一種在通用六軸數(shù)控機(jī)床上加工螺旋錐齒輪的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在通用六軸數(shù)控機(jī)床上加工螺旋錐齒輪的方法，該方法通過專用刀柄將標(biāo)準(zhǔn)銑刀盤連接在機(jī)床的刀盤主軸上，采用三爪卡盤將齒輪工件固定在C軸轉(zhuǎn)臺上，并通過設(shè)置并啟動刀盤主軸和工件主軸電子齒輪功能，使銑刀盤和齒輪工件做嚙合的展成運(yùn)動，以加工出齒面。本發(fā)明無需對機(jī)床設(shè)備進(jìn)行改造，只需安裝齒輪加工所需刀柄、銑刀盤和夾具，就可實(shí)現(xiàn)螺旋錐齒輪的中小批量的生產(chǎn)，降低了加工成本，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】一種在通用六軸數(shù)控機(jī)床上加工螺旋錐齒輪的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種螺旋錐齒輪的加工方法，特別是涉及一種在通用六軸數(shù)控機(jī)床上加工螺旋錐齒輪的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]螺旋錐齒輪作為高效、平穩(wěn)、高載的傳動部件，廣泛用于輪船、飛機(jī)、直升機(jī)、汽車、動力機(jī)械等設(shè)備，其需求量非常之大。由于傳統(tǒng)機(jī)械式螺旋錐齒輪數(shù)控加工設(shè)備的專用性、功能局限性而被逐步淘汰，而采用全數(shù)控理論和技術(shù)實(shí)現(xiàn)螺旋錐齒輪數(shù)字化加工是當(dāng)前制造業(yè)發(fā)展的大趨勢。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，數(shù)控化的螺旋錐齒輪加工機(jī)床都是專用機(jī)床，設(shè)備投入大，維護(hù)費(fèi)用高。這樣的專機(jī)只能加工齒輪，在機(jī)床空閑時(shí)，不能用這類專機(jī)再加工其它普通零件。其機(jī)床加工柔性不高，機(jī)床利用率低，不適合錐齒輪小批量生產(chǎn)需求。另外專用的錐齒輪加工機(jī)床所配備的控制系統(tǒng)，都是在進(jìn)口的數(shù)控系統(tǒng)中加入螺旋錐齒輪功能，其軟件價(jià)格也十分昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種在通用六軸數(shù)控機(jī)床上加工螺旋錐齒輪的方法。
[0005]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種在通用六軸數(shù)控機(jī)床上加工螺旋錐齒輪的方法，所述通用六軸數(shù)控機(jī)床包括床身、X向直線導(dǎo)軌、Y向直線導(dǎo)軌、Z向直線導(dǎo)軌、第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)和第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)；所述床身上固定有所述Y向直線導(dǎo)軌，所述Y向直線導(dǎo)軌上安裝有Y軸滑臺，所述Y軸滑臺上固定有X向直線導(dǎo)軌，所述X向直線導(dǎo)軌上安裝有X軸床鞍；在所述床身的后面設(shè)有立柱，在所述立柱的前側(cè)面上裝有所述Z向直線導(dǎo)軌，所述Z向直線導(dǎo)軌上滑動配合連接有Z向滑臺，所述Z向滑臺上連接有刀盤主軸；所述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括第一力矩電機(jī)，所述第一力矩電機(jī)內(nèi)置入A軸支撐架內(nèi)，所述A軸支撐架固定在所述X軸床鞍的左端上部，所述A軸支撐架上支撐有A軸搖籃，所述第一力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子與所述A軸搖籃固接，所述第一力矩電機(jī)的定子與所述X向床鞍固接；在所述A軸搖籃上安裝有C軸轉(zhuǎn)臺；所述第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括第二力矩電機(jī)，所述第二力矩電機(jī)的定子固接在所述A軸搖籃內(nèi)，所述第二力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子與所述C軸轉(zhuǎn)臺固定連接，所述C軸轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)中心線為C軸軸線；
[0006]所述刀盤主軸采用伺服電主軸，所述伺服電主軸的轉(zhuǎn)角采用角度編碼器測定，所述伺服電主軸的轉(zhuǎn)角采用閉環(huán)控制；
[0007]采用所述通用六軸數(shù)控機(jī)床加工螺旋錐齒輪的方法包括以下步驟:
[0008]一)在伺服電主軸下面同軸連接刀柄，通過所述刀柄把加工齒輪所用的標(biāo)準(zhǔn)銑刀盤與所述伺服電主軸連接在一起；在所述C軸轉(zhuǎn)臺上同軸安裝自定心的三爪卡盤，在所述三爪卡盤的中心處夾緊固定齒輪工件，使齒輪工件軸線與C軸軸線共線；[0009]所述刀柄是由與所述標(biāo)準(zhǔn)銑刀盤連接的刀柄過渡部分和與所述伺服電主軸連接的刀柄主體一體形成的；所述刀柄過渡部分是由頭部圓錐臺和大圓柱一體形成的，所述頭部圓錐臺的頭部端面中心處設(shè)有銑刀盤固定螺紋孔，所述頭部圓錐臺上設(shè)有與銑刀盤中心錐孔配合的銑刀盤定位錐面；所述大圓柱的外端面為銑刀盤軸向定位平面，在所述銑刀盤軸向定位平面上設(shè)有銑刀盤周向定位鍵鍵槽，在所述銑刀盤周向定位鍵鍵槽內(nèi)設(shè)有固定鍵的螺紋孔；所述刀柄主體是由尾部圓錐臺和小圓柱一體形成的，所述尾部圓錐臺的尾部端面中心處設(shè)有拉釘孔，所述小圓柱的圓柱面上設(shè)有機(jī)床主軸端面鍵的鍵槽；
[0010]_.)設(shè)直并啟動刀盤王軸和工件王軸電子齒輪功能；
[0011]三)啟動所述第一力矩電機(jī)使所述A軸搖籃轉(zhuǎn)過一預(yù)設(shè)角度，以確定所述齒輪工件開始加工時(shí)的輪坯安裝角；
[0012]四)使所述Z向滑板運(yùn)動，帶動所述銑刀盤運(yùn)動到其刀尖平面距離工件頂面IOOmm處，使所述Y軸滑臺和所述X軸床鞍移動，并控制所述Y軸滑臺和所述X軸床鞍的位移量，使最終合成位置為齒輪加工的起始位置；
[0013]五)開啟冷卻液，所述銑刀盤按設(shè)定的進(jìn)給速度切入齒坯，使所述銑刀盤的刀尖平面與齒還在Y軸向的齒根處相切；x軸和Y軸進(jìn)行聯(lián)動，其聯(lián)動的進(jìn)給率為現(xiàn)有專用機(jī)械式螺旋錐齒輪加工機(jī)床的搖臺轉(zhuǎn)速與徑向刀位的乘積；在數(shù)控程序控制下，X軸、Y軸、刀盤主軸和工件主軸四軸聯(lián)動，使所述銑刀盤和所述齒輪工件做嚙合的展成運(yùn)動，以加工出齒面；
[0014]六)齒輪展成運(yùn)動完成后，所述銑刀盤和所述齒輪工件繼續(xù)按電子齒輪關(guān)系做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時(shí)所述銑刀盤向上運(yùn)動，使所述齒輪工件與所述銑刀盤分離，所述銑刀盤回到最高位置，所述A軸搖籃擺回到起始位置；其它各軸都回到起始位置，取下加工好的齒輪。
[0015]所述大圓柱的圓柱面上設(shè)有兩個對稱布置的平面，所述平面上設(shè)有螺釘孔。
[0016]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0017]I )A軸采用力矩電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)內(nèi)置入在X軸床鞍左側(cè)的A軸支撐架內(nèi)，這樣能夠提高Y軸行程空間，減少機(jī)床的占地面積。A軸和C軸采用力矩電機(jī)并配有高精度角度編碼器，有利于提高機(jī)床加工齒輪的精度。
[0018]2)在通用六軸數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行螺旋錐齒輪的加工，無需對機(jī)床設(shè)備進(jìn)行改造，只需安裝齒輪加工所需刀柄、銑刀盤和夾具，就可實(shí)現(xiàn)螺旋錐齒輪的中小批量的生產(chǎn)，降低了加工成本，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0019]3)采用通用六軸機(jī)床加工螺旋錐齒輪,加工設(shè)備還可以作為通用五軸、四軸、三軸機(jī)床加工其它非齒輪零件，增強(qiáng)了通用六軸機(jī)床的加工柔性，使其能夠一機(jī)多用，提高了利用率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明所用刀柄的主視圖；
[0022]圖3是圖2的右視圖；
[0023]圖4是圖2的立體示意圖。
[0024]圖中:1、床身，2、Y向直線導(dǎo)軌，3、Y軸滑臺，4、X向直線導(dǎo)軌，5、X軸床鞍，6、A軸搖籃，7、C軸轉(zhuǎn)臺，8、夾具，9、立柱，10,Z向直線導(dǎo)軌，11、Z軸滑板，12、W軸軸線，13、刀盤主軸，14、刀柄，15、銑刀盤，16、C軸軸線，17、齒輪工件，18、A軸軸線，19、A軸支撐架，14_1、長錐面，14-2、拉釘孔，14-3、尾部圓錐臺，14-4、小圓柱，14_5、大圓柱，14_6、銑刀盤軸向定位平面，14-7、銑刀盤定位錐面，14-8、頭部圓錐臺，14-9、螺釘孔，14-10、銑刀盤固定螺紋孔，14-11、銑刀盤周向定位鍵鍵槽，14-12、固定鍵的螺紋孔，14-13、機(jī)床主軸端面鍵的鍵槽，14-14、平面，A、刀柄過渡部分，B、刀柄主體。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0026]請參閱圖1~圖4，一種在通用六軸數(shù)控機(jī)床上加工螺旋錐齒輪的方法，所述通用六軸數(shù)控機(jī)床包括床身l、x向直線導(dǎo)軌4、y向直線導(dǎo)軌2、Ζ向直線導(dǎo)軌10、第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)和第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
[0027]所述床身1上固定有所述Y向直線導(dǎo)軌2，所述Y向直線導(dǎo)軌2上安裝有Y軸滑臺3，所述Y軸滑臺3上固定有X向直線導(dǎo)軌4，所述X向直線導(dǎo)軌4上安裝有X軸床鞍5。
[0028]在床身1后面設(shè)有立柱9，在立柱9的前側(cè)面上裝有Z向直線導(dǎo)軌10，Z向直線導(dǎo)軌10上滑動配合連接有Z 向滑臺11，Z向滑臺11上連接有刀盤主軸13，刀盤主軸軸線為W軸軸線12。
[0029]第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括第一力矩電機(jī)，第一力矩電機(jī)內(nèi)置入A軸支撐架19內(nèi)，A軸支撐架19固定在X軸床鞍5的左端上部，A軸支撐架19上支撐有A軸搖籃6，第一力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子與A軸搖籃6固接，第一力矩電機(jī)的定子與X向床鞍5固接，當(dāng)?shù)谝涣仉姍C(jī)通電工作時(shí)，第一力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子帶動A軸搖籃6繞A軸軸線18旋轉(zhuǎn)，在本發(fā)明中，該旋轉(zhuǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)齒輪工件根錐角的調(diào)整運(yùn)動，其調(diào)整角度范圍為±90°。
[0030]在A軸搖籃6上安裝有C軸轉(zhuǎn)臺7，其上為機(jī)床工作臺面，工作臺面可繞C軸軸線16連續(xù)旋轉(zhuǎn)；
[0031]第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括第二力矩電機(jī)，第二力矩電機(jī)的定子固接在A軸搖籃6內(nèi)，第二力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子與C軸轉(zhuǎn)臺7固定連接。當(dāng)?shù)诙仉姍C(jī)通電工作時(shí)，第二力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子帶動C軸轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，C軸轉(zhuǎn)臺7再帶動夾具8和齒輪工件17連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
[0032]X向直線導(dǎo)軌4、y向直線導(dǎo)軌2和Z向直線導(dǎo)軌10采用滾動導(dǎo)軌或滾珠絲桿，伺服電機(jī)通過直聯(lián)方式將伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動傳給所述滾珠絲桿或滾動導(dǎo)軌，帶動Y軸滑臺3、X軸床鞍5和Z軸滑板11移動。Y軸滑臺3、Χ軸床鞍5和Z軸滑板11的位移用光柵尺測定，閉環(huán)控制；Α軸和C軸采用力矩電機(jī)直接驅(qū)動，回轉(zhuǎn)精度用高精度角度編碼器測定。
[0033]所述刀盤主軸采用伺服電主軸，伺服電主軸的轉(zhuǎn)角采用高精度角度編碼器測定，伺服電主軸的轉(zhuǎn)角采用閉環(huán)控制。
[0034]采用所述通用六軸數(shù)控機(jī)床加工螺旋錐齒輪的方法包括以下步驟:
[0035]一)在伺服電主軸下面同軸連接刀柄14，通過刀柄14把加工齒輪所用的標(biāo)準(zhǔn)銑刀盤15與伺服電主軸連接在一起，銑刀盤15與伺服電主軸同軸設(shè)置；當(dāng)伺服電主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動刀柄和銑刀盤旋轉(zhuǎn)，構(gòu)成伺服電主軸部分；在C軸轉(zhuǎn)臺7上同軸安裝齒輪加工所需夾具8，夾具8為自定心的三爪卡盤，其中心夾有齒輪工件17，使齒輪工件軸線與C軸軸線共線。[0036]所述刀柄是由與所述銑刀盤連接的刀柄過渡部分A和與伺服電主軸連接的刀柄主體B—體形成的。
[0037]所述刀柄過渡部分A是由頭部圓錐臺14-8和大圓柱14-5 —體形成的，所述頭部圓錐臺14-8的頭部端面中心處設(shè)有銑刀盤固定螺紋孔14-10，所述頭部圓錐臺14-8上設(shè)有與銑刀盤中心錐孔配合的銑刀盤定位錐面14-7 ;所述大圓柱14-5的外端面為銑刀盤軸向定位平面14-6，在所述銑刀盤軸向定位平面14-6上設(shè)有銑刀盤周向定位鍵鍵槽14-11，在所述銑刀盤周向定位鍵鍵槽14-11內(nèi)設(shè)有固定鍵的螺紋孔14-12。
[0038]所述刀柄主體B是由尾部圓錐臺14-3和小圓柱14-4 一體形成的，所述尾部圓錐臺14-3的尾部端面中心處設(shè)有拉釘孔14-2，所述小圓柱14-4的圓柱面上設(shè)有機(jī)床主軸端面鍵的鍵槽14-13。
[0039]上述過渡部分A中用于安裝延伸外擺線錐齒輪銑刀盤的定位面由銑刀盤軸向定位平面14-6和銑刀盤定位錐面14-7組成。銑刀盤軸向定位平面14-6上有一個銑刀盤周向定位鍵鍵槽14-11。為防止銑刀盤周向定位鍵移動，在銑刀盤周向定位鍵鍵槽14-11上設(shè)有固定鍵的螺紋孔14-12。大圓柱14-5上對稱布置有2個平面14-14，在平面14-14上設(shè)有螺釘孔14-9，以便于在人工或叉車等起吊刀盤時(shí)，能夠通過擰入螺釘來抓緊刀柄。
[0040]在本實(shí)施例中，銑刀盤周向定位鍵鍵槽14-11寬25.5mm，深8mm，該鍵槽靠近大圓柱14-5中心的一側(cè)為一圓頭,其中心與大圓柱14-5中心的最短距離為76.35mm,該鍵槽中心線與螺釘孔14-9中心線的夾角為45°。為防止鍵松動，在鍵槽的中心線上設(shè)有固定鍵的螺紋孔14-12，可以采用螺釘把定位鍵固定在鍵槽內(nèi)，螺紋孔14-12的直徑為6mm，深度12mm,其中心線與大圓柱14-5中心線的距離為86mm。統(tǒng)刀盤定位錐面14-7大端直徑為130.07mm，錐度為1: 4，長度為21.5mm，銑刀盤定位錐面14_7需用專業(yè)環(huán)規(guī)涂色檢驗(yàn)，與銑刀盤接觸面不少于90%。刀柄過渡部分A上的銑刀盤固定螺紋孔14-10為一標(biāo)準(zhǔn)的帶螺紋的60°中心孔,該螺紋孔直徑為24mm,深65mm。大圓柱14-5的直徑為210mm,長度為30mm。大圓柱14-5圓柱面上的螺釘孔14-9的直徑10mm，深度18mm。上述刀柄主體B為一符合標(biāo)準(zhǔn)JIS B6339規(guī)定的BT50號錐柄，但考慮到所安裝的銑刀盤直徑和重量均較大，不適合在通用數(shù)控機(jī)床上換刀，因此在小圓柱14-4上未加工V形槽。尾部圓錐臺14-3上的長錐面14-1比頭部圓錐臺上的銑刀盤定位錐面長，故稱之為長錐面。刀柄主體B可以通過安裝在拉釘孔14-2內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)拉釘、長錐面14-1其錐度為7:24及小圓柱14_4上的機(jī)床主軸端面鍵的鍵槽14-13安裝在BT50號數(shù)控主軸上。長錐面14-1的大端直徑為69.85mm,拉釘孔14-2的直徑為24mm，深度45mm。在小圓柱14_4上對稱布置的2個機(jī)床主軸端面鍵的鍵槽14-13的寬為25.7mm，鍵槽底面到小圓柱14_4中心的距離為35.4mm。上述刀柄可以在數(shù)控機(jī)床BT50號主軸錐孔上安裝中心錐孔為130.07mm的標(biāo)準(zhǔn)延伸外擺線錐齒輪銑刀盤。該刀柄和所連接的銑刀盤兩者總體重量大于40Kg，同時(shí)一般通用數(shù)控機(jī)床刀庫的刀具空間直徑小于200mm，因此該刀柄不適合在通用數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行換刀操作，在小圓柱14_4上未設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)V型槽，能夠減少該刀柄的制造成本?？紤]到通用數(shù)控機(jī)床的主軸啟動力矩小、機(jī)床主軸方向運(yùn)行行程的限制和提高刀柄的剛性，將刀柄過渡部分A與刀柄主體B做成一個整體，中間無其它連接部分。拉釘孔14-2、尾部圓錐臺14-3、小圓柱14-4、機(jī)床主軸端面鍵的鍵槽14-13的尺寸及公差與標(biāo)準(zhǔn)JIS B6339所規(guī)定的錐柄的相應(yīng)尺寸及公差相同。
[0041]數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)通過安裝在拉釘孔14-2內(nèi)的拉釘對刀柄主體B施加沿軸線方向的拉力，使得刀柄主體B上的長錐面14-1與數(shù)控機(jī)床主軸錐孔緊密配合，實(shí)現(xiàn)刀柄在數(shù)控機(jī)床主軸上的軸向定位。刀柄在數(shù)控機(jī)床主軸上的周向定位是通過刀柄主體B的小圓柱14-4上的機(jī)床主軸端面鍵的鍵槽14-13與數(shù)控機(jī)床主軸上的端面鍵配合來保證的。將銑刀盤的中心錐孔套裝在刀柄過渡部分A的銑刀盤定位錐面14-7上，并用擰緊在銑刀盤固定螺紋孔14-13內(nèi)的螺釘將銑刀盤鎖緊，從而實(shí)現(xiàn)銑刀盤在刀柄上的軸向定位。銑刀盤在刀柄上的周向定位是通過在銑刀盤的背面和銑刀盤軸向定位平面之間設(shè)置一個標(biāo)準(zhǔn)定位鍵來保證的，標(biāo)準(zhǔn)定位鍵固定安裝在銑刀盤周向定位鍵鍵槽14-11內(nèi)。
[0042]二)設(shè)置并啟動刀盤主軸(W軸)和工件主軸(C軸)電子齒輪功能:即當(dāng)伺服電主軸(W軸)旋轉(zhuǎn)時(shí)，利用數(shù)控系統(tǒng)電子齒輪功能，第二力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子跟隨伺服電主軸(W軸)轉(zhuǎn)動，驅(qū)動齒輪工件旋轉(zhuǎn)；
[0043]三)啟動所述第一力矩電機(jī)使A軸搖籃6轉(zhuǎn)過一預(yù)設(shè)角度，以確定齒輪工件17開始加工時(shí)的輪坯安裝角。
[0044]四)數(shù)控系統(tǒng)通過立柱9上的伺服電機(jī)來精確控制Z向滑板運(yùn)動，帶動銑刀盤快速往下運(yùn)動到刀尖平面離工件頂面IOOmm處，通過機(jī)床床身上的伺服電機(jī)來精確控制Y軸滑臺的位移量，通過Y軸滑臺3上的伺服電機(jī)來精確控制X軸床鞍的位移量，使最終合成位置為齒輪加工的起始位置。
[0045]五)開啟冷卻液，銑刀盤15按設(shè)定的進(jìn)給速度慢慢切入齒坯，使銑刀盤15的刀尖平面與齒坯在Y軸向的齒根處相切；銑刀盤15調(diào)整到此位置后，銑刀盤15在Z軸方向不再運(yùn)動，X軸和Y軸進(jìn)行聯(lián)動，其聯(lián)動的進(jìn)給率為現(xiàn)有專用機(jī)械式螺旋錐齒輪加工機(jī)床的搖臺轉(zhuǎn)速與徑向刀位的乘積；在數(shù)控程序控制下，X軸、Y軸、刀具主軸13 (W軸)、工件主軸(C軸)四軸聯(lián)動使銑刀盤15和齒輪工件17做嚙合的展成運(yùn)動以加工出齒面。
[0046]六)齒輪展成運(yùn)動完成后，銑刀盤15和齒輪工件17繼續(xù)按電子齒輪關(guān)系做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時(shí)銑刀盤15向上運(yùn)動，使齒輪工件17與銑刀盤15逐漸分離，銑刀盤15回到最高位置，A軸搖籃6擺回到起始位置；其它各軸都回到原始位置，取下加工好的齒輪并換上待加工的齒坯。
[0047]上述方法是采用六軸數(shù)控機(jī)床加工錐齒輪，當(dāng)不需加工齒輪時(shí)，六軸數(shù)控機(jī)床可作為通用五軸、三軸機(jī)床加工其它非齒輪零件，其工作過程為:
[0048]卸除刀柄14、銑刀盤15、夾具8和齒輪工件17，在數(shù)控系統(tǒng)中，去掉刀盤主軸和工件主軸的電子齒輪關(guān)系，即為通用的雙轉(zhuǎn)臺五軸數(shù)控機(jī)床。
[0049]盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種在通用六軸數(shù)控機(jī)床上加工螺旋錐齒輪的方法，所述通用六軸數(shù)控機(jī)床包括床身、X向直線導(dǎo)軌、Y向直線導(dǎo)軌、Z向直線導(dǎo)軌、第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)和第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)；所述床身上固定有所述Y向直線導(dǎo)軌，所述Y向直線導(dǎo)軌上安裝有Y軸滑臺，所述Y軸滑臺上固定有X向直線導(dǎo)軌，所述X向直線導(dǎo)軌上安裝有X軸床鞍；在所述床身的后面設(shè)有立柱，在所述立柱的前側(cè)面上裝有所述Z向直線導(dǎo)軌，所述Z向直線導(dǎo)軌上滑動配合連接有Z向滑臺，所述Z向滑臺上連接有刀盤主軸；所述第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括第一力矩電機(jī)，所述第一力矩電機(jī)內(nèi)置入A軸支撐架內(nèi)，所述A軸支撐架固定在所述X軸床鞍的左端上部，所述A軸支撐架上支撐有A軸搖籃，所述第一力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子與所述A軸搖籃固接，所述第一力矩電機(jī)的定子與所述X向床鞍固接；在所述A軸搖籃上安裝有C軸轉(zhuǎn)臺；所述第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括第二力矩電機(jī)，所述第二力矩電機(jī)的定子固接在所述A軸搖籃內(nèi)，所述第二力矩電機(jī)的轉(zhuǎn)子與所述C軸轉(zhuǎn)臺固定連接，所述C軸轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)中心線為C軸軸線； 其特征在于， 所述刀盤主軸采用伺服電主軸，所述伺服電主軸的轉(zhuǎn)角采用角度編碼器測定，所述伺服電主軸的轉(zhuǎn)角采用閉環(huán)控制； 采用所述通用六軸數(shù)控機(jī)床加工螺旋錐齒輪的方法包括以下步驟: 一)在伺服電主軸下面同軸連接刀柄，通過所述刀柄把加工齒輪所用的標(biāo)準(zhǔn)銑刀盤與所述伺服電主軸連接在一起；在所述C軸轉(zhuǎn)臺上同軸安裝自定心的三爪卡盤，在所述三爪卡盤的中心處夾緊固定齒輪工件，使齒輪工件軸線與C軸軸線共線； 所述刀柄是由與所述標(biāo)準(zhǔn)銑刀盤連接的刀柄過渡部分和與所述伺服電主軸連接的刀柄主體一體形成的；所述刀柄過渡部分是由頭部圓錐臺和大圓柱一體形成的，所述頭部圓錐臺的頭部端面中心處設(shè)有銑刀盤固定螺紋孔，所述頭部圓錐臺上設(shè)有與銑刀盤中心錐孔配合的銑刀盤定位錐面；所述大圓柱的外端面為銑刀盤軸向定位平面，在所述銑刀盤軸向定位平面上設(shè)有銑刀盤周向定位鍵鍵槽，在所述銑刀盤周向定位鍵鍵槽內(nèi)設(shè)有固定鍵的螺紋孔；所述刀柄主體是由尾部圓錐臺和小圓柱一體形成的，所述尾部圓錐臺的尾部端面中心處設(shè)有拉釘孔，所述小圓柱的圓柱面上設(shè)有機(jī)床主軸端面鍵的鍵槽； 二)設(shè)置并啟動刀盤主軸和工件主軸電子齒輪功能； 三)啟動所述第一力矩電機(jī)使所述A軸搖籃轉(zhuǎn)過一預(yù)設(shè)角度，以確定所述齒輪工件開始加工時(shí)的輪坯安裝角； 四)使所述Z向滑板運(yùn)動，帶動所述銑刀盤運(yùn)動到其刀尖平面距離工件頂面IOOmm處，使所述Y軸滑臺和所述X軸床鞍移動，并控制所述Y軸滑臺和所述X軸床鞍的位移量，使最終合成位置為齒輪加工的起始位置； 五)開啟冷卻液，所述銑刀盤按設(shè)定的進(jìn)給速度切入齒坯，使所述銑刀盤的刀尖平面與齒坯在Y軸向的齒根處相切；x軸和Y軸進(jìn)行聯(lián)動，其聯(lián)動的進(jìn)給率為現(xiàn)有專用機(jī)械式螺旋錐齒輪加工機(jī)床的搖臺轉(zhuǎn)速與徑向刀位的乘積；在數(shù)控程序控制下，X軸、Y軸、刀盤主軸和工件主軸四軸聯(lián)動，使所述銑刀盤和所述齒輪工件做嚙合的展成運(yùn)動，以加工出齒面； 六)齒輪展成運(yùn)動完成后，所述銑刀盤和所述齒輪工件繼續(xù)按電子齒輪關(guān)系做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，同時(shí)所述銑刀盤向上運(yùn)動，使所述齒輪工件與所述銑刀盤分離，所述銑刀盤回到最高位置，所述A軸搖籃擺回到起始位置；其它各軸都回到起始位置，取下加工好的齒輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在通用六軸數(shù)控機(jī)床上加工螺旋錐齒輪的方法，其特征在于，所述大圓柱的圓 柱面上設(shè)有兩個對稱布置的平面，所述平面上設(shè)有螺釘孔。
【文檔編號】B23F9/08GK103611990SQ201310580738
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】王太勇, 王勇, 林福訓(xùn), 盧志理, 王冬, 吳開發(fā), 劉清建, 劉恒麗, 張玥 申請人:天津大學(xué)