[發明專利]一種加工螺旋錐齒輪的機床和方法

有效

• 申請號: 201110267024.X
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102357678A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 曾亦愚;賈立冬;曾韜
• 申請（專利權）人: 長沙哈量凱帥精密機械有限公司
• 主分類號: B23F9/00
• 分類號: B23F9/00;B23F23/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

1.一種加工螺旋錐齒輪的機床，有床身(1)，其特征是，床身(1)的右左兩 側和后側分別設有右墻板(2)、左墻板(12)和后墻板(21)，右墻板(2)和 左墻板(12)平行，右墻板(2)和左墻板(12)的上部分別設有與地面平行的 X軸導軌(3)，X軸導軌(3)上裝有可在動力驅動下沿X軸導軌(3)前后移 動的X軸滑臺(4)；X軸滑臺(4)的前側和上側分別設有與地面平行并與X 軸導軌(3)垂直的Y軸導軌(5)，Y軸導軌(5)上裝有可在動力驅動下沿Y 軸導軌(5)左右移動的Y軸滑臺(6)；Y軸滑臺(6)的前側裝有與地面垂直 的Z軸滑槽(7)，Z軸滑槽(7)內設有Z軸導軌(9)，Z軸導軌(9)上裝有 可在動力驅動下沿Z軸滑槽(7)上下移動的Z軸滑臺(8)；Z軸滑臺(8)上 設有垂直于地面的刀盤主軸C軸，C軸上裝有加工齒輪的刀盤或砂輪(13)， 刀盤或砂輪(13)在動力驅動下可繞C軸回轉；左墻板(12)和右墻板(2) 之間設有平行于右墻板(2)的支撐板(14)，并在右墻板(2)和支撐板(14) 上裝有A-B軸聯合裝置(16)，A-B軸聯合裝置(16)的中間設有工件主軸A 軸(161)，A軸(161)上裝有被加工的齒輪(17)，該齒輪(17)可以在動力 驅動下繞A軸(161)回轉；A-B軸聯合裝置(16)上設有與A軸(161)垂直 的回轉軸B軸(162)，A-B軸聯合裝置(16)可在動力驅動下繞B軸(162) 回轉；床身在支撐板(14)與右墻板(2)之間設有落屑槽(101)，Z軸滑臺(8) 的左側設有導軌(18)，導軌(18)上裝有可在動力驅動下上下移動的機械手(11)， 左墻板(12)和支撐板(14)之間設有傳送帶(15)，后墻板(21)或左墻板(12) 上設有開口，傳送帶(15)經過左墻板(12)或后墻板(21)的開口繞至左墻 板(12)前方構成環形。

2.根據權利要求1所述一種加工螺旋錐齒輪的機床，其特征是，Z軸滑臺(8) 的右側設有垂直于地面方向的探針(10)。

3.根據權利要求1所述一種加工螺旋錐齒輪的機床，其特征是，床身(1)右 側對應落屑槽(101)下方設有一個可插入排屑裝置的孔(102)。

4.根據權利要求1所述一種加工螺旋錐齒輪的機床，其特征是，支撐板上設有 修整器(19)，修整器(19)上設有在動力驅動下的回轉軸D軸，D軸的方向 與地面垂直，修整器(19)頂端裝有金剛滾輪(20)。

5.根據權利要求1所述一種加工螺旋錐齒輪的機床，其特征是，A-B軸聯合 裝置(16)上設有修整器(19)，修整器(19)上設有在動力驅動下的回轉軸D， 修整器(19)頂端裝有金剛滾輪(20)，修整器(19)根據B軸的回轉改變方 向。

6.根據權利要求1所述一種加工螺旋錐齒輪的機床，其特征是，床身(1)的 右墻板(2)上開孔。

7.一種根據權利要求1所述機床加工螺旋錐齒輪的方法，其特征是，該方法包 括：

a.建立空間直角坐標系，以通過B軸回轉軸線并與地面平行的平面為X-Y 平面，以通過B軸回轉軸線并與地面垂直的平面為Y-Z平面，以通過A軸回轉 軸線并與Y軸回轉軸線垂直的平面為Z-X平面，它們的交點O即為機床坐標 系的原點，刀盤主軸端面中點O’在該坐標系里的坐標即為x、y、z，A軸軸線 與X-Y平面的夾角為β，工件的回轉角為α；

b.根據公式：

sinβ＝-cp；

x＝O_MO_C·i-Lcosβ；

y＝O_MO_C·j；

z＝O_MO_C·k+Lsinβ+H；

計算出產形輪從展成起始位置到展成結束位置所對應的x、y、z、β，計算機程 序控制刀盤和工件到展成的起始位置，然后控制X、Y、Z、A、B五軸聯動進 行展成運動就可以加工出工件的一個輪齒，然后刀盤退出，工件分度并回到第 二個輪齒的展成起始位置，計算機控制X、Y、Z、A、B五軸聯動展成第二個 輪齒，如此循環往復，直到加工完所有的輪齒；

所述公式中，c為刀具軸線向量，p為工件軸線向量，O_M為齒輪副交叉點， O_C為刀具中點，L＝L₀+A_d+M_d，其中L₀是機床常數，A_d是齒輪夾具長度，M_d是齒輪的安裝距，H是刀具高；

c.齒輪(17)加工完以后，B軸回轉到90°的位置，機械手(11)下移到工 作位置，通過X、Y、Z三軸聯合運動使機械手對準A軸下移并夾取齒輪(12)， 把加工好的齒輪(12)放到傳送帶上后，機械手(11)松開上移，傳送帶前移 一個位置，機械手(11)下移再把另一個要加工的工件安裝在工件主軸A軸上。

d.重復上述步驟b和步驟c。