[發(fā)明專利]一種四聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿數(shù)控車磨復(fù)合機(jī)床及其加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010609380.0
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN102107300A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 和法洋;李展山;黎亞元;李開衛(wèi);李雄壯;黎帆
• 申請（專利權(quán)）人: 上海合縱重工機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): B23F13/00
• 分類號(hào): B23F13/00
• 代理公司: 上海三方專利事務(wù)所 31127
• 代理人: 朱志祥

1.一種四聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿數(shù)控車磨復(fù)合機(jī)床，包括機(jī)床體和控制系統(tǒng)，其特征在于由1床身、2主軸箱、3主軸電機(jī)、4主軸編碼器、5主軸、6卡盤、7環(huán)面蝸桿、8磨頭、9液壓尾座、10Z軸伺服電機(jī)、11大托板、12X向?qū)к墶?3X向滾珠絲杠、14數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)、15小托板、16Z向?qū)к墶?7Z向滾珠絲杠、18Y軸伺服電機(jī)、19X軸伺服電機(jī)、20磨頭電機(jī)、21砂輪，以及刀架底板、數(shù)控刀架元件組成；所述的主軸電機(jī)3通過同步帶驅(qū)動(dòng)主軸5和環(huán)面蝸桿7繞C軸轉(zhuǎn)動(dòng)，Z軸伺服電機(jī)10通過同步帶驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠17帶動(dòng)大托11板沿Z向?qū)к?6移動(dòng)，X軸伺服電機(jī)19通過聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠13帶動(dòng)小托板15沿X向?qū)к?2移動(dòng)，Y軸伺服電機(jī)18通過齒輪驅(qū)動(dòng)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)14繞Y軸旋轉(zhuǎn)，數(shù)控刀架或磨頭固聯(lián)在數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)上，磨頭電機(jī)20通過同步帶帶動(dòng)砂輪21繞自身B軸轉(zhuǎn)動(dòng)，手輪搖動(dòng)使砂輪及電機(jī)一起繞A軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的X、A軸平行，Z、C軸平行，X、Y、Z三軸符合右手笛卡爾坐標(biāo)系。

2.一種四聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿數(shù)控車磨復(fù)合機(jī)床的加工方法，其特征在于環(huán)面蝸桿螺旋面的車削方法為在通過蝸桿軸心線且垂直于蝸輪軸心線的中間平面內(nèi)蝸桿齒根圓弧半徑Rf1、蝸桿齒頂圓弧半徑Ra1，基圓半徑rb，移動(dòng)車刀使頂刃右端點(diǎn)與M點(diǎn)相接觸。根據(jù)傳動(dòng)比關(guān)系當(dāng)車刀以Ra1為半徑進(jìn)行圓插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)時(shí)，蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)角度為角MO2E乘以傳動(dòng)比i，這樣就形成了一條螺旋線。根據(jù)環(huán)面蝸桿成型原理，切削刃要與基圓相切，退刀后再回到M點(diǎn)沿NM方向進(jìn)刀到P點(diǎn)，然后以R為半徑進(jìn)行圓弧插補(bǔ)，運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)，為了保證切削刃的連線與基圓相切，蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為角PO2Q乘以傳動(dòng)比i，這樣就形成了另一條螺旋線。退刀后再回到P點(diǎn)沿MP方向進(jìn)刀，進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)形成另一條螺旋線，當(dāng)切削半徑達(dá)到Rf1時(shí)即完成蝸桿右側(cè)齒面的粗車。移動(dòng)車刀到E點(diǎn)，使車刀左側(cè)頂刃與E點(diǎn)重合，轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)面蝸桿一定角度，使此時(shí)基圓左側(cè)垂直于蝸桿軸線的切線與蝸桿軸截面上左側(cè)齒面重合，同右側(cè)齒面一樣沿EQ方向進(jìn)刀，進(jìn)行左側(cè)齒面的切削。

3.一種四聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿數(shù)控車磨復(fù)合機(jī)床的加工方法，其特征在于環(huán)面蝸桿的磨削方法時(shí)調(diào)整X、Z、Y軸位置使砂輪產(chǎn)形面與基圓相切，然后轉(zhuǎn)動(dòng)C軸使蝸桿齒面與砂輪產(chǎn)形面相切。數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角度Q1，同時(shí)X、Z兩軸進(jìn)行同轉(zhuǎn)向的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度Q2，與此同時(shí)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)角度Q3，完成環(huán)面蝸桿的精車或磨削加工，其中Q1＝Q2＝Q3/i；進(jìn)行環(huán)面蝸桿的磨削加工時(shí)蝸桿起始位置在變，轉(zhuǎn)動(dòng)方向始終不變

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種四聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿數(shù)控車磨復(fù)合機(jī)床，其特征在于所述的X、Z、C三軸聯(lián)動(dòng)進(jìn)行環(huán)面蝸桿螺旋面的直進(jìn)法粗車，車削螺旋面時(shí)刀體始終垂直于蝸桿軸線。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種四聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿數(shù)控車磨復(fù)合機(jī)床，其特征在于所述的X、Z、C三軸聯(lián)動(dòng)進(jìn)行環(huán)面蝸桿螺旋面的直進(jìn)法粗車，粗車時(shí)沿Z向移動(dòng)的距離不變，蝸桿起始位置不變，轉(zhuǎn)動(dòng)角度在變。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種四聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿數(shù)控車磨復(fù)合機(jī)床，其特征在于所述的X、Z、C三軸聯(lián)動(dòng)進(jìn)行環(huán)面蝸桿螺旋面的直進(jìn)法粗車，用切斷刀先切削蝸桿的一個(gè)側(cè)螺旋面，再加工其另一個(gè)側(cè)螺旋面。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種四聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿數(shù)控車磨復(fù)合機(jī)床，其特征在于所述的X、Y、Z、C四聯(lián)動(dòng)功能進(jìn)行直廓環(huán)面蝸桿的精車或包絡(luò)環(huán)面蝸桿的磨削。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種四聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿數(shù)控車磨復(fù)合機(jī)床，其特征在于所述的X、Y、Z、C四聯(lián)動(dòng)功能進(jìn)行環(huán)面蝸桿的精車或磨削加工時(shí)蝸桿中心距不受實(shí)際中心距的限制，可以加工中心距50到800的蝸桿。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種四聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿數(shù)控車磨復(fù)合機(jī)床，其特征在于所述的X、Y、Z、C四聯(lián)動(dòng)功能進(jìn)行環(huán)面蝸桿的磨削加工時(shí)更換不同的砂輪后可以加工平面包絡(luò)和漸開線包絡(luò)環(huán)面蝸桿。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種四聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿數(shù)控車磨復(fù)合機(jī)床，其特征在于所述的環(huán)面蝸桿采用中心距A＝125，蝸桿頭數(shù)2，傳動(dòng)比i＝20.5蝸桿包圍蝸輪齒數(shù)4.5軸向模數(shù)m＝4.927，蝸桿齒根圓弧半徑105.43，蝸桿齒頂圓弧半徑97.55，蝸桿工作部分長度62，基圓直徑78、全齒高7.88的右旋平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿。