[发明专利]大型龙门极坐标数控齿轮复合倒角机床

说明书

一种大型龙门极坐标数控齿轮复合倒角机床，基于极坐标加工理论和数控包络原理，利用高速旋转的硬质合金铣刀实现内/外直/斜齿轮的齿廓两侧端面复合倒角、齿向两侧同时倒角，并可对齿根、棱角的毛刺进行抛光。所述复合倒角机床主要包括床身(1)、立柱(2)、横梁(3)、回转工作台(14)、X1轴径向进给系统(4)、X2轴径向进给系统(11)、Z1轴向进给系统(6)、Z2轴向进给系统(8)、C轴传动蜗轮副(G5)、抛光轮(SP4)、Z3轴在线测头系统(18)和倒角主轴系统。本发明的复合机床的突出优点在于：工件一次装夹，能够完成齿廓和齿向所有倒角，倒角大小和形状可调、倒角尺寸一致、齿槽自动对中、自动化程度高、提高了齿轮的倒角效率。

技术领域

本发明涉及一种齿轮倒角机床，尤其是一种基于数控原理的大型龙门极坐标数控齿轮复合倒角机床，属于《数控技术与数字制造》和《切削加工工艺与设备》学科、先进制造技术领域。

技术背景

齿轮倒角是齿轮淬火热处理和精加工之前的重要工序，可去除轮齿边缘的毛刺、尖角，有效降低淬火裂痕，减小应力集中，降低齿轮的啮合噪音，提高了齿轮的啮合质量和使用寿命。

多年来，国内齿轮行业中一直采用人工手动倒角方式进行齿廓和齿向的倒角；但是随着齿轮热处理和外观要求的不断提升，风电、工程机械、齿轮箱等众多行业已经逐步采用机床代替人工倒角。目前，国产倒角机床主要为仿形法，利用仿形头与齿面直接接触进而控制倒角刀具沿着齿廓进行倒角，这种方法原理简单，但仿形头容易磨损影响加工精度，且容易刮伤已加工齿面，此外对齿轮的压力角和齿根圆角有一定要求，且无法满足齿向倒角。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现在在技术中存在的不足和问题，提供一种大型龙门极坐标数控齿轮复合倒角机床，能够对内/外、直/斜齿轮的齿廓/齿向进行复合倒角，同时对齿根、棱角的毛刺进行抛光，属国内首创。

本发明的技术方案如下：

一种大型龙门极坐标数控齿轮复合倒角机床，基于极坐标加工理论和数控包络原理，利用高速旋转的硬质合金铣刀实现内/外直/斜齿轮的齿廓两侧端面复合倒角、齿向两侧同时倒角，并可对齿根、棱角的毛刺进行抛光；所述复合倒角机床主要包括床身、立柱、横梁、回转工作台、X1轴径向进给系统、X2轴径向进给系统、Z1轴向进给系统、Z2轴向进给系统、C轴传动蜗轮副、抛光轮、Z3轴在线测头系统和倒角主轴系统，倒角主轴系统包括：SP1轴上端面齿廓倒角主轴、SP2轴下端面齿廓倒角主轴和SP3轴齿向倒角主轴，床身、回转工作台、立柱与横梁刚性联接；X1轴径向进给系统安装在横梁上，X1轴径向进给拖板由X1轴进给滚珠丝杠副驱动，沿着横梁上的线轨作X1轴向进给；X2轴径向进给系统安装在横梁上，由X2轴进给滚珠丝杠副驱动，沿着横梁上的线轨作X2轴向进给；Z1轴刀架和Z2轴刀架分别安装在X1轴径向进给拖板和X2轴径向进给拖板上，分别由Z1轴进给滚珠丝杠副和Z2轴进给滚珠丝杠副驱动并沿着水平进给拖板的垂直线轨作Z1轴向和Z2轴向进给；倒角主轴系统的SP1轴上端面齿廓倒角主轴和SP3轴齿向倒角主轴安装在Z1轴刀架上，分别用于齿轮上端面和齿向的倒角；倒角主轴系统的SP2轴下端面齿廓倒角主轴和抛光轮安装在Z2轴刀架上，分别用于齿轮下端面倒角及棱角的抛光。

Z1轴向进给系统包括由Z1轴进给滚珠丝杠副驱动的Z1轴刀架；Z2轴向进给系统包括由Z2轴进给滚珠丝杠副的Z2轴径向进给拖板，Z2轴刀架安装在Z2轴径向进给拖板上，内/外齿圆柱齿轮旋转采用数控回转分度台驱动，通过大传动比蜗轮副驱动工作台实现C轴连续回转分度插补，满足倒角过程中极坐标展成运动。Z3轴在线测头系统安装在Z2轴刀架上，用于齿轮齿槽对中定位和基准面位置的测量。