[发明专利]一种具有电子螺旋导轨功能的万能数控插齿机床及加工方法

权利要求书

1.一种具有电子螺旋导轨功能的万能数控插齿机床，其特征在于：它包括床身（1），所述床身（1）的顶部通过滚珠丝杆（5）安装有立柱（6），立柱（6）的内上部安装有第一直驱电机（15），第一直驱电机（15）的输出端通过曲柄机构与摆杆（11）的顶端铰接相连；所述摆杆（11）的底端通过球头结构与刀轴（7）的顶端铰接相连；刀轴（7）的顶端外壁上安装有直线磁栅读数头（9），直线磁栅读数头（9）与直线磁栅（10）相配合来识别刀轴上下的精确距离；所述刀轴（7）与用于驱动其转动的第二直驱电机（8）相连；所述床身（1）的顶部并位于刀轴（7）的正下方设置有旋转工作台。

2.根据权利要求1所述一种具有电子螺旋导轨功能的万能数控插齿机床，其特征在于：所述曲柄机构包括安装在第一直驱电机（15）输出轴上的曲柄盘（13），所述曲柄盘（13）上通过滑槽结构滑动安装有能够进行位置调节的行程轴（14），所述行程轴（14）在曲柄盘（13）上采用偏心布置，所述摆杆（11）的顶端与行程轴（14）铰接相连。

3.根据权利要求2所述一种具有电子螺旋导轨功能的万能数控插齿机床，其特征在于：所述第一直驱电机（15）自带编码器，并能够自动识别电机旋转的角度位置，以控制曲柄盘（13）的角度位置。

4.根据权利要求2所述一种具有电子螺旋导轨功能的万能数控插齿机床，其特征在于：所述滑槽结构包括设置在曲柄盘（13）端面的T型槽，所述行程轴（14）通过滑动配合安装在T型槽的内部，所述行程轴（14）同时与安装在曲柄盘（13）外壁上的调节螺杆（12）相接触配合，并通过转动调节螺杆（12）带动行程轴沿T型槽移动，从而改变行程轴与曲柄盘的偏心距。

5.根据权利要求1所述一种具有电子螺旋导轨功能的万能数控插齿机床，其特征在于：所述第二直驱电机（8）自带编码器，并带动刀轴（7）旋转，同时根据第一直驱电机（15）的匀速旋转提供刀轴（7）附加的变加速变减速的旋转运动。

6.根据权利要求1所述一种具有电子螺旋导轨功能的万能数控插齿机床，其特征在于：所述旋转工作台包括安装在工作台内部的蜗杆（2），所述蜗杆（2）与蜗轮（3）构成蜗轮蜗杆传动，所述蜗轮（3）的主轴呈竖直布置，且蜗轮的主轴与工作台主轴（4）固定相连。

7.采用权利要求1-6任意一项所述一种具有电子螺旋导轨功能的万能数控插齿机床进行螺旋齿轮加工的方法，其特征在于：在进行螺旋齿轮加工过程中，只需要将刀具和工件安装在刀轴（7）和工作台主轴（4）上，输入刀具和工件的相关参数，并预先录入摆杆（11）的精确长度，通过直线磁栅读数头（9）和直线磁栅（10）实时读取刀轴（7）上下运动的长度，利用刀轴（7）的旋转、工作台主轴（4）的旋转和刀轴（7）的上下运动进行变加速变减速的精确联动，来实现螺旋齿轮的加工；

同时在加工不同参数的螺旋齿轮时不需要更换专用的机械螺旋导轨，只需要变更输入参数。

8.根据权利要求7所述一种具有电子螺旋导轨功能的万能数控插齿机床进行螺旋齿轮加工的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一，将第一直驱电机（15）、行程轴（14）、曲柄盘（13）、调节螺杆（12）、摆杆（11）、直线磁栅（10）、直线磁栅读数头（9）、第二直驱电机（8）、刀轴（7）、立柱（6）、滚珠丝杆（5）、工作台主轴（4）、蜗轮（3）、蜗杆（2）和床身（1）进行组装；

步骤二，第一直驱电机（15）与曲柄盘（13）连接并驱动曲柄盘（13）旋转，第一直驱电机自带编码器，自动识别第一直驱电机（15）旋转的角度位置，即曲柄盘旋转的角度位置；行程轴（14）通过T型槽与曲柄盘连接并且通过转动调节螺杆带动行程轴沿T型槽移动，从而改变行程轴与曲柄盘的偏心距即刀轴上下移动的长度；

步骤三，摆杆（11）上端与行程轴（14）连接，但可以绕行程轴转动，摆杆下端通过球头结构与刀轴连接，保证刀轴上下运动时又能旋转运动；

步骤四，第一直驱电机（15）匀速旋转通过曲柄盘（13）、行程轴（14）、摆杆带动刀轴上下变加速变减速运动；

步骤五，直线磁栅读数头（9）安装在刀轴（7）上，并随刀轴上下一起运动但不随刀轴一起旋转，直线磁栅（10）安装在立柱上固定不动，直线磁栅读数头就能识别刀轴上下的精确距离；

步骤六，第二直驱电机（8）自带编码器与刀轴（7）连接，带动刀轴旋转，同时根据第一直驱电机（15）的匀速旋转，提供刀轴附加的变加速变减速的旋转运动；

步骤七，蜗轮（3）与工作台主轴（4）的主轴连接，蜗杆旋转带动蜗轮旋转，也就是工作台主轴（4）旋转；

步骤八，滚珠丝杆（5）安装在床身（1）上，通过滚珠丝杆（5）的旋转带动立柱在床身上前后移动，也相当于刀轴前后移动，从而实现螺旋齿轮加工的进刀。