專利名稱：一種用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于機械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種機床，特別是一種用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床。
背景技術(shù)：
[0002]蝸輪蝸桿傳動是機械傳動的基礎(chǔ)件，是用來傳遞空間交錯軸的運動和動力的運動機構(gòu)，屬于齒輪傳動的范疇，其傳動平穩(wěn)，振動、沖擊、噪聲均很小，傳動速比大，用途廣泛， 是機械傳動的一種主要形式。此外，在運動傳動中，它具有對傳動系統(tǒng)上游誤差收斂的作用，因此除被廣泛應(yīng)用于作動力傳動外，一直是機床及精密儀器精密圓分度機構(gòu)的首選部件。所以國內(nèi)外許多機械制造廠和使用單位都非常重視對蝸輪蝸桿傳動的研究、應(yīng)用和發(fā)展。[0003]與普通圓柱蝸輪副相比，環(huán)面蝸輪副為多齒雙線接觸、齒面誘導(dǎo)法曲率小、接觸應(yīng)力小、滑動角接近90度(有利于齒面間的彈性流體動力潤滑)，因此，承載能力強、傳動效率高，在冶金、化工、機械、船舶、軍工、采礦、建筑、起重運輸、動力和輕工機械等行業(yè)都具有廣闊的應(yīng)用前景。[0004]然而，環(huán)面蝸輪副的生產(chǎn)與應(yīng)用一直受到限制，主要原因是，環(huán)面蝸輪副的多齒雙線接觸特性要求其蝸桿與蝸輪之間的配合精度更高。當然，環(huán)面蝸桿與蝸輪分別經(jīng)由兩條獨立的生產(chǎn)工藝加工而成，蝸桿先飛刀切削再磨削修形、蝸輪由滾刀滾削制造。理論上，只有滾刀的形狀與環(huán)面蝸桿完全相同，即滾刀直徑與環(huán)面蝸桿相同、且有無限個切削刃的時候，才能使環(huán)面蝸桿副達到良好的配合。但是，如果采用直徑與環(huán)面蝸桿相同的滾刀，由于滾削過程中切削刃磨損劇烈，造價高昂的滾刀很快報廢(1只滾刀甚至只能加工3 5個蝸輪)。處于延長滾刀實用壽命的目的，人們只能讓滾刀的直徑略大于環(huán)面蝸桿的直徑。另一方面，滾刀的切削刃必然是有限的，這些切削刃在蝸輪齒面形成眾多小的螺旋面，因此，加工出的蝸輪的表面實際上是由這些小螺旋面組成的，必然是不光滑的。再者，蝸輪滾刀由于其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，加工一致性不易保證，相同規(guī)格的滾刀加工出的蝸輪不一致。所以，將加工好的環(huán)面蝸桿和蝸輪裝配在一起時，兩者之間形成的往往不是雙線接觸，而是點接觸。為了改善環(huán)面蝸桿副的接觸狀態(tài)、提高配合精度，在出廠前往往要經(jīng)過長時間的跑合，人們猜想通過跑合可使點接觸擴散成為橢圓接觸區(qū)，但研究表明事實并非如此。同時，長時間的跑合限制了生產(chǎn)效率的提高，造成電力、人力、物力的巨大浪費。而且，不適當?shù)呐芎弦资弓h(huán)面蝸桿與蝸輪之間的中心距出現(xiàn)偏差，使其配合精度得不到改善。上述蝸輪的制造問題，嚴重限制了環(huán)面蝸桿副的使用性能及其在實際工程中的應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容[0005]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、加工精度高、制造成本低、跑合時間短的用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床。[0006]本實用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)一種用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床，包括機架，所述的機架上固連有底座且在底座上安裝有可沿底座橫向移動的橫向拖板及可沿底座縱向移動的左拖板和右拖板，所述的橫向拖板上安裝有回轉(zhuǎn)工作臺并在所述的回轉(zhuǎn)工作臺上安裝有用于放置刀具的刀架，其特征在于，所述的左拖板和右拖板之間設(shè)置有用于夾持工件的夾持裝置且在右拖板上設(shè)置有可控制工件軸向轉(zhuǎn)動的分度裝置， 所述的回轉(zhuǎn)工作臺上設(shè)置有能控制刀具進給并能調(diào)整刀具與工件齒面相平行的控制機構(gòu)。[0007]在上述的用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床中，所述的控制機構(gòu)包括凸輪、彈簧和固定在回轉(zhuǎn)工作臺上的第一伺服電機，所述的回轉(zhuǎn)工作臺上還安裝有具有滑槽的安裝座，所述的刀具的刀桿貫穿滑槽且刀桿末端抵靠在凸輪上，所述的凸輪與第一伺服電機的電機軸固連，所述的彈簧一端固定在刀具上，另一端固定在安裝座上。[0008]在上述的用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床中，所述的橫向拖板上安裝有控制橫向拖板沿底座橫向移動的第二伺服電機。通過第二伺服電機控制橫向拖板移動從而調(diào)整刀具與工件的距離。[0009]在上述的用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床中，所述的橫向拖板上安裝有控制橫向拖板沿底座橫向移動的絲桿和安裝在絲桿上的手輪。通過轉(zhuǎn)動手輪操控絲桿控制橫向拖板移動從而調(diào)整刀具與工件的距離。[0010]在上述的用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床中，所述的夾持裝置包括固定在左拖板上的氣缸和固定在右拖板上的卡盤，上述的工件卡固在氣缸的活塞桿與卡盤之間。這樣就能將工件夾持住，同時通過調(diào)整氣缸的活塞桿可以夾持不同長度的工件。[0011]在上述的用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床中，所述的分度裝置包括固定在右拖板上的主軸光柵分度和驅(qū)動主軸光柵分度轉(zhuǎn)動的第三伺服電機，上述的卡盤與所述的主軸光柵分度聯(lián)接。通過第三伺服電機控制主軸光柵分度轉(zhuǎn)動從而控制與主軸光柵分度聯(lián)接在一起的卡盤轉(zhuǎn)動，從而使得卡固在卡盤與氣缸活塞桿之間的工件轉(zhuǎn)動。[0012]在上述的用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床中，所述的右拖板上安裝有第四伺服電機。通過第四伺服電機可控制右拖板沿底座縱向移動從而調(diào)整左拖板與右拖板之間的距離，這樣就可加工不同長度的工件。[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床由伺服電機通過凸輪彈簧結(jié)構(gòu)控制刀具的進給從而對工件(即環(huán)面蝸桿)進行加工形成蝸輪加工刀具，從而使得環(huán)面蝸桿與蝸輪精加工刀具具有完全相同的直徑，同時蝸輪精加工刀具上切削刃的排列精密程度遠高于滾刀，使得蝸輪齒面的光滑程度得到大幅提升，從而保證了精加工后的蝸輪與環(huán)面蝸桿有良好的配合精度，真正實現(xiàn)雙線接觸狀態(tài)，顯著提高了環(huán)面蝸桿副的使用性能。[0014]由于環(huán)面蝸桿的結(jié)構(gòu)較滾刀簡單，環(huán)面蝸桿的加工一致性容易得到保證，故而，在環(huán)面蝸桿的基礎(chǔ)上形成的蝸輪精加工刀具具有良好的一致性，為獲得加工一致性良好的蝸輪提供了有力的保障。通過本機床生產(chǎn)出來的刀具的制造成本低、使用壽命長，有利于實現(xiàn)環(huán)面蝸桿副的大批量生產(chǎn)。


[0015]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0016]圖2是本實用新型中控制機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。4[0017]圖中，1、機架；2、底座；3、橫向拖板；4、左拖板；5、右拖板；6、回轉(zhuǎn)工作臺；7、刀架；8、刀具；9、工件；10、滑槽；11、凸輪；12、彈簧；13、第一伺服電機；14、第二伺服電機； 15、第三伺服電機；16、第四伺服電機；17、氣缸；171、活塞桿；18、卡盤；19、主軸光柵分度； 20、絲桿；21、手輪；22、安裝座。
具體實施方式
[0018]以下是本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。[0019]如圖1和圖2所示，本用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床包括機架1，在機架1 上固連有底座2且在底座2上安裝有可沿底座2橫向移動的橫向拖板3及可沿底座2縱向移動的左拖板4和右拖板5。[0020]在橫向拖板3上安裝有回轉(zhuǎn)工作臺6并在回轉(zhuǎn)工作臺6上安裝有用于放置刀具8 的刀架7，在回轉(zhuǎn)工作臺6上還設(shè)置有能控制刀具8進給并能調(diào)整刀具8與工件9齒面相平行的控制機構(gòu)。控制機構(gòu)包括凸輪11、彈簧12和固定在回轉(zhuǎn)工作臺6上的第一伺服電機 13，回轉(zhuǎn)工作臺6上安裝有具有滑槽10的安裝座22，刀具8的刀桿貫穿滑槽10且刀桿末端抵靠在凸輪11上，凸輪11與第一伺服電機13的電機軸固連，彈簧12 —端固定在刀具8 上，另一端固定在安裝座22上。凸輪11在第一伺服電機13的帶動下轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)刀具 8的進給，彈簧12的主要作用是當?shù)毒?在進刀完成后，彈簧12和凸輪11 一起實現(xiàn)刀具8 的退刀動作，使刀具8返回至初始位置。橫向拖板3上還安裝有伺服電機，該伺服電機通過與其聯(lián)接的蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)可控制回轉(zhuǎn)工作臺6旋轉(zhuǎn)，從而能控制刀具8對工件9進行加工。[0021]在橫向拖板3上安裝有控制橫向拖板3沿底座2橫向移動的第二伺服電機14，通過第二伺服電機14控制橫向拖板3移動從而調(diào)整刀具8與工件9的距離。在橫向拖板3 上還安裝有控制橫向拖板3沿底座2橫向移動的絲桿20和安裝在絲桿20上的手輪21，通過轉(zhuǎn)動手輪21操控絲桿20同樣能控制橫向拖板3移動從而調(diào)整刀具8與工件9的距離。[0022]在左拖板4和右拖板5之間設(shè)置有用于夾持工件9的夾持裝置，夾持裝置包括固定在左拖板4上的氣缸17和固定在右拖板5上的卡盤18，工件9卡固在氣缸17的活塞桿 171與卡盤18之間。在右拖板5上設(shè)置有可控制工件9軸向轉(zhuǎn)動的分度裝置，分度裝置包括固定在右拖板5上的主軸光柵分度19和驅(qū)動主軸光柵分度19轉(zhuǎn)動的第三伺服電機15， 卡盤18與主軸光柵分度19聯(lián)接，通過第三伺服電機15控制主軸光柵分度19轉(zhuǎn)動從而控制與主軸光柵分度19聯(lián)接在一起的卡盤18轉(zhuǎn)動，從而使得卡固在卡盤18與氣缸17活塞桿171之間的工件9轉(zhuǎn)動。[0023]在右拖板5上還安裝有第四伺服電機16，通過第四伺服電機16可控制右拖板5沿底座2縱向移動從而調(diào)整左拖板4與右拖板5之間的距離，這樣就可加工不同長度的工件 9。[0024]本機床在使用時，先將待加工的工件9 (即環(huán)面蝸桿)的一端卡固在卡盤18上，再啟動第四伺服電機16使右拖板5沿底座2縱向移動或啟動左拖板4上的氣缸17使氣缸17 的活塞桿171直接抵靠在工件9的另一端上，從而將工件9夾持在卡盤18與氣缸17活塞桿171之間；待氣缸17夾持牢固后，通過第二伺服電機14或手輪21控制橫向拖板3的位置，調(diào)整刀具8與工件9的距離；接著通過伺服電機控制回轉(zhuǎn)工作臺6，從而調(diào)整刀具8切削刃方向，使刀具8切削刃方向與工件9齒面平行；待調(diào)整完畢后，第一伺服電機13通過凸輪11控制刀具8的進給，工件9在主軸光柵分度19的作用下每轉(zhuǎn)動一定角度、沿縱向方向移動一定距離(由環(huán)面蝸桿副參數(shù)確定)，而后，刀具8就進給一次，在工件9齒面上形成一個具有切削刃的凹槽，凹槽形成后，刀具8退回并沿曲線回轉(zhuǎn)至下一位置。如此反復(fù)，在工件9上加工出密集的、均勻分布的切削刃，形成蝸輪精加工刀具。[0025]由于環(huán)面蝸桿的結(jié)構(gòu)較滾刀簡單，環(huán)面蝸桿的加工一致性容易得到保證，故而，在環(huán)面蝸桿的基礎(chǔ)上形成的蝸桿精加工刀具具有良好的一致性，為獲得加工一致性良好的蝸輪提供了有力的保障。[0026]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求1.一種用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床，包括機架(1)，所述的機架(1)上固連有底座( 且在底座( 上安裝有可沿底座( 橫向移動的橫向拖板C3)及可沿底座(2)縱向移動的左拖板⑷和右拖板(5)，所述的橫向拖板(3)上安裝有回轉(zhuǎn)工作臺(6)并在所述的回轉(zhuǎn)工作臺(6)上安裝有用于放置刀具(8)的刀架(7)，其特征在于，所述的左拖板和右拖板( 之間設(shè)置有用于夾持工件(9)的夾持裝置且在右拖板( 上設(shè)置有可控制工件(9)軸向轉(zhuǎn)動的分度裝置，所述的回轉(zhuǎn)工作臺(6)上設(shè)置有能控制刀具(8)進給并能調(diào)整刀具(8)與工件(9)齒面相平行的控制機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床，其特征在于，所述的控制機構(gòu)包括凸輪(11)、彈簧(12)和固定在回轉(zhuǎn)工作臺(6)上的第一伺服電機(13)，所述的回轉(zhuǎn)工作臺(6)上還安裝有具有滑槽(10)的安裝座(22)，所述的刀具(8)的刀桿貫穿滑槽(10)且刀桿末端抵靠在凸輪(11)上，所述的凸輪(11)與第一伺服電機(13)的電機軸固連，所述的彈簧(1 一端固定在刀具(8)上，另一端固定在安裝座上02)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床，其特征在于，所述的橫向拖板⑶上安裝有控制橫向拖板⑶沿底座⑵橫向移動的第二伺服電機(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床，其特征在于，所述的橫向拖板⑶上安裝有控制橫向拖板⑶沿底座⑵橫向移動的絲桿00)和安裝在絲桿00)上的手輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床，其特征在于，所述的夾持裝置包括固定在左拖板(4)上的氣缸(17)和固定在右拖板( 上的卡盤(18)，上述的工件(9)卡固在氣缸(17)的活塞桿(171)與卡盤(18)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床，其特征在于，所述的分度裝置包括固定在右拖板( 上的主軸光柵分度(19)和驅(qū)動主軸光柵分度(19)轉(zhuǎn)動的第三伺服電機(15)，上述的卡盤(18)與所述的主軸光柵分度(19)聯(lián)接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床，其特征在于，所述的右拖板(5)上安裝有第四伺服電機(16)。
專利摘要本實用新型提供了一種用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床，屬于機械技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的機床加工環(huán)面蝸桿精加工刀具時加工精度低、制造成本高、跑合時間長的問題。本用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床包括機架，機架上固連有底座且在底座上安裝有橫向拖板及左拖板和右拖板，橫向拖板上安裝有回轉(zhuǎn)工作臺并在回轉(zhuǎn)工作臺上安裝有用于放置刀具的刀架，左拖板和右拖板之間設(shè)置有用于夾持工件的夾持裝置且在右拖板上設(shè)置有可控制工件軸向轉(zhuǎn)動的分度裝置，回轉(zhuǎn)工作臺上設(shè)置有能控制刀具進給并能調(diào)整刀具與工件齒面相平行的控制機構(gòu)。本用于加工環(huán)面蝸桿精加工刀具的機床具有加工精度高、制造成本低、跑合時間短的優(yōu)點。
文檔編號B23Q5/22GK202239953SQ201120278590
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月1日
發(fā)明者戴云程, 方普勝, 李艷, 王志偉 申請人:臺州金劍機械制造有限公司