[发明专利]一种加工螺旋锥齿轮的机床和方法

权利要求书

1.一种加工螺旋锥齿轮的机床，有床身(1)，其特征是，床身(1)的右左两 侧和后侧分别设有右墙板(2)、左墙板(12)和后墙板(21)，右墙板(2)和 左墙板(12)平行，右墙板(2)和左墙板(12)的上部分别设有与地面平行的 X轴导轨(3)，X轴导轨(3)上装有可在动力驱动下沿X轴导轨(3)前后移 动的X轴滑台(4)；X轴滑台(4)的前侧和上侧分别设有与地面平行并与X 轴导轨(3)垂直的Y轴导轨(5)，Y轴导轨(5)上装有可在动力驱动下沿Y 轴导轨(5)左右移动的Y轴滑台(6)；Y轴滑台(6)的前侧装有与地面垂直 的Z轴滑槽(7)，Z轴滑槽(7)内设有Z轴导轨(9)，Z轴导轨(9)上装有 可在动力驱动下沿Z轴滑槽(7)上下移动的Z轴滑台(8)；Z轴滑台(8)上 设有垂直于地面的刀盘主轴C轴，C轴上装有加工齿轮的刀盘或砂轮(13)， 刀盘或砂轮(13)在动力驱动下可绕C轴回转；左墙板(12)和右墙板(2) 之间设有平行于右墙板(2)的支撑板(14)，并在右墙板(2)和支撑板(14) 上装有A-B轴联合装置(16)，A-B轴联合装置(16)的中间设有工件主轴A 轴(161)，A轴(161)上装有被加工的齿轮(17)，该齿轮(17)可以在动力 驱动下绕A轴(161)回转；A-B轴联合装置(16)上设有与A轴(161)垂直 的回转轴B轴(162)，A-B轴联合装置(16)可在动力驱动下绕B轴(162) 回转；床身在支撑板(14)与右墙板(2)之间设有落屑槽(101)，Z轴滑台(8) 的左侧设有导轨(18)，导轨(18)上装有可在动力驱动下上下移动的机械手(11)， 左墙板(12)和支撑板(14)之间设有传送带(15)，后墙板(21)或左墙板(12) 上设有开口，传送带(15)经过左墙板(12)或后墙板(21)的开口绕至左墙 板(12)前方构成环形。

2.根据权利要求1所述一种加工螺旋锥齿轮的机床，其特征是，Z轴滑台(8) 的右侧设有垂直于地面方向的探针(10)。

3.根据权利要求1所述一种加工螺旋锥齿轮的机床，其特征是，床身(1)右 侧对应落屑槽(101)下方设有一个可插入排屑装置的孔(102)。

4.根据权利要求1所述一种加工螺旋锥齿轮的机床，其特征是，支撑板上设有 修整器(19)，修整器(19)上设有在动力驱动下的回转轴D轴，D轴的方向 与地面垂直，修整器(19)顶端装有金刚滚轮(20)。

5.根据权利要求1所述一种加工螺旋锥齿轮的机床，其特征是，A-B轴联合 装置(16)上设有修整器(19)，修整器(19)上设有在动力驱动下的回转轴D， 修整器(19)顶端装有金刚滚轮(20)，修整器(19)根据B轴的回转改变方 向。

6.根据权利要求1所述一种加工螺旋锥齿轮的机床，其特征是，床身(1)的 右墙板(2)上开孔。

7.一种根据权利要求1所述机床加工螺旋锥齿轮的方法，其特征是，该方法包 括：

a.建立空间直角坐标系，以通过B轴回转轴线并与地面平行的平面为X-Y 平面，以通过B轴回转轴线并与地面垂直的平面为Y-Z平面，以通过A轴回转 轴线并与Y轴回转轴线垂直的平面为Z-X平面，它们的交点O即为机床坐标 系的原点，刀盘主轴端面中点O’在该坐标系里的坐标即为x、y、z，A轴轴线 与X-Y平面的夹角为β，工件的回转角为α；

b.根据公式：

sinβ＝-cp；

x＝O_MO_C·i-Lcosβ；

y＝O_MO_C·j；

z＝O_MO_C·k+Lsinβ+H；

计算出产形轮从展成起始位置到展成结束位置所对应的x、y、z、β，计算机程 序控制刀盘和工件到展成的起始位置，然后控制X、Y、Z、A、B五轴联动进 行展成运动就可以加工出工件的一个轮齿，然后刀盘退出，工件分度并回到第 二个轮齿的展成起始位置，计算机控制X、Y、Z、A、B五轴联动展成第二个 轮齿，如此循环往复，直到加工完所有的轮齿；

所述公式中，c为刀具轴线向量，p为工件轴线向量，O_M为齿轮副交叉点， O_C为刀具中点，L＝L₀+A_d+M_d，其中L₀是机床常数，A_d是齿轮夹具长度，M_d是齿轮的安装距，H是刀具高；

c.齿轮(17)加工完以后，B轴回转到90°的位置，机械手(11)下移到工 作位置，通过X、Y、Z三轴联合运动使机械手对准A轴下移并夹取齿轮(12)， 把加工好的齿轮(12)放到传送带上后，机械手(11)松开上移，传送带前移 一个位置，机械手(11)下移再把另一个要加工的工件安装在工件主轴A轴上。

d.重复上述步骤b和步骤c。