廣泛應用於汽車、航空、航天、工程機械、礦山機械、工具機、儀表等工業部門。其性能、質量和使用壽命直接影響著這些產品的經濟技術指標。弧齒錐齒輪和準雙曲面齒輪的加工製造技術與加工工具機的進步有著密切的關係。自從弧齒錐齒輪與準雙曲面齒輪加工工具機的出現以來，刀傾法(HFT)的出現和引入齒輪加工是齒輪加工製造技術的一大突破。二十世紀70 - 80年代期間，我國不少廠家花費巨資從美國格裡森公司進口了大量的螺旋錐齒輪銑齒機，型號主要是116#、118#、62#。目前這類工具機已到了更新換代期，美國也不再生產這類工具機。我國目前生產弧齒錐齒輪和準雙曲面齒輪的小輪普遍使用的是天津第一工具機總廠生產的Y2250A螺旋錐齒輪銑齒機，這種螺旋錐齒輪銑齒機採用了複雜的搖臺機構及刀傾機構，導致傳動裝置的傳動鏈較長，傳動精度和傳動效率較低，工具機調整複雜、生產效率較低。我國近幾年自主生產的螺旋錐齒輪數控銑齒機已經取消了搖臺機構，如專利號為 ZL200820069286. 9的中國實用新型專利說明書公開的一種螺旋錐齒輪數控銑齒工具機，該螺旋錐齒輪銑齒機的底座上安裝有橫向滑臺、縱向滑臺，在橫向滑臺上安裝有刀盤支承箱，刀盤支承箱內安裝有刀盤驅動滾筒，銑刀盤偏心安裝在刀盤驅動滾筒內，在縱向滑臺上安裝有立柱，立柱上滑動安裝有垂直滑臺，垂直滑臺上安裝有工件驅動箱，工件驅動箱中安裝有工件軸。這種螺旋錐齒輪數控銑齒工具機由於取消了複雜的搖臺機構，使得傳動效率和傳動精度有較大的提高。但取消了搖臺機構後，原有的刀傾機構已不適用與這種螺旋錐齒輪數控銑齒機，沒有了刀傾機構，使得其在加工過程中不能改變刀盤軸的軸線傾斜角，因而無法使用刀傾法加工弧齒錐齒輪和準雙曲面錐齒輪，縮小了這種工具機的加工範圍，尤其是不能加工弧齒錐齒輪和準雙曲面齒輪的小輪。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種具有刀傾機構的無搖臺螺旋錐齒輪數控銑齒機， 以解決現有螺旋錐齒輪數控銑齒機加工範圍小的問題。本實用新型的具有刀傾機構的無搖臺螺旋錐齒輪數控銑齒機的技術方案是一種具有刀傾機構的無搖臺螺旋錐齒輪數控銑齒機，包括縱向滑臺和橫向滑臺，縱向滑臺上通過滑軌滑動安裝有工件驅動箱，橫向滑臺上安裝有刀盤支承箱，該刀盤支承箱內安裝有刀盤驅動滾筒，在刀盤驅動滾筒朝向工件驅動箱的端面上偏心安裝有銑刀安裝盤，在所述的刀盤支承箱內安裝有一通過滾筒伺服電機驅動的齒輪軸，在刀盤驅動滾筒上外圓安裝有一個外齒圈，所述的齒輪軸與刀盤驅動滾筒上外圓安裝的外齒圈嚙合，在所述刀盤驅動滾筒
3與銑刀安裝盤之間還設置有用於調整銑刀安裝盤軸線傾角的刀傾調整機構，所述刀傾調整機構包括刀盤驅動滾筒上固設的安裝法蘭，該安裝法蘭的軸線偏離刀盤驅動滾筒的軸線方向，兩軸線之間具有一個小於90°的夾角α，在該安裝法蘭上固定安裝有一刀傾體，該刀傾體具有一個與安裝法蘭吻合連接的內安裝端面和用於安裝所述銑刀安裝盤的外安裝端面，所述銑刀安裝盤同軸安裝在該外安裝端面上，所述的內、外安裝端面相交，其內安裝端面的軸線與外安裝端面的軸線之間的夾角也為α，從而使銑刀安裝盤的軸線傾角可以在 0°至2α之間調節。所述的0 < α 彡 20°。所述的銑刀安裝盤通過與其轉軸轉動配合的軸承座安裝在刀傾體內，在銑刀安裝盤的外緣上同軸固定有一外齒圈，該外齒圈通過嚙合傳動的齒輪傳動機構傳動連接有刀盤伺服電機，所述的齒輪傳動機構包括裝配在刀盤驅動滾筒內的初級減速機構和安裝在刀傾體上的末級減速機構，初級減速機構中設有主動錐齒輪，末級減速機構中設有從動錐齒輪， 所述的主動錐齒輪與從動錐齒輪嚙合，所述的主動錐齒輪與所述安裝法蘭同軸設置，所述從動錐齒輪與所述銑刀安裝盤的軸線平行設置。所述的銑刀安裝盤軸承座同軸插裝在刀傾體上對應設置的錐套中，在錐套的套孔內壁與銑刀安裝盤軸承座的外周面之間對應設置有用於連接固定錐套與銑刀安裝盤軸承座的漲緊套。本實用新型中刀傾體與刀盤驅動滾筒之間採用斜置的安裝法蘭連接，同時，銑刀安裝盤安裝在刀傾體中時，兩者之間的軸線的夾角與安裝法蘭偏斜的角度相同，從而共同組成了刀傾調整機構，通過手動調整刀傾體與安裝法蘭之間的周向角度來調整銑刀的刀傾角度，其結構簡單，調整方便，可以在現有的應用於無搖臺螺旋錐齒輪銑齒機的刀傾刀轉機構上進行改進，有效地擴展現有無搖臺螺旋錐齒輪數控銑齒機的加工範圍。使其在沒有搖臺機構的基礎上，採用四軸聯動方式，通過數字控制刀轉滾筒的轉角、橫向滑臺的位移、垂直滑臺的位移、工件軸的轉角，用HFT法(大輪成形法、小輪刀傾法)加工弧齒錐齒輪或準雙曲面齒輪，大大簡化了齒輪生產工具機的整體結構、降低了工具機的生產成本和齒輪的製造成本，在齒輪加工行業特別是汽車驅動橋主被動錐齒輪加工中可廣泛應用。

圖1為本實用新型數控銑齒機具體實施例的結構示意圖；圖2為圖1中刀盤驅動滾筒的結構示意圖；圖3為圖2中的A部放大圖；圖4為圖2中鎖緊齒套和調節齒套的傳動結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型的數控銑齒機的具體實施例如圖1、圖2所示，在銑齒機的基座8上分別安裝有橫向滑臺7和縱向滑臺9，縱向滑臺9可以帶動齒坯工件在加工過程中的進給，控制縱向滑臺9的位移，可以控制被加工齒輪的齒深。在縱向滑臺9的上表面通過水平開設的至少兩條圓弧形的T形滑槽安裝有立柱10，並通過卡裝在T形滑槽中的連接螺栓固定安裝立柱。鬆開連接螺栓後，立柱10能夠在垂直滑臺9上轉動一定的角度，使被加工齒輪的軸線與縱向滑臺位移的方向形成夾角，該夾角即齒坯工件的齒坯安裝角。在立柱10的一側柱面上通過垂直滑臺11安裝有工件驅動箱，工件驅動箱中設有工件主軸12，該工件主軸12 在工件驅動箱中能夠隨垂直滑臺11上下移動，齒坯工件安裝在工件主軸12上，工件主軸12 由伺服電機通過雙導程蝸杆一蝸輪傳動機構驅動，其角位移通過數控系統控制；在橫向滑臺7上固定安裝有刀盤支承箱1，在刀盤支承箱1上安裝有刀盤驅動滾筒2，在刀盤驅動滾筒2朝向立柱10的端部偏心安裝有用於安裝銑刀的銑刀安裝盤4，通過數控系統控制橫向滑臺7的移動可以調整銑刀盤4中心的水平位置。銑齒機的具體安裝結構為現有技術，此處不再贅述。本實用新型是在上述現有的螺旋錐齒輪銑齒機的基礎上重新設計了刀傾刀轉機構。其中，刀盤驅動滾筒2同軸轉動裝配在刀盤支承箱1中，在刀盤驅動滾筒2的外圓同軸固定套裝有一個外齒圈15，在刀盤支承箱1內安裝有一通過滾筒伺服電機5驅動的齒輪軸 16，該齒輪軸16與外齒圈15嚙合傳動配合，從而驅動刀盤驅動滾筒2可以由滾筒伺服電機 5的驅動在刀盤支承箱1中往復擺動轉動構成刀轉機構。在刀盤驅動滾筒2與銑刀安裝盤4 之間設置有一個用於調整銑齒刀在水平方向上的軸線傾角的刀傾調整機構3，該刀傾調整機構3可以調整銑刀安裝盤4的軸線使其偏離刀盤驅動滾筒2的軸線方向。該刀傾調整機構3主要包括偏心設置在刀盤驅動滾筒2端部的安裝法蘭20，該安裝法蘭20傾斜設置，其軸線偏離刀盤驅動滾筒2的軸線方向，兩軸線的延長線相交，設安裝法蘭20與刀盤驅動滾筒2之間的軸線夾角為a。在安裝法蘭20上固定安裝有一個刀傾體17，本實施例中，在安裝法蘭20的外端面上同軸開設有圓形的T形環槽，刀傾體17通過卡裝在該T形環槽中的固定螺栓安裝在安裝法蘭20上，從而使刀傾體17可以在安裝法蘭20上周向轉動調整其旋轉角度。刀傾體17上具有一個與安裝法蘭20的連接端面吻合連接的內安裝端面和用於安裝銑刀安裝盤4的外安裝端面，兩安裝端面之間傾斜相交，兩安裝端面的軸線夾角也是α， 銑刀安裝盤4與刀傾體17的外安裝端面同軸設置，從而使銑刀安裝盤4的軸線與安裝法蘭 20的軸線之間也具有夾角，該夾角的大小也為a。本實施例中，安裝法蘭20與刀盤驅動滾筒2之間的軸線夾角為α及銑刀安裝盤4的軸線與安裝法蘭20的軸線之間的夾角α = 15°，從而在調整刀傾體17的周向角度時，使銑刀安裝盤4的軸線可以相對於刀盤驅動滾筒2的軸線在0°至30°之間可調。在銑刀安裝盤4的內端面上同軸連接有外齒圈25，該外齒圈25通過嚙合傳動的齒輪傳動機構傳動連接有刀盤伺服電機6，該齒輪傳動機構包括裝配在刀盤驅動滾筒2內的初級減速機構和安裝在刀傾體17上的末級減速機構，初級減速機構中設有輸出錐齒輪沈-1，末級減速機構中設有輸入錐齒輪沈_2，該輸出錐齒輪26-1與輸入錐齒輪沈_2嚙合組成一套換向錐齒輪機構26，其中，輸出錐齒輪沈-1與安裝法蘭20同軸設置，輸入錐齒輪沈-2與銑刀安裝盤4同軸向設置，使得兩錐齒輪沈-1、26-2之間的軸線夾角也是15°，從而保證了在調整銑刀安裝盤4的軸線傾角過程中，輸出錐齒輪沈-1與輸入錐齒輪沈-2始終保持嚙合狀態。在外齒圈25的外周面上螺紋旋裝有一端蓋，該端蓋的外周緣通過螺釘固定安裝在刀傾體17上，在外齒圈25的內環面設有一個錐面，在刀傾體17上固定有與該錐面對應配合的錐套13 ；在銑刀安裝盤4的轉軸15外通過軸承組安裝有軸承座21，該軸承座21通過套裝在其外周面上的漲緊套22同軸固定安裝在刀傾體17上對應設置的錐套13中。為實現銑刀安裝盤4的軸向調節和鎖緊，本實施例中，在漲緊套22遠離銑刀安裝盤4的後端外周面上設有外螺紋，在該外螺紋上螺紋旋裝有一鎖緊齒套觀，在該鎖緊齒套觀的後側並列的設置有一調節齒套27，該調節齒套27旋裝在軸承座21外周面上對應開設的外螺紋上， 調節齒套27與鎖緊齒套觀分別通過齒輪嚙合傳動連接有同軸套設的傳動軸、套，本實施例中，位於外層的傳動軸套四通過齒輪嚙合與鎖緊齒套M傳動連接，位於中心的傳動軸30 通過齒輪嚙合與調節齒套23傳動連接。傳動軸套四朝向銑刀安裝盤4的一端軸向延伸並通過滾針軸承轉動裝配在端蓋上，在其套孔的孔口處設置有用於與內六方扳手對應配合的六方通孔，傳動軸30穿設其中同向延伸，在傳動軸30延伸段的端面上也軸向開設有用於安裝內六方扳手的六方孔，傳動軸30上的六方孔的孔徑小於傳動軸套四上的六方孔的孔徑。 調節時，先用較小的六方扳手插入傳動軸套四端部的通孔中轉動傳動軸30，傳動軸30通過齒輪嚙合帶動調節齒套27轉動，調節齒套27通過螺紋傳動驅使軸承座21產生軸向移動， 調節到位後，取出較小的六方扳手插入較大的六方扳手，使其與傳動軸套四上的六方孔配合驅動傳動軸套四轉動，傳動軸套四通過齒輪嚙合帶動鎖緊齒套觀轉動，鎖緊齒套觀通過螺紋傳動驅動漲緊套22產生軸向移動，通過漲緊套22與錐套13之間的斜面配合將軸承座21擠緊固定。 本實用新型的數控銑齒機取消了傳統的搖臺機構，並重新設計了刀傾機構，且機座上安裝的橫向滑臺和垂直滑臺都是數控滑臺，縱向滑臺可以是數控滑臺、液壓滑臺或機械滑臺，使用時，先手動調整刀傾體17在刀轉滾筒的安裝法蘭20上的轉角，即先調整銑刀的刀傾角，同時，調整立柱10在縱向滑臺9上轉動的角度，即工件的齒坯安裝角，然後可以通過數控系統採用四軸聯動控制方式，即控制刀轉滾筒2的轉角、橫向滑臺7的位移、垂直滑臺11的位移、工件主軸12的轉角，即可採用HFT法加工出節錐角為0° ^30°弧齒錐齒輪和準雙曲面齒輪的小輪；也可以採用五軸聯動控制方式，即控制銑刀安裝盤4的轉角、刀轉滾筒2的轉角、橫向滑臺7的位移、垂直滑臺11的位移和工件主軸12的轉角，即可加工出節錐角為0° ^30°的延伸外擺線等高齒錐齒輪。其中，立柱在縱向滑臺上轉動的角度(齒坯安裝角)由加工調整計算確定，刀傾機構安裝在刀轉滾筒安裝法蘭的角度位置(刀傾角) 也由加工調整計算確定。
權利要求1.一種具有刀傾機構的無搖臺螺旋錐齒輪數控銑齒機，包括縱向滑臺和橫向滑臺，縱向滑臺上通過滑軌滑動安裝有工件驅動箱，橫向滑臺上安裝有刀盤支承箱，該刀盤支承箱內安裝有刀盤驅動滾筒，在刀盤驅動滾筒朝向工件驅動箱的端面上偏心安裝有銑刀安裝盤，其特徵在於，在所述的刀盤支承箱內安裝有一通過滾筒伺服電機驅動的齒輪軸，在刀盤驅動滾筒上外圓安裝有一個外齒圈，所述的齒輪軸與刀盤驅動滾筒上外圓安裝的外齒圈嚙合，在所述刀盤驅動滾筒與銑刀安裝盤之間還設置有用於調整銑刀安裝盤軸線傾角的刀傾調整機構，所述刀傾調整機構包括刀盤驅動滾筒上固設的安裝法蘭，該安裝法蘭的軸線偏離刀盤驅動滾筒的軸線方向，兩軸線之間具有一個小於90°的夾角α，在該安裝法蘭上固定安裝有一刀傾體，該刀傾體具有一個與安裝法蘭吻合連接的內安裝端面和用於安裝所述銑刀安裝盤的外安裝端面，所述銑刀安裝盤同軸安裝在該外安裝端面上，所述的內、外安裝端面相交，其內安裝端面的軸線與外安裝端面的軸線之間的夾角也為α，從而使銑刀安裝盤的軸線傾角可以在0°至2α之間調節。
2.根據權利要求1所述的具有刀傾機構的無搖臺螺旋錐齒輪數控銑齒機，其特徵在於，所述的0 < α彡20°。
3.根據權利要求1所述的具有刀傾機構的無搖臺螺旋錐齒輪數控銑齒機，其特徵在於，所述的銑刀安裝盤通過與其轉軸轉動配合的軸承座安裝在刀傾體內，在銑刀安裝盤的外緣上同軸固定有一外齒圈，該外齒圈通過嚙合傳動的齒輪傳動機構傳動連接有刀盤伺服電機，所述的齒輪傳動機構包括裝配在刀盤驅動滾筒內的初級減速機構和安裝在刀傾體上的末級減速機構，初級減速機構中設有主動錐齒輪，末級減速機構中設有從動錐齒輪，所述的主動錐齒輪與從動錐齒輪嚙合，所述的主動錐齒輪與所述安裝法蘭同軸設置，所述從動錐齒輪與所述銑刀安裝盤的軸線平行設置。
4.根據權利要求3所述的具有刀傾機構的無搖臺螺旋錐齒輪數控銑齒機，其特徵在於，所述的銑刀安裝盤軸承座同軸插裝在刀傾體上對應設置的錐套中，在錐套的套孔內壁與銑刀安裝盤軸承座的外周面之間對應設置有用於連接固定錐套與銑刀安裝盤軸承座的漲緊套。
專利摘要本實用新型公開了一種具有刀傾機構的無搖臺螺旋錐齒輪數控銑齒機，其是在刀盤支承箱內安裝有刀盤驅動滾筒，在刀盤驅動滾筒上偏心固設有安裝法蘭，該安裝法蘭的軸線與刀盤驅動滾筒的軸線方向具有一個小於90°的夾角α，在安裝法蘭上固定安裝有一刀傾體，該刀傾體具有一個與安裝法蘭吻合連接的內安裝端面和用於安裝所述銑刀安裝盤的外安裝端面，內外安裝端面相交，其內安裝端面的軸線與外安裝端面的軸線之間的夾角也為α，從而使銑刀安裝盤的軸線傾角可以在0°至2α之間調節。本實用新型結構簡單，調整方便，有效地擴展現有無搖臺螺旋錐齒輪數控銑齒機的加工範圍，降低了工具機的生產成本和齒輪的製造成本，在齒輪加工行業特別是汽車驅動橋主被動錐齒輪加工中可廣泛應用。
文檔編號B23F23/12GK202052993SQ20112007519
公開日2011年11月30日 申請日期2011年3月21日 優先權日2011年3月21日
發明者鄧效忠, 郭建松 申請人:洛陽科大越格數控工具機有限公司