[实用新型]三轴数控斜齿柱齿轮线切割机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三轴数控斜齿柱齿轮线切割机，用于齿轮加工，属于机械制造工程技术领域。 

背景技术

众所周知数控切割机加工齿轮，比传统工艺滚齿插齿灵活，不用复杂刀具齿轮滚刀和插齿刀，并能实现淬火后加工，避免热处理变形和表面微裂，同时其切削量是齿面的面积，切下整块齿沟金属，而不像滚齿插扦齿加工，把整块沟齿金属都切成铁屑。因此能耗较少，当齿轮模数较大时，加工费用比较低，加工切削力很小，机床刚性很易满足。尽管数控切割加工齿轮有以上优点，但目前现有技术的数控切割机用作齿轮加工受到局限，这因为现有技术切割机是直角坐标，两轴联动控制，平面直角两轴控制不能加工斜齿柱齿，而斜齿柱齿又是在工业中常用的。不能加工斜齿柱齿轮，就不能说是完全的柱齿轮加工机床。而且现有技术的线切割机是以工作台的前后左右移动来实现坐标移动的，工作台的导轨长度必须大于二倍工件直径的尺寸，机床活动的面积范围是两倍工件直径的平方以上，尺寸大的齿轮很难实现加工，加工5米直径的风电偏航齿轮，机床的活动的面积要求100平方米以上，实现这种齿轮的加工几乎不可能。 

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种采用极坐标三轴控制的三轴数控斜齿柱齿轮线切割机。 

本实用新型是通过如下技术方案实现的： 

一种三轴数控斜齿柱齿轮切割机，包括机头、床身和工作台，其特征是：所述床身上设有向径导轨，向径导轨通过丝杠连接向径电机，向径导轨上方设有机头座，机头座上设有机头蜗轮，机头蜗轮和机头电机通过机头蜗杆连接，机头座上设有切割机线架，切割机线架上设有切割线，向径电机带动机头沿机床向径导轨移动；工作台上设有工作台蜗轮、工作台蜗轮和工作台电机通过工作台蜗杆连接，工作台上方设有工件齿轮。 

所述的三轴数控斜齿柱齿轮切割机，其特征是：以极坐标原理控制，机头沿径向导轨运动实现向径，工作台转角实现极角，所述向径电机、工作台电机与数控系统连接按公式 cosακ=RoRκ]]>联动控制。 

机头转角实现了工件啮合点法向量转角，所述工作台电机和机头电机数控系统连接按公式α₂＝α_κ联动控制。 

所述切割机线架可绕χ轴转动调整角实现斜齿轮斜角，即螺旋角。 

本实用新型三轴数控斜齿柱齿轮切割机采用极坐标三轴控制，工件齿轮的渐开线齿形的发生点的啮合角α_κ为极坐标的极角，而该点的啮合半径R_κ为极坐标的向经，对于一定的工件齿轮，其渐开线基圆半径R_o已定，根据渐开线齿轮啮合理论，齿轮的基圆半径R_o与其啮合半径R_κ之比是齿轮啮角α_κ的余弦。以R_κ为变量改变α_κ，发生点K在齿轮径向运动就成标准的渐开线齿形。而机床直线移动只需在件齿轮全齿高范围移动即可，加工标准内最大模数M＝50的齿轮也只需移动112.5毫米、加上直径5米的风电偏航齿轮的机床面积也只需30平方米以内，从而实现大尺寸齿轮的加工问题。 

斜齿轮是空间啮合，切割线是发生面上一根线，把这根线调整成齿轮斜角即螺旋β，随着R_κ的变化，发生面贴着基圆柱无滑动的滚动一个角度α₂是啮合点法向量的转角，也是工件齿轮齿形的发生平面在啮合点与半径的交角，实施的是机头转角。这是采用三轴联动实现斜齿轮加工的原理。斜角β也是个变量，因此机床是四轴，但β轴只是调整而不参与联动，因此机床是R_κ、α_κ和α₂三轴联动的。当β等于零，则α₂也等于零，这是加工圆柱直齿正齿轮、系统只R_κ和α_κ两轴联动。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：实现了斜齿圆柱外齿轮和斜齿圆内齿轮的加工，同时还可实现用小尺寸的机床加工特大尺寸的齿轮。 

附图说明