專利名稱：具有轉(zhuǎn)位尾座的數(shù)控滾齒機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種數(shù)控滾齒機(jī)，具體的說是一種具有轉(zhuǎn)位尾座的數(shù)控滾齒機(jī)。
背景技術(shù)：
齒輪是工業(yè)生產(chǎn)中的重要基礎(chǔ)零件，廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)中。齒輪加工技術(shù)和加工能力反映了一個(gè)國家的工業(yè)水平。大型齒輪是礦山、水泥、建材、港口和機(jī)械等行業(yè)重要的傳動(dòng)元件。在齒輪加工中，滾齒是應(yīng)用最廣泛的切齒方法。滾齒加工的原理是滾刀和齒坯模擬一對螺旋齒輪作嚙合運(yùn)動(dòng)。滾齒機(jī)是進(jìn)行滾齒加工的機(jī)床。滾齒機(jī)由床身、前立柱、后立柱和工作臺(tái)等主要部件組成。前立柱固定在床身的一端，后立柱安裝在床身的水平導(dǎo)軌上，可沿床身水平移動(dòng)。前立柱和后立柱之間安裝有工作臺(tái)，工作臺(tái)也安裝在床身的水平導(dǎo)軌上。工作臺(tái)是一個(gè)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的圓臺(tái)機(jī)構(gòu)，工作臺(tái)可做連續(xù)的圓周運(yùn)動(dòng)，也可以借助工作臺(tái)下面設(shè)置的分度圓盤控制工件的旋轉(zhuǎn)角度，對工件進(jìn)行分度加工。工作臺(tái)的中心設(shè)置用于安裝工件并對工件進(jìn)行定位的芯軸。后立柱對著工作臺(tái)的側(cè)壁上安裝滑動(dòng)導(dǎo)軌，滑動(dòng)導(dǎo)軌上設(shè)置上下滑動(dòng)的尾座，尾座上設(shè)置頂尖，在齒輪的加工工程中，頂尖對芯軸的上端起支撐和定位的作用。前立柱上對著工作臺(tái)的側(cè)壁上也設(shè)置滑軌，滑軌上設(shè)置用于安裝滾刀架的滾刀滑臺(tái)，滾刀架上的滾刀在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)切削，配合工作臺(tái)上的工件模擬嚙合齒輪動(dòng)作，對工件進(jìn)行滾齒加工。大型齒輪由于體積和重量較大，在進(jìn)行齒坯加工時(shí)需要使用吊裝機(jī)構(gòu)進(jìn)行吊裝操作。上活時(shí)，從機(jī)床的正上方把齒坯安裝到機(jī)床工作臺(tái)的芯軸上，由于尾座上的頂尖在芯軸的正上方，尾座無法進(jìn)行轉(zhuǎn)位，通常是由后立柱電機(jī)驅(qū)動(dòng)后立柱在水平導(dǎo)軌上從工作位置整體向后移動(dòng)到機(jī)床尾部，等齒坯安裝到機(jī)床的芯軸上后再由電機(jī)驅(qū)動(dòng)后立柱前移到工作位置。加工完后，需要卸活時(shí)，要再次使后立柱在水平導(dǎo)軌上從工作位置整體向后移動(dòng)到機(jī)床尾部，從機(jī)床的正上方把加工好的齒輪從機(jī)床的芯軸上用吊裝機(jī)構(gòu)向上吊離機(jī)床。由于每加工一件工件就需要后立柱往復(fù)一次，延長了數(shù)控滾齒機(jī)加工一件工件所需的工作時(shí)間，使有效的工作 時(shí)間減少，工作效率降低。并且由于后立柱質(zhì)量重，頻繁移動(dòng)，極易造成水平導(dǎo)軌的磨損，因此需要經(jīng)常對水平導(dǎo)軌進(jìn)行修復(fù)，耽誤了工作時(shí)間。長期使用時(shí)，水平導(dǎo)軌的表面精度下降，后立柱移動(dòng)時(shí)的阻力增大，造成立柱工作位置的定位精度不準(zhǔn)，從而影響機(jī)床加工精度，造成齒輪加工誤差，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起滾齒機(jī)后立柱電氣驅(qū)動(dòng)設(shè)備的損壞和加工齒輪的精度達(dá)不到要求而報(bào)廢。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種工作效率高的數(shù)控滾齒機(jī)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:具有轉(zhuǎn)位尾座的數(shù)控滾齒機(jī)，包括床身、固定于床身一端的前立柱、在床身上沿水平導(dǎo)軌滑動(dòng)的后立柱、設(shè)置在前立柱和后立柱之間的水平導(dǎo)軌上的工作臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)，所述后立柱包括安裝在水平導(dǎo)軌上的下立柱，下立柱的頂部設(shè)置在水平面內(nèi)做轉(zhuǎn)位動(dòng)作的上立柱，所述下立柱面向工作臺(tái)的一側(cè)設(shè)置用于安裝尾座的滑動(dòng)導(dǎo)軌，上立柱相應(yīng)的側(cè)壁上設(shè)置與滑動(dòng)導(dǎo)軌平滑過渡呈一條直線的延伸導(dǎo)軌。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述下立柱的上端設(shè)置臺(tái)階孔，上立柱的下端設(shè)置插入臺(tái)階孔內(nèi)的蝸輪，蝸輪的一側(cè)通過蝸桿與力矩電機(jī)連接，下立柱的側(cè)壁上設(shè)置與數(shù)控系統(tǒng)連接的用于檢測上立柱轉(zhuǎn)位信息的轉(zhuǎn)位傳感器。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述轉(zhuǎn)位傳感器包括傳輸轉(zhuǎn)位開始信號的起點(diǎn)位傳感器和傳輸轉(zhuǎn)位終點(diǎn)信號的終點(diǎn)位傳感器。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述下立柱與上立柱內(nèi)部貫通一根由升降電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絲杠，絲杠的兩端通過軸承固定，絲杠上設(shè)置配合的絲母，絲母與尾座固定連接。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述工作臺(tái)包括由工作臺(tái)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的控制工件旋轉(zhuǎn)角度的分度圓盤，分度圓盤一側(cè)設(shè)置由阻尼電機(jī)驅(qū)動(dòng)的用于減少工作誤差的阻尼齒輪。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述前立柱內(nèi)部設(shè)有用于平衡滾刀滑臺(tái)重量的配重塊，所述配重塊為多塊方形片狀鑄鐵塊。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述數(shù)控系統(tǒng)為連接有顯示器的數(shù)字程序控制系統(tǒng)。由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型取得的技術(shù)進(jìn)步是:具有轉(zhuǎn)位尾座的數(shù)控滾齒機(jī)，后立柱分為上立柱和下立柱，上立柱的延伸導(dǎo)軌與下立柱的滑動(dòng)導(dǎo)軌平滑過渡呈直線，確保尾座能在垂直方向上下滑動(dòng)。當(dāng)安裝工件或工件加工完成后，可操作尾座滑動(dòng)到延伸導(dǎo)軌上，然后通過數(shù)控系統(tǒng)控制尾座進(jìn)行轉(zhuǎn)位，使上立柱帶動(dòng)尾座在水平面內(nèi) 轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，給移動(dòng)工件提供垂直距離上的空間，避免整體后移后立柱，減少了人工操作，提高了工件加工的自動(dòng)化程度，提高了機(jī)床的工作效率。數(shù)控系統(tǒng)通過輸入控制程序和所需參數(shù)，即可自動(dòng)化完成工件的加工，并且由顯示器直觀顯示加工過程，控制機(jī)床各軸的位移量和同步性，操作簡單方便，減少了人工的工作量，提高了機(jī)床的加工精度。工作臺(tái)設(shè)置用于減少分度誤差的阻尼齒輪，在每次分度結(jié)束時(shí)通過阻尼齒輪給分度圓盤一個(gè)反方向的力矩，減少了分度圓盤的工作誤差，避免了分度圓盤在進(jìn)行多次分度時(shí)產(chǎn)生積累誤差，同時(shí)在加工切削時(shí)反方向的力矩用于分度圓盤的定位，保證了工作臺(tái)分度和定位精確。所述前立柱內(nèi)設(shè)有配重塊，通過配重塊平衡滾刀滑臺(tái)的重量，減少了驅(qū)動(dòng)滾刀滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)的負(fù)載，配重塊為多塊方形片狀鑄鐵塊，可以通過增加或減少鑄鐵塊的數(shù)量，靈活方便的調(diào)節(jié)配重重量，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，免于維護(hù)。

圖1是本實(shí)用新型的主視圖；圖2是本實(shí)用新型的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖；圖3是后立柱結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是工作臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1、前立柱，2、數(shù)控系統(tǒng)，4、水平導(dǎo)軌，5、工作臺(tái)，11、滾刀滑臺(tái)，12、配重塊，13傳動(dòng)鏈，14導(dǎo)向輪，21、顯示器，31、下立柱，32上立柱，33、尾座，36、升降電機(jī)，37、絲杠，38、絲母，51、分度圓盤，52、工作臺(tái)伺服電機(jī)，53、阻尼齒輪，54、阻尼電機(jī)，55、芯軸，311、滑動(dòng)導(dǎo)軌，321、延伸導(dǎo)軌，322、蝸輪，323、蝸桿，324、力矩電機(jī)，331、頂尖，341、起點(diǎn)位傳感器，342、終點(diǎn)位傳感器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明:具有轉(zhuǎn)位尾座的數(shù)控滾齒機(jī)，如圖1所示，包括床身、前立柱1、數(shù)控系統(tǒng)2、后立柱和工作臺(tái)5，前立柱I固定于床身的一端，數(shù)控系統(tǒng)2安裝在前立柱I上，床身上設(shè)置有水平導(dǎo)軌4，后立柱可沿著水平導(dǎo)軌4滑動(dòng)，工作臺(tái)5設(shè)置在前立柱I和后立柱之間的水平導(dǎo)軌4上，后立柱包括下立柱31和上立柱32，下立柱31安裝在水平導(dǎo)軌4上，上立柱32設(shè)置在下立柱31的頂部，上立柱32通過機(jī)械裝置控制能在水平面內(nèi)做轉(zhuǎn)位動(dòng)作。下立柱31的側(cè)壁上設(shè)置轉(zhuǎn)位傳感器，轉(zhuǎn)位傳感器包括起點(diǎn)位傳感器341和終點(diǎn)位傳感器342。起點(diǎn)位傳感器341和終點(diǎn)位傳感器342與數(shù)控系統(tǒng)2的輸入口連接，用于傳輸轉(zhuǎn)位開始信號和轉(zhuǎn)位終點(diǎn)信號的信息。下立柱31面向工作臺(tái)5的一側(cè)設(shè)置滑動(dòng)導(dǎo)軌311，如圖2和3所示，滑動(dòng)導(dǎo)軌311上安裝尾座33，尾座33向下安裝頂尖331，工作時(shí)，頂尖331與工作臺(tái)5的芯軸55的中心在一條直線上，上立柱32相應(yīng)的側(cè)壁上設(shè)置延伸導(dǎo)軌321，延伸導(dǎo)軌321與滑動(dòng)導(dǎo)軌311平
滑過渡呈一條直線。下立柱31與上立柱32內(nèi)部貫通一根絲杠37，絲杠37由升降電機(jī)36驅(qū)動(dòng)，絲杠37的兩端通過軸承固定在后立柱的箱體上，絲杠37上設(shè)置絲母38，絲母38與尾座33通過螺栓固定連接。下立柱3 1的上端設(shè)置臺(tái)階孔，上立柱32的下端安裝一蝸輪322，蝸輪322插入下立柱31的臺(tái)階孔內(nèi)，所述臺(tái)階孔和蝸輪對應(yīng)工作臺(tái)的一側(cè)設(shè)置供尾座33通過的缺口。蝸輪322的一側(cè)連接蝸桿323，蝸桿323由力矩電機(jī)324驅(qū)動(dòng)。工作臺(tái)5包括分度圓盤51，如圖4所示，分度圓盤51由工作臺(tái)伺服電機(jī)52驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)工作臺(tái)5上的工件旋轉(zhuǎn)，分度圓盤51 —側(cè)設(shè)置阻尼齒輪53，阻尼電機(jī)54驅(qū)動(dòng)阻尼齒輪53給分度圓盤51 —個(gè)反方向的力矩,用于分度圓盤51的精確定位。前立柱I內(nèi)部設(shè)有配重塊12，配重塊12用于平衡滾刀滑臺(tái)11的重量，如圖2所示，在前立柱I的頂部兩端設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)向輪14，配重塊12由傳動(dòng)鏈13連接，經(jīng)過導(dǎo)向輪14與滾刀滑臺(tái)11連接。配重塊12為多塊外形為方形，中間有開口凹槽的片狀鑄鐵塊。其中，最下端的片狀鑄鐵塊與傳動(dòng)鏈13固定連接，其余的片狀鑄鐵塊通過凹槽插入傳動(dòng)鏈13，并依次疊加在最下端的片狀鑄鐵塊上，鑄鐵塊的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。數(shù)控系統(tǒng)2為連接有顯示器21和伺服驅(qū)動(dòng)單元的數(shù)字程序控制系統(tǒng)。在大型齒輪上活時(shí)，使用吊裝機(jī)構(gòu)把工件吊起到機(jī)床的正上方，將尾座33進(jìn)行轉(zhuǎn)位，使尾座33在水平方向轉(zhuǎn)位90度，保證工件能從機(jī)床的正上方安裝在工作臺(tái)的芯軸55上。尾座33進(jìn)行轉(zhuǎn)位時(shí)，通過操作機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)2，使升降電機(jī)36得電正轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)絲杠37旋轉(zhuǎn)，使尾座33沿著滑動(dòng)導(dǎo)軌311上升到上立柱32的延伸導(dǎo)軌321上，升降電機(jī)36失電。數(shù)控系統(tǒng)2輸出驅(qū)動(dòng)信號，使力矩電機(jī)324得電旋轉(zhuǎn)，通過蝸桿323和蝸輪322帶動(dòng)上立柱32和尾座33開始水平旋轉(zhuǎn)。上立柱32的起點(diǎn)位傳感器341傳輸轉(zhuǎn)位開始信號到數(shù)控系統(tǒng)2的輸入端，當(dāng)上立柱32旋轉(zhuǎn)到終點(diǎn)時(shí)，終點(diǎn)位傳感器342傳輸轉(zhuǎn)位終點(diǎn)信號到數(shù)控系統(tǒng)2的輸入端，數(shù)控系統(tǒng)2停止輸出力矩電機(jī)324的驅(qū)動(dòng)信號，上立柱32轉(zhuǎn)位結(jié)束。當(dāng)工件安裝好后，再次對數(shù)控系統(tǒng)2進(jìn)行操作，使數(shù)控系統(tǒng)2的輸出端輸出動(dòng)力信號驅(qū)動(dòng)力矩電機(jī)324反向旋轉(zhuǎn)，通過蝸桿323和蝸輪322帶動(dòng)上立柱32和尾座33反向水平旋轉(zhuǎn)。先經(jīng)過終點(diǎn)位傳感器342，傳輸反轉(zhuǎn)起點(diǎn)信號到數(shù)控系統(tǒng)2的輸入端，再經(jīng)過起點(diǎn)位傳感器341時(shí)，傳輸反轉(zhuǎn)終點(diǎn)信號到數(shù)控系統(tǒng)2的輸入端，數(shù)控系統(tǒng)2停止輸出力矩電機(jī)324的驅(qū)動(dòng)信號，旋轉(zhuǎn)立柱32回位結(jié)束。此時(shí)滑動(dòng)導(dǎo)軌311和延伸導(dǎo)軌321平滑過渡呈直線，升降電機(jī)36得電，驅(qū)動(dòng)尾座33沿延伸導(dǎo)軌321和滑動(dòng)導(dǎo)軌311向下運(yùn)動(dòng)，使尾座33的頂尖331正壓在工作臺(tái)5的芯軸55上，起到支撐和定位芯軸55的作用，確保加工過程中工件定位的精度。工作臺(tái)5的分度圓盤51由工作臺(tái)伺服電機(jī)52驅(qū)動(dòng)，當(dāng)工件進(jìn)行滾齒加工時(shí)，分度圓盤51的轉(zhuǎn)速與滾刀的轉(zhuǎn)速相匹配，加工出合格的產(chǎn)品。當(dāng)工件進(jìn)行單齒加工時(shí)，根據(jù)工件，加工齒數(shù)的多少，工作臺(tái)5的分度圓盤51要進(jìn)行多次分度定位，工作臺(tái)伺服電機(jī)52驅(qū)動(dòng)分度圓盤51進(jìn)行分度，每次分度結(jié)束時(shí)，工作臺(tái)伺服電機(jī)52失電，阻尼電機(jī)54得電，通過阻尼齒輪53給分度圓盤51—個(gè)反方向的力矩，減少了驅(qū)動(dòng)分度圓盤51的工作臺(tái)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)之間的間隙，使分度圓盤51定位精確，當(dāng)下次分度時(shí)，阻尼電機(jī)54失電，工作臺(tái)伺服電機(jī)52得電，驅(qū)動(dòng)分度圓盤51再次進(jìn)行分度，減少了工作臺(tái)分度圓盤51多次分度的積累間隙誤差。以此循環(huán)，直到工 件加工完成。
權(quán)利要求1.一種具有轉(zhuǎn)位尾座的數(shù)控滾齒機(jī)，包括床身、固定于床身一端的前立柱(I)、在床身上沿水平導(dǎo)軌(4)滑動(dòng)的后立柱、設(shè)置在前立柱(I)和后立柱之間的水平導(dǎo)軌(4)上的工作臺(tái)(5)、數(shù)控系統(tǒng)(2)，其特征在于:所述后立柱包括安裝在水平導(dǎo)軌(4)上的下立柱(31)，下立柱(31)的頂部設(shè)置在水平面內(nèi)做轉(zhuǎn)位動(dòng)作的上立柱(32)，所述下立柱(31)面向工作臺(tái)(5)的一側(cè)設(shè)置用于安裝尾座(33)的滑動(dòng)導(dǎo)軌(311)，上立柱(32)相應(yīng)的側(cè)壁上設(shè)置與滑動(dòng)導(dǎo)軌(311)平滑過渡呈一條直線的延伸導(dǎo)軌(321)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有轉(zhuǎn)位尾座的數(shù)控滾齒機(jī)，其特征在于:所述下立柱(31)的上端設(shè)置臺(tái)階孔，上立柱(32)的下端設(shè)置插入臺(tái)階孔內(nèi)的蝸輪(322)，蝸輪(322)的一側(cè)通過蝸桿(323)與力矩電機(jī)(324)連接，下立柱(31)的側(cè)壁上設(shè)置與數(shù)控系統(tǒng)(2)連接的用于檢測上立柱(32)轉(zhuǎn)位信息的轉(zhuǎn)位傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有轉(zhuǎn)位尾座的數(shù)控滾齒機(jī)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)位傳感器包括傳輸轉(zhuǎn)位開始信號的起點(diǎn)位傳感器(341)和傳輸轉(zhuǎn)位終點(diǎn)信號的終點(diǎn)位傳感器(342)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的具有轉(zhuǎn)位尾座的數(shù)控滾齒機(jī)，其特征在于:所述下立柱(31)與上立柱(32 )內(nèi)部貫通一根由升降電機(jī)(36 )驅(qū)動(dòng)的絲杠(37 )，絲杠(37 )的兩端通過軸承固定，絲杠(37 )上設(shè)置配合的絲母(38 )，絲母(38 )與尾座(33 )固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有轉(zhuǎn)位尾座的數(shù)控滾齒機(jī)，其特征在于:所述工作臺(tái)(5)包括由工作臺(tái)伺服電機(jī)(52)驅(qū)動(dòng)的控制工件旋轉(zhuǎn)角度的分度圓盤(51)，分度圓盤(51) —側(cè)設(shè)置由阻尼電機(jī)(54)驅(qū)動(dòng)的用于減少工作誤差的阻尼齒輪(53)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5任一項(xiàng)所述的具有轉(zhuǎn)位尾座的數(shù)控滾齒機(jī)，其特征在于:所述前立柱(I)內(nèi)部設(shè)有用于平衡滾刀滑臺(tái)(11)重量的配重塊(12)，所述配重塊(12)為多塊方形 片狀鑄鐵塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5任一項(xiàng)所述的具有轉(zhuǎn)位尾座的數(shù)控滾齒機(jī)，其特征在于:所述數(shù)控系統(tǒng)(2)為連接有顯示器(21)的數(shù)字程序控制系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具有轉(zhuǎn)位尾座的數(shù)控滾齒機(jī)，包括床身、固定于床身一端的前立柱、在床身上沿水平導(dǎo)軌滑動(dòng)的后立柱、設(shè)置在前立柱和后立柱之間的水平導(dǎo)軌上的工作臺(tái)、數(shù)控系統(tǒng)，后立柱包括安裝在水平導(dǎo)軌上的下立柱，下立柱的頂部設(shè)置在水平面內(nèi)做轉(zhuǎn)位動(dòng)作的上立柱，下立柱面向工作臺(tái)的一側(cè)設(shè)置用于安裝尾座的滑動(dòng)導(dǎo)軌，上立柱相應(yīng)的側(cè)壁上設(shè)置與滑動(dòng)導(dǎo)軌平滑過渡呈一條直線的延伸導(dǎo)軌。本實(shí)用新型通過數(shù)控系統(tǒng)控制上立柱帶動(dòng)尾座在水平面內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)位，減少了人工操作，提高了工件加工的自動(dòng)化程度，提高了機(jī)床的工作效率。
文檔編號B23F9/08GK203124869SQ201320131039
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者杜剛, 陸繼強(qiáng), 張明, 孔祥建 申請人:石家莊鏈輪總廠, 石家莊凱普特動(dòng)力傳輸機(jī)械有限責(zé)任公司