[發明專利]雙工位數控高效齒條銑齒機

在審

• 申請號: 201610012614.0
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105458408A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 方成剛;黃筱調;洪榮晶;于春建
• 申請（專利權）人: 南京工大數控科技有限公司;南京工業大學
• 主分類號: B23F5/20
• 分類號: B23F5/20
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;蔣真

技術領域

本發明涉及一種數控齒條加工機床，尤其涉及一種高速、強力、高效的雙 工位數控高效齒條銑齒機。

背景技術

普通精度齒條常用的加工方法有范成法和成形法兩大類，具體包括：滾削 法、插削法、刨削法、銑削法等。上述加工方法通常在普通機床上采用高速鋼 刀具進行切削加工，受機床及高速鋼切削性能的限制，通常存在加工效率低、 成形精度低、表面光潔度差等不足之處。采用大直徑鑲片硬質合金盤形刀具切 削齒條可有效提高齒條加工質量及生產效率，但傳統齒條加工設備往往難以滿 足齒條高速加工過程對切削速度、動靜態剛度等要求。開發數控高速強力齒條 銑削裝備，結合鑲片硬質合金刀具和更合理的切削方法，可以大幅提高齒條加 工精度和效率，降低生產成本。

發明內容

本發明目的在于改變在普通設備上利用高速鋼刀具加工齒條存在的不足， 提出一種雙工位數控高效齒條銑齒機。

本發明解決上述問題所采用的技術方案如下：

一種雙工位數控高效齒條銑齒機，包括兩個獨立切削工位，主體采用雙柱 對稱立式結構，機床包括床身、X軸水平工作臺、X軸進給系統、立柱、盤銑 刀刀架、Z軸拖板和Z軸進給系統；所述X軸水平工作臺置于床身中間的滑動 導軌上，X軸進給系統位于床身前側，X軸進給系統通過滾珠絲杠螺母副驅動X 軸水平工作臺往復運動；所述機床在床身左右兩側分別設置兩套獨立銑削工位， 銑削工位的兩個立柱分別置于床身左右兩側底座上，Z軸拖板與立柱側面的滑動 導軌連接，通過Z軸進給系統的滾珠絲杠螺母副實現往復運動；盤銑刀刀架固 定在Z軸拖板上由Z軸進給系統驅動上下往復運動；所述機床采用隨行夾具夾 持齒條，隨行夾具通過定位錐銷和隨行夾具底座固定于X軸水平工作臺上。

所述床身為“十字”形結構，床身導軌采用滾滑復合結構，其中兩條中間導 軌為淬火鑄鐵滑動導軌，兩條側面導軌為淬硬鑲鋼帶導軌；X軸水平工作臺導 軌與床身導軌配合，利用導軌間的圓柱體滾動塊實現側向定位及預緊。

所述X軸進給系統包括交流永磁同步伺服電機、行星減速器、平面推力滾 子軸承、滾珠絲杠螺母副等組成，用于驅動X軸水平工作臺及固定在滑板上的 工件作往復進給運動。

所述立柱的底面與床身左右兩側平臺固聯，立柱的正面設置兩條滾滑復合動 導軌，其中正向承載面為淬火鑄鐵滑動導軌，側向承載面為淬硬鑲鋼帶滾動導 軌，Z軸拖板的導軌與立柱導軌配合，利用導軌間的圓柱體滾動塊實現側向定位 及預緊。

所述Z軸進給系統與X軸進給系統相同。

所述盤銑刀刀架采用交流變頻異步電機作為主軸動力源，主軸電機通過圓弧 齒同步帶與刀架齒輪傳動系統連接，齒輪傳動系統采用雙邊傳動鏈形式，傳動 鏈內置液壓消隙機構，傳動鏈末端主軸支承系統與圓柱刀桿連接，盤形銑刀套 裝在圓柱刀桿上，由主軸支承系統的端面鍵驅動刀盤旋轉銑削。

所述盤形銑刀為整體式雙刀盤，在同一個刀體上布置兩排獨立盤銑刀，兩排 盤銑刀中間間隔一個齒距，盤銑刀采用高速鑲片成形硬質合金銑刀片，每次進 給可同時成形加工兩個齒槽。

所述X軸進給系統由27Nm交流同步伺服電機與10：1的行星減速器輸入 端相連接，行星減速器輸出端通過無傳動間隙脹套與滾珠絲杠連接；滾珠絲杠 螺母副與X軸水平工作臺連接，驅動X軸水平工作臺往復移動。

所述機床雙立柱進給系統均采用相同設計的Z軸進給系統進行驅動，Z軸進 給系統由36Nm交流同步伺服電機與10：1的行星減速器輸入端相連接，行星 減速器輸出端通過無傳動間隙脹套與滾珠絲杠連接；滾珠絲杠螺母副與Z軸拖 板連接，驅動Z軸拖板沿垂直方向移動。更進一步，所述機床垂直進給系統采 用無配重結構，以承受高速往復運動負載。

所述隨行夾具底座固定于X軸水平工作臺上，隨行夾具底座上面設置4個定 位錐銷及鎖緊油缸；隨行夾具置于隨行夾具底座上，通過底部錐孔與底座錐銷 配合定位，通過錐銷內置鎖緊油缸將隨行夾具鎖緊于底座上；待加工齒條按6 個一組裝夾于隨行夾具凹槽內，通過斜楔夾緊。

本發明有益之處在于：

機床采用大直徑盤銑刀立式加工，主切削載荷垂直于工作臺主導軌面，比 傳統的臥式齒條銑床具有更高的切削剛性；立式加工方式同時保證切削鐵屑直 接落入集屑裝置，減少機床熱誤差影響。

機床采用數控系統龍門軸功能實現雙盤銑刀刀架同步驅動，控制過程簡單， 機床配置經濟性好。