專利名稱：一種插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，常用的插齒機(jī)包括曲柄擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，插齒機(jī)利用其曲柄擺動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)傳遞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)插刀的沖程過(guò)程。雖然曲柄的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)，但在加工齒輪時(shí)擺桿沖程運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)速度和受力是處于變化中。參見圖5，通 過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，插刀軸向力隨著移動(dòng)距離的增加先增加后減少，軸向線速度隨著移動(dòng)距離的增加也是先增加后減少，這就造成插刀插削不穩(wěn)定，每次插削的深度各不相同，插齒加工的精度較差，產(chǎn)品質(zhì)量較，后來(lái)人們采用油缸和活塞桿來(lái)代替曲柄擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，在產(chǎn)品加工時(shí)通過(guò)液壓控制系統(tǒng)控制使旋轉(zhuǎn)插刀的X、Y、Z、A、B等三維方向與旋轉(zhuǎn)的工件相互嚙合使插刀在工件的軸上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)將工件成型了所需要的齒形狀，而現(xiàn)有技術(shù)的液壓控制系統(tǒng)不能很好地控制油缸和活塞桿工作，工作穩(wěn)定性較差，嚴(yán)重影響了插刀插銷的加工精度和工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，而提供一種操作方便，工作穩(wěn)定性好，保證插刀插銷的加工精度和工作效率的插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，包括總控制中心，所述的總控制中心上分別電連接有用于控制工作臺(tái)移動(dòng)鎖緊的第一油缸、用于控制工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)裝置、用于夾緊放置在工作臺(tái)上工件的夾緊裝置、用于控制刀架總成上下移動(dòng)的移動(dòng)裝置，用于控制插刀主軸上下沖程移動(dòng)的第二油缸、用于控制插刀主軸旋轉(zhuǎn)的第二旋轉(zhuǎn)裝置、用于控制讓刀機(jī)構(gòu)的第三油缸以及用于控制刀架總成上下移動(dòng)平衡的第四油缸，待加工的工件放置在工作臺(tái)上通過(guò)夾緊裝置夾緊固定后，第一旋轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，第一油缸帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)，所述的移動(dòng)裝置帶動(dòng)刀架總成移動(dòng)從而帶動(dòng)插刀移動(dòng)，所述的第二旋轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)插刀旋轉(zhuǎn)，第二油缸控制插刀主軸運(yùn)動(dòng)從而帶動(dòng)插刀上下沖程加工工作臺(tái)上的工件，同時(shí)所述的第三油缸控制插刀進(jìn)行讓刀動(dòng)作，加工出相應(yīng)齒的形狀。本發(fā)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)主要包括床身、工作臺(tái)、立柱機(jī)構(gòu)以及刀架總成，立柱機(jī)構(gòu)與床身連接，刀架總成與立柱機(jī)構(gòu)連接，刀架總成與立柱之間設(shè)置有提拉機(jī)構(gòu)，這里控制系統(tǒng)主要控制X、Y、Z、A、B五個(gè)方向完成工件加工，這里控制工作臺(tái)移動(dòng)鎖緊的第一油缸為X軸向(也叫進(jìn)刀移動(dòng)軸)，控制刀架總成上下移動(dòng)的移動(dòng)裝置為Y軸向(也叫上下移動(dòng)軸)，控制插刀主軸上下沖程移動(dòng)的第二油缸為Z軸向(也叫沖程移動(dòng)軸)，控制插刀主軸旋轉(zhuǎn)的第二旋轉(zhuǎn)裝置為A軸向(也叫插刀旋轉(zhuǎn)軸)，控制工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)裝置為B軸向(也叫工作旋轉(zhuǎn)軸)，這里X，Y軸為定位軸，單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，Z軸為主動(dòng)軸，由設(shè)在主軸上的光柵尺測(cè)量位置，Z軸用絕對(duì)值光柵尺，B為主動(dòng)軸，由人為設(shè)定運(yùn)動(dòng)速度,A軸為跟隨軸，A軸運(yùn)動(dòng)軌跡由公式A = B/K+Z*L計(jì)算，其中K、L為常數(shù)，但Z軸的運(yùn)動(dòng)為往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述A的運(yùn)動(dòng)基本上也是往復(fù)運(yùn)動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的合成運(yùn)動(dòng)。
為優(yōu)化上述方案采取的措施具體包括在上述的一種插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)中，所述的第一旋轉(zhuǎn)裝置包括臺(tái)面進(jìn)刀絲桿、進(jìn)刀蝸輪輻以及第一電機(jī)，所述的臺(tái)面進(jìn)刀絲桿與進(jìn)刀蝸輪輻配合，第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)刀絲桿和進(jìn)刀蝸輪福帶動(dòng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)。在上述的一種插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)中，所述的移動(dòng)裝置包括上下移動(dòng)蝸輪輻、上下移動(dòng)絲桿以及第二電機(jī)，所述的上下移動(dòng)蝸輪輻與上下移動(dòng)絲桿配合，第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)上下移動(dòng)蝸輪輻與上下移動(dòng)絲桿帶動(dòng)刀架總成上下移動(dòng)。在上述的一種插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)中，所述的第二旋轉(zhuǎn)裝置包括插刀轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪輻和第三電機(jī)，所述的第三電機(jī)驅(qū)動(dòng)插刀轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪輻帶動(dòng)插刀旋轉(zhuǎn)。在上述的一種插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)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于調(diào)節(jié)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(jìn)口濾油網(wǎng)和伺服出口濾油網(wǎng)。這里讓第三油缸和第二油缸并聯(lián)使用，使得沖程運(yùn)動(dòng)和讓刀動(dòng)作同步動(dòng)作，讓刀可靠，與沖程運(yùn)動(dòng)結(jié)合性好。在上述的一種插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)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，繼電器上連接有用于調(diào)節(jié)潤(rùn)滑壓力的減壓閥，減壓閥上連接有用于調(diào)節(jié)潤(rùn)滑油亮的節(jié)流閥，節(jié)流閥分別與工作臺(tái)、刀架總成以及立柱連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)油缸、活塞桿和主軸的組合替代了現(xiàn)有技術(shù)中的曲柄擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)通過(guò)液壓系統(tǒng)控制油缸、活塞桿和主軸等部件運(yùn)動(dòng)，使得插刀的軸向力能夠處于恒力狀態(tài)和主軸運(yùn)動(dòng)處于恒速?zèng)_程運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，插刀軸向力在工作狀態(tài)時(shí)保持在恒力狀態(tài)下，插刀的軸向線速度在工作狀態(tài)時(shí)保持在恒速狀態(tài)下，工作穩(wěn)定性好，保證插刀插銷的加工精度和工作效率，可以通過(guò)輸入相應(yīng)程序控制調(diào)節(jié)螺旋角，可以加工出直齒或者斜齒等其它相應(yīng)齒的形狀。


圖I是本插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)的原理方框圖；圖2是本插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)械原理圖；圖3是本插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)的液壓原理圖；圖4為本發(fā)明的沖程位移位置與插刀軸向力、軸向線速度關(guān)系示意圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)的沖程位移位置與插刀軸向力、軸向線速度關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。圖中，總控制中心I ;第一油缸2 ;第一旋轉(zhuǎn)裝置3 ;臺(tái)面進(jìn)刀絲桿31 ;進(jìn)刀蝸輪輻32 ;第一電機(jī)33 ;夾緊裝置4 ;第五油缸41 ;移動(dòng)裝置5 ;上下移動(dòng)蝸輪輻51 ;上下移動(dòng)絲桿52 ;第二電機(jī)53 ;第二油缸6 ;第二旋轉(zhuǎn)裝置7 ;插刀轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪輻71 ;第三電機(jī)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(jìn)口濾油網(wǎng)14 ;伺服出口濾油網(wǎng)15 ; 減壓閥16 ;節(jié)流閥17。如圖I和圖2所示，本插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)，包括總控制中心1，所述的總控制中心I上分別電連接有用于控制工作臺(tái)移動(dòng)鎖緊的第一油缸2、用于控制工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)裝置3、用于夾緊放置在工作臺(tái)上工件的夾緊裝置4、用于控制刀架總成上下移動(dòng)的移動(dòng)裝置5，用于控制插刀主軸上下沖程移動(dòng)的第二油缸6、用于控制插刀主軸旋轉(zhuǎn)的第二旋轉(zhuǎn)裝置7、用于控制讓刀機(jī)構(gòu)的第三油缸8以及用于控制刀架總成上下移動(dòng)平衡的第四油缸9，這里讓刀機(jī)構(gòu)采用斜鐵機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)力的放大作用；控制系統(tǒng)主要控制X、Y、Z、A、B五個(gè)方向完成工件加工，這里控制工作臺(tái)移動(dòng)鎖緊的第一油缸2為X軸向(也叫進(jìn)刀移動(dòng)軸)，控制刀架總成上下移動(dòng)的移動(dòng)裝置5為Y軸向(也叫上下移動(dòng)軸)，控制插刀主軸上下沖程移動(dòng)的第二油缸6為Z軸向(也叫沖程移動(dòng)軸)，控制插刀主軸旋轉(zhuǎn)的第二旋轉(zhuǎn)裝置7為A軸向(也叫插刀旋轉(zhuǎn)軸)，控制工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)裝置3為B軸向(也叫工作旋轉(zhuǎn)軸)。如圖3所示，為了使插刀的軸向線速度在工作狀態(tài)時(shí)保持在恒速狀態(tài)下，保證工作穩(wěn)定性，需要對(duì)液壓系統(tǒng)的油壓進(jìn)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上一端連接有用于調(diào)節(jié)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(jìn)口濾油網(wǎng)14和伺服出口濾油網(wǎng)15，通過(guò)伺服進(jìn)口濾油網(wǎng)14和伺服出口濾油網(wǎng)15對(duì)油進(jìn)行過(guò)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上連接有用于調(diào)節(jié)潤(rùn)滑壓力的減壓閥16，減壓閥16上連接有用于調(diào)節(jié)潤(rùn)滑油亮的節(jié)流閥17，節(jié)流閥17分別與工作臺(tái)、刀架總成以及立柱連接。具體來(lái)說(shuō)，為了保證加工的精確度，第一旋轉(zhuǎn)裝置3包括臺(tái)面進(jìn)刀絲桿31、進(jìn)刀蝸輪輻32以及第一電機(jī)33，臺(tái)面進(jìn)刀絲桿31與進(jìn)刀蝸輪輻32配合，第一電機(jī)33驅(qū)動(dòng)進(jìn)刀絲桿和進(jìn)刀蝸輪輻32帶動(dòng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)裝置5包括上下移動(dòng)蝸輪輻51、上下移動(dòng)絲桿52以及第二電機(jī)53，上下移動(dòng)蝸輪輻51與上下移動(dòng)絲桿52配合，第二電機(jī)53驅(qū)動(dòng)上下移動(dòng)蝸輪輻51與上下移動(dòng)絲桿52帶動(dòng)刀架總成上下移動(dòng)；第二旋轉(zhuǎn)裝置7包括插刀轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪輻71和第三電機(jī)72，第三電機(jī)72驅(qū)動(dòng)插刀轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪輻71帶動(dòng)插刀旋轉(zhuǎn)，夾緊裝置4為第五氣缸。工作時(shí)首先在總控制中心I輸入相應(yīng)程序后啟動(dòng)后，加工的工件放置在工作臺(tái)上通過(guò)第五油缸41夾緊固定后，第一旋轉(zhuǎn)裝置3帶動(dòng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，第一油缸2帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)，移動(dòng)裝置5帶動(dòng)刀架總成移動(dòng)從而帶動(dòng)插刀移動(dòng)，第二旋轉(zhuǎn)裝置7帶動(dòng)插刀旋轉(zhuǎn)，第二油缸6控制插刀主軸運(yùn)動(dòng)從而帶動(dòng)插刀上下沖程加工工作臺(tái)上的工件同時(shí)所述的第三油缸8控制插刀進(jìn)行讓刀動(dòng)作，這里可以通過(guò)輸入相應(yīng)程序控制調(diào)節(jié)螺旋角，當(dāng)需要加工直齒時(shí)首先，參見圖4，通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，插刀軸向力在工作狀態(tài)時(shí)保持在恒力狀態(tài)下，插刀的軸向線速度在工作狀態(tài)時(shí)保持在恒速狀態(tài)下，因此本發(fā)明提高了插刀插削的穩(wěn)定性和精度。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，包括總控制中心(I)，所述的總控制中心(I)上分別電連接有用于控制工作臺(tái)移動(dòng)鎖緊的第一油缸(2)、用于控制工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)裝置(3)、用于夾緊放置在工作臺(tái)上工件的夾緊裝置(4)、用于控制刀架總成上下移動(dòng)的移動(dòng)裝置(5)，用于控制插刀主軸上下沖程移動(dòng)的第二油缸￠)、用于控制插刀主軸旋轉(zhuǎn)的第二旋轉(zhuǎn)裝置(7)、用于控制讓刀機(jī)構(gòu)的第三油缸(8)以及用于控制刀架總成上下移動(dòng)平衡的第四油缸(9)，待加工的工件放置在工作臺(tái)上通過(guò)夾緊裝置(4)夾緊固定后，第一旋轉(zhuǎn)裝置(3)帶動(dòng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，第一油缸(2)帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)，所述的移動(dòng)裝置(5)帶動(dòng)刀架總成移動(dòng)從而帶動(dòng)插 刀移動(dòng)，所述的第二旋轉(zhuǎn)裝置(7)帶動(dòng)插刀旋轉(zhuǎn)，第二油缸(6)控制插刀主軸運(yùn)動(dòng)從而帶動(dòng)插刀上下沖程加工工作臺(tái)上的工件，同時(shí)所述的第三油缸(8)控制插刀進(jìn)行讓刀動(dòng)作，加工出相應(yīng)齒的形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一旋轉(zhuǎn)裝置(3)包括臺(tái)面進(jìn)刀絲桿(31)、進(jìn)刀蝸輪輻(32)以及第一電機(jī)(33)，所述的臺(tái)面進(jìn)刀絲桿(31)與進(jìn)刀蝸輪輻(32)配合，第一電機(jī)(33)驅(qū)動(dòng)進(jìn)刀絲桿和進(jìn)刀蝸輪輻(32)帶動(dòng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的移動(dòng)裝置(5)包括上下移動(dòng)蝸輪輻(51)、上下移動(dòng)絲桿(52)以及第二電機(jī)(53)，所述的上下移動(dòng)蝸輪輻(51)與上下移動(dòng)絲桿(52)配合，第二電機(jī)(53)驅(qū)動(dòng)上下移動(dòng)蝸輪輻(51)與上下移動(dòng)絲桿(52)帶動(dòng)刀架總成上下移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的第二旋轉(zhuǎn)裝置(7)包括插刀轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪輻(71)和第三電機(jī)(72)，所述的第三電機(jī)(72)驅(qū)動(dòng)插刀轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪福(71)帶動(dòng)插刀旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項(xiàng)所述的一種插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，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)上一端連接有用于調(diào)節(jié)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(jìn)口濾油網(wǎng)(14)和伺服出口濾油網(wǎng)(15)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)，其特征在于，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)上連接有用于調(diào)節(jié)潤(rùn)滑壓力的減壓閥(16)，減壓閥(16)上連接有用于調(diào)節(jié)潤(rùn)滑油亮的節(jié)流閥(17)，節(jié)流閥(17)分別與工作臺(tái)、刀架總成以及立柱連接。
全文摘要
本發(fā)明屬于機(jī)械控制技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種插齒機(jī)的液壓數(shù)控系統(tǒng)，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(zhuǎn)裝置、夾緊裝置、移動(dòng)裝置，第二油缸、第二旋轉(zhuǎn)裝置、第三油缸以及第四油缸。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)液壓系統(tǒng)控制油缸、活塞桿和主軸等部件運(yùn)動(dòng)，使得插刀的軸向力能夠處于恒力狀態(tài)和主軸運(yùn)動(dòng)處于恒速?zèng)_程運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可以通過(guò)輸入相應(yīng)程序控制調(diào)節(jié)螺旋角，工作穩(wěn)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(yīng)齒的形狀。
文檔編號(hào)B23Q5/40GK102615360SQ20121010874
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者陳國(guó)棟 申請(qǐng)人:寧波東平齒輪制造有限公司