[發(fā)明專利]一種數(shù)控滾齒機(jī)主軸結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011448662.7
• 申請(qǐng)日: 2020-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN112643065B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾令萬;楊燦輝;孫蔚;何順圍;簡圣前;曹孝偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B23B19/02
• 分類號(hào): B23B19/02
• 代理公司: 重慶強(qiáng)大凱創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50217
• 代理人: 康奇剛

本發(fā)明屬于用于補(bǔ)償機(jī)床不均勻性的零部件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)控滾齒機(jī)主軸結(jié)構(gòu)，包括滾刀主軸本體，滾刀主軸本體兩端通過滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接在滾刀主軸架上，滾刀主軸本體上遠(yuǎn)離安裝滾刀的一端上同軸安裝有盤形零件。解決了數(shù)控滾齒機(jī)在加工過程中產(chǎn)生同步誤差后進(jìn)行轉(zhuǎn)速補(bǔ)償，從而保證滾刀主軸回轉(zhuǎn)精度的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于用于補(bǔ)償機(jī)床不均勻性的零部件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)控滾齒機(jī)主軸結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的滾齒機(jī)主軸系統(tǒng)在高效加工大模數(shù)齒輪的過程中，出現(xiàn)主軸系統(tǒng)剛性不好，因滾齒時(shí)的切削力是不連續(xù)的呈周期性變化，使得滾刀主軸的回轉(zhuǎn)精度隨著滾齒切削力的變化而變化，無法保證滾刀主軸與工作臺(tái)轉(zhuǎn)速的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，以及滾齒機(jī)滑板軸向進(jìn)給的運(yùn)動(dòng)關(guān)系導(dǎo)致加工的齒輪誤差較大，無法滿足用戶的高效加工要求。

以上各式中：n_C-工作臺(tái)轉(zhuǎn)速(rpm)，Z-工件齒數(shù)，K-滾刀頭數(shù)，n_B-滾刀主軸轉(zhuǎn)速(rpm)CgC-工作臺(tái)速度指令，PosB-滾刀主軸坐標(biāo)位置，PosZ-刀架滑板(Z軸)坐標(biāo)位置，PosY-滾刀軸向坐標(biāo)位置，β-工件螺旋角，δ-刀架安裝角，m_n-工件法向模數(shù)(mm)。

數(shù)控滾齒機(jī)床的控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電動(dòng)機(jī)、速度和位置傳感器等元件組成，其示意圖如附圖1所示。

數(shù)控滾齒機(jī)床要實(shí)現(xiàn)滾齒加工，其滾刀主軸運(yùn)動(dòng)必須與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行同步控制。如果是加工斜齒輪，其同步時(shí)還需將Z軸的差動(dòng)補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)也應(yīng)該耦合進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。

附圖2是數(shù)控滾齒機(jī)主從式控制傳動(dòng)關(guān)系信息處理原理圖。

設(shè)定時(shí)間周期為T，有四個(gè)計(jì)數(shù)器分別對(duì)B、C、Y、Z四軸的編碼器發(fā)出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。分別是：Rb、Rc、Ry、Rz，則在周期T內(nèi)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值分別為：

當(dāng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定工作時(shí)，根據(jù)耦合關(guān)系，有：

R_c＝R＝R_b·K_b+R_y·K_y+R_z·K_z

其中，

當(dāng)加工過程中產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生同步誤差E，E＝R-Rc，因此急需一種根據(jù)E的正負(fù)情況對(duì)滾刀主軸的轉(zhuǎn)速進(jìn)行補(bǔ)償?shù)闹鬏S結(jié)構(gòu)，以保證滾刀主軸的回轉(zhuǎn)精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明意在提供一種數(shù)控滾齒機(jī)主軸結(jié)構(gòu)，以解決數(shù)控滾齒機(jī)在加工過程中產(chǎn)生同步誤差后進(jìn)行轉(zhuǎn)速補(bǔ)償，從而保證滾刀主軸回轉(zhuǎn)精度的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的方案為：一種數(shù)控滾齒機(jī)主軸結(jié)構(gòu)，包括滾刀主軸本體，滾刀主軸本體兩端通過滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接在滾刀主軸架上，滾刀主軸本體上遠(yuǎn)離安裝滾刀的一端上同軸安裝有盤形零件。

本方案的工作原理及有益效果在于：為了補(bǔ)償在滾齒過程中不連續(xù)切削力的變化對(duì)滾刀主軸回轉(zhuǎn)精度的影響，在滾刀主軸本體的尾部(即，滾刀主軸本體上遠(yuǎn)離安裝滾刀的一端)加裝盤形零件，增大整個(gè)滾刀主軸結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，當(dāng)滾齒切削力變小時(shí)，滾刀主軸本體速度加快，盤形零件動(dòng)能增加，把能量儲(chǔ)存起來，使得滾刀主軸本體轉(zhuǎn)速回歸正常勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滾齒切削力變大時(shí)，滾刀主軸本體速度變慢，盤形零件動(dòng)能減少，把能量釋放出來，使得滾刀主軸本體轉(zhuǎn)速回歸正常勻速運(yùn)動(dòng)，盤形零件的作用就是將滾刀主軸本體回轉(zhuǎn)的能量儲(chǔ)存起來，克服滾齒時(shí)切削力的變化對(duì)滾刀主軸本體回轉(zhuǎn)精度的影響，對(duì)滾刀主軸本體的轉(zhuǎn)速進(jìn)行補(bǔ)償，使得滾刀主軸本體勻速旋轉(zhuǎn)，始終滿足以及這個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，從而保證整個(gè)滾刀主軸結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)精度，提高滾齒精度和滾齒效率。