[发明专利]一种面齿轮数控磨齿机床

说明书

技术领域

本发明属于齿轮制造机床中的面齿轮数控铣齿、磨齿加工机床这一领域。

背景技术

面齿轮传动是指圆柱齿轮与锥齿轮相啮合实现空间相交或交错轴之间的传动。与锥齿轮相比较，面齿轮传动具有重合度大、承载能力强、稳定性强、振动小、占空间小等优点。随着航空航天事业的发展，面齿轮传动在飞行器的动力装置中得到了广泛应用，占有很重要的地位。

面齿轮加工方法是面齿轮研究的主要任务之一，近年来国内外学者对其做了很多研究，但目前在国内对面齿轮的加工方法大多为插齿加工，加工出的面齿轮精度较低，承载能力较差，使得面齿轮的应用只能停留在低速、轻载的场合，并不能满足航空器械的传动要求，为了满足市场需求，则需实现面齿轮的高精度制造。要使面齿轮的传动性能进一步提高，一般需对面齿轮进行热处理，而热处理将对面齿轮齿面产生热胀变形，影响面齿轮的精度和传动性能，由于热处理后齿面硬度很高，采用一般的加工方法不易加工，必须研究磨齿加工方法才能解决。

面齿轮磨齿加工机床在国内还没有相关专利对其进行研究。在美国专利号为US6390894(B1)中，设计了一种面齿轮磨齿机床，该机床将面齿轮毛坯安装台设计为垂直方向，降低了机床的刚度，降低了加工精度，同时该机床结构复杂，机床运动轴有十个之多，增加了数控控制的难度，也增加了成本。总体来说，近几年对面齿轮磨齿加工的研究取得了很大突破，但所设计的磨齿机床结构复杂，加工精度和生产效率并不能完全满足市场需要。

本专利设计的面齿轮数控磨齿机床，将面齿轮毛坯安装台设计为水平放置，有效降低了机床系统的重心，增强了机床的抗振性，同时在满足加工要求的前提下，将所设计机床的运动轴数减少为八个，大大降低了数控的难度，提高了机床的加工精度，且降低了机床生产成本。

发明内容

本专利解决的技术问题是：针对市场上面齿轮加工精度低、传动性能差等缺陷，发明了一种八轴五联动数控磨齿机床，该机床在数控系统的控制下可以对面齿轮进行磨齿加工，实现对面齿轮的高精度加工，从而提高面齿轮的传动性能。

本专利发明的面齿轮数控磨齿机床，其特征是：机床床身1上安装有绕Z旋转的圆弧导轨2，C轴旋转工作台3安装在圆弧导轨2上，C轴旋转台上安装有面齿轮28。机床床身1上安装有沿X轴方向直线运动的直线导轨7，伺服电动机5通过丝杆6带动滑台8沿直线导轨7实现在X轴方向的往复运动。滑台8上安装有沿Y轴方向的直线导轨9，伺服电动机11驱动滑台10沿Y轴做直线运动。滑台10上安装有圆弧导轨12，圆弧导轨13上安装有B旋转工作台14。Z轴滑台19嵌入于工作台14中。主轴电机15通过主轴20驱动蜗杆砂轮21旋转。机床床身1上安装有支撑A旋转台25的支架和驱动其旋转的伺服电动机26，电主轴27嵌入于A轴旋转台25内，驱动蜗杆修整砂轮片22旋转。

所述C轴旋转工作台是由伺服电动机4通过减速器驱动实现旋转运动的。

所述滑台8安装在沿X方向的直线导轨7上，是由伺服电动机5通过丝杆6驱动实现往复运动的。

所述滑台10安装在沿Y轴方向的直线导轨9上，是由伺服电动机11通过丝杆12驱动实现直线往复运动的。

所述B旋转工作台14安装在圆弧导轨13上，是由伺服电动机通过减速传动机构驱动实现旋转运动的。

所述Z轴滑台19嵌入于工作台14中，是由伺服电动机17通过丝杆18驱动实现直线往复运动的。

所述是由伺服电动机11通过丝杆12驱动实现直线往复运动的。

所述蜗杆砂轮21与主轴20固联，主轴20嵌入于Z轴滑台19内，是由主轴电机15驱动旋转的。

所述A轴旋转台24安装在床身1的支架上，是由伺服电动机26通过齿轮减速箱25驱动实现旋转运动的。

所述修整蜗杆的砂轮片22与主轴23固联，主轴23嵌入于B轴旋转台24内，是由电主轴27驱动旋转的。

图3所示为机床X直线运动轴的传动系统，由伺服电动机11通过丝杆12驱动滑块8在直线导轨7上做直线往复运动。

图5所示为齿轮减速箱25的放大示意图，小齿轮为输入轴，与伺服电动机26相连接，大齿轮为输出轴，与A轴旋转台24连接，实现A轴旋转台的旋转运动。

本专利设计的面齿轮数控磨齿机床，将面齿轮毛坯安装台设计为水平放置，有效降低了机床系统的重心，增强了机床的抗振性，同时在满足加工要求的前提下，将所设计机床的运动轴数减少为八个，大大降低了数控的难度，提高了机床的加工精度，且降低了机床生产成本。可以实现高精度面齿轮数控磨齿加工。

附图说明