[实用新型]零传动数控滚齿机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种滚齿机，特别涉及一种零传动数控滚齿机。

背景技术

齿轮是最重要的机械传动元件，被广泛应用于各类机械中，而滚齿则是齿轮加工中的一种重要手段。随着科学技术的发展，对现代机床提出了越来越高的要求，主要体现为高效、高精度和环保加工。普通数控滚齿机由于其原理和结构限制而难以达到上述要求。滚齿加工是在滚齿机上用滚刀加工齿轮；滚齿加工原理是滚刀和齿坯模拟一对螺旋齿轮作啮合运动。滚齿机加工齿轮因为滚刀作连续的旋转切削而具有切削速度较高、可加工直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮等优点。滚齿机是传动关系最为复杂的机床之一，现有技术的滚齿机尽管已经通过数控技术使传动链大为缩短，但在滚齿展成运动中仍然保留了部分机械传动链，这些机械传动环节不但影响加工精度，还影响机床精度的保持性；更为关键的是，保留的机械传动链已成为了提高滚齿速度的瓶颈，限制了更环保的干式滚齿工艺的实施，因为高速是干式滚齿的必备条件之一。

因此，需要一种滚齿机，取消普通数控滚齿机中限制滚齿精度和速度提高的机械传动环节，能够实现电机与滚刀主轴以及电机与工作台的零传动，消除其中传动元件的制造误差以及间隙和装配误差对于齿轮加工的影响，能够提高机床的加工精度和加工速度，并且提高机床的精度保持性，同时为干式滚齿提供必要的重要条件。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种零传动数控滚齿机，通过取消普通数控滚齿机中展成运动部件的传动机构，实现了电机与滚刀主轴以及电机与工作台的零传动，消除了滚齿展成运动中传动元件的制造误差以及间隙和装配误差对于齿轮加工的影响，它不仅可以大幅度提高机床的加工精度和加工速度，同时，由于其机械结构简单，在设计时更有利于提高机床的刚性，完全解决机械传动链中存在的磨损问题，进而提高了机床的精度保持性。同时，滚齿速度瓶颈的打开，辅之以其它技术手段，使机床具备了干式滚齿的机床条件。

本实用新型的零传动数控滚齿机，包括床身、主轴系统、滚刀进给及滚刀角调整系统和控制系统；所述主轴系统包括滚刀主轴功能部件和工件主轴功能部件，所述滚刀主轴功能部件为伺服电机I的转子与滚刀主轴集成为一体，工件主轴功能部件为伺服电机II的转子与工件主轴集成为一体。

进一步，所述滚刀进给及滚刀角调整系统包括径向进给装置、轴向进给装置、切向串刀装置和滚刀安装角调整装置，所述径向进给装置采用伺服电机III通过同步齿形带I驱动径向进给滚珠丝杠的结构；轴向进给装置采用伺服电机IV通过同步齿形带II驱动轴向进给滚珠丝杠的结构；切向串刀装置采用伺服电机V通过减速器驱动串刀直线运动滚珠丝杠的结构；滚刀角度调整装置采用伺服电机VI驱动蜗轮蜗杆的结构；

进一步，所述工件主轴端部联结工件芯棒，工件芯棒端部设置相对顶紧装置；

进一步，所述床身上与加工件相对应设置排屑口，所述工件主轴功能部件靠近加工件的一端和排屑口表面涂有隔热涂层；

进一步，加工件侧设置冷风装置或/和真空吸尘装置，床身上设置循环水流动槽；

进一步，所述排屑口入口尺寸为加工工件最大尺寸的2-4倍；

进一步，滚齿机为卧式布局结构；

进一步，所述排屑口下端设置连续排屑装置；

进一步，所述连续排屑装置采用输送带结构；

进一步，所述控制系统为CNC控制系统；滚刀主轴功能部件、工件主轴功能部件、轴向进给装置、切向串刀装置和滚刀安装角调整装置设置有与控制系统相连的光电编码器，径向进给装置设置有与控制系统相连的直线光栅。

本实用新型的有益效果主要体现在以下2个方面：

1)精度和效率：本实用新型的零传动数控滚齿机，通过取消普通数控滚齿机中展成运动部件的传动机构，将滚刀主轴以及工作台设计为零传动形式的功能部件，消除了滚齿机展成运动中的机械传动链，避免了展成运动中机械传动元件的制造误差以及间隙和装配误差对于齿轮加工的影响，它不仅可以大幅度提高机床的加工精度和加工速度，同时，由于其机械结构简单，在设计时更有利于提高机床的刚性，完全解决机械传动链中存在的磨损问题，进而提高了机床的精度保持性。采用零传动功能部件，突破了滚齿加工的速度瓶颈，使滚齿速度可大大地大于传统结构的数控滚齿机，缩短了切削时间；工作台的轴向、径向进给运动以及串刀都是通过伺服电机和滚珠丝杠来实现，使进给系统具有较高的传动精度和定位精度，还具有良好的快速响应性，避免爬行，还能保证工作台低速运动的稳定性，从而使得工作台运动均匀、平稳、无振动、达到高定位精度以及高重复性精度和两主轴的联动精度。伺服电机和滚珠丝杠的连接采用同步齿形带实现，具有缓冲、吸振等功能，利于提高加工精度。