專(zhuān)利名稱(chēng)：一種精度加工齒輪的立式銑床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種機(jī)械加工機(jī)床，具體來(lái)說(shuō)，特別是涉及ー種可精度加工齒輪的立式銑床。
背景技術(shù)：
目前普遍使用的普通立式銑床一般包括底座、帶導(dǎo)軌的床身、升降臺(tái)、縱向工作臺(tái)、橫向工作臺(tái)、動(dòng)カ及電氣控制系統(tǒng)、潤(rùn)滑及冷卻液循環(huán)系統(tǒng)等，這種立式銑床具有通用性較強(qiáng)、適用范圍較寬的特點(diǎn)。但在用該立式銑床加工齒輪吋，只能用仿形法加工齒輪，用盤(pán)形式指形成形銑刀·加工，實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪齒槽的加工。但是由于銑床主軸與被加工齒輪之間的傳動(dòng)比關(guān)系沒(méi)有嚴(yán)格的內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，無(wú)法實(shí)現(xiàn)展成加工，只能采用人エ轉(zhuǎn)動(dòng)分度頭手柄進(jìn)行分度，加工ー個(gè)齒槽后分度一次，然后再加工下ー個(gè)齒槽，如此循環(huán)反復(fù)，直至加工完所有齒槽。由于仿形法加工齒輪中存在較大的原理性誤差及分度誤差等原因，加工出的齒指形銑刀以仿形法進(jìn)行成形加工。在立式銑床上用成形法銑削加工齒輪吋，由銑床主軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，工作臺(tái)通過(guò)分度頭、支撐尾座帶動(dòng)エ件沿齒輪的齒槽方輪精度較低，最高也達(dá)不到等級(jí)，圓周測(cè)量公法線誤差很大，難以加工出合格的標(biāo)準(zhǔn)齒輪。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多方查找有關(guān)齒輪加工資料，加上多年累積的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本實(shí)用新型提供ー種精度加工齒輪的立式銑床，該立式銑床利用了ー套以滾齒機(jī)原理和展成法設(shè)計(jì)的在立銑床上用滾齒刀加工齒輪的設(shè)備，即立銑上滾齒附件設(shè)備一一動(dòng)カ輸出頭，通過(guò)該動(dòng)カ輸出頭的運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)直齒圓柱齒輪、漸開(kāi)線花鍵齒及鏈輪的加工，増加ー個(gè)差速器后，還可實(shí)現(xiàn)斜齒圓柱齒輪的加工，同時(shí)還可以對(duì)直徑較小的蝸輪進(jìn)行加工。解決了銑床用盤(pán)形銑刀仿形法加工直齒輪達(dá)不到精度等級(jí)的難題。本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)ー種精度加工齒輪的立式銑床，包括底座、帶導(dǎo)軌的床身、升降臺(tái)、縱向工作臺(tái)、橫向工作臺(tái)、動(dòng)カ系統(tǒng)、變速機(jī)構(gòu)、電器控制系統(tǒng)；還包括動(dòng)カ輸出頭，該動(dòng)力輸出頭將動(dòng)カ同時(shí)輸出至用于銑削齒輪的齒輪滾刀和帶動(dòng)エ件轉(zhuǎn)動(dòng)的芯軸，使銑床主軸與被加工齒輪之間的傳動(dòng)比關(guān)系具有嚴(yán)格的內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，實(shí)現(xiàn)エ件與齒輪滾刀之間準(zhǔn)確的傳動(dòng)。本實(shí)用新型還可做以下改進(jìn)所述動(dòng)カ輸出頭通過(guò)分度頭精確控制エ件與齒輪滾刀之間的傳動(dòng)。所述動(dòng)カ輸出頭包括滾刀刀桿、滾刀桿拉桿、立銑床主軸、主動(dòng)斜齒輪、輸出斜齒輪，所述滾刀刀桿通過(guò)滾刀桿拉桿裝在立銑床主軸上，該滾刀刀桿上安裝有主動(dòng)斜齒輪和齒輪滾刀，所述主動(dòng)斜齒輪與輸出斜齒輪嚙合，輸出斜齒輪通過(guò)輸出軸ー傳動(dòng)萬(wàn)向節(jié)軸，萬(wàn)向節(jié)軸通過(guò)花鍵套傳動(dòng)花鍵軸，所述花鍵套為管狀，套于花鍵軸外；花鍵軸通過(guò)輸出軸ニ傳動(dòng)分齒交換齒輪組，所述分齒交換齒輪組固定于分齒掛輪支架上；該分齒交換齒輪組與分度頭的副軸ー連接，帶動(dòng)分度頭旋轉(zhuǎn)，分度頭又通過(guò)與分度頭尾座之間的拔叉、雞心夾帶動(dòng)芯軸上的エ件轉(zhuǎn)動(dòng)。由于此加工方法分齒和展成是連續(xù)的運(yùn)動(dòng)，所以比銑床用盤(pán)形或指形模數(shù)銑刀加エ的齒輪精度高出幾級(jí)，從而解決了銑床用盤(pán)形銑刀仿形法加工直齒輪達(dá)不到精度等級(jí)的難題。所述主動(dòng)斜齒輪與輸出斜齒輪為一對(duì)軸線相互垂直的螺旋齒輪。所述主動(dòng)斜齒輪為45°斜齒輪。所述分度頭主軸后還設(shè)有副軸ニ，所述副軸ニ傳動(dòng)軸通過(guò)進(jìn)給速度交換齒輪組將縱向工作臺(tái)進(jìn)給絲桿連接，構(gòu)成自動(dòng)走刀結(jié)構(gòu)，得到合適的自動(dòng)走刀量，達(dá)到上等級(jí)粗糙 度。所述副軸ニ為帶4號(hào)莫氏錐度的副軸。還包括一個(gè)用于支撐的軸承，所述軸承位于動(dòng)カ分流頭體下端，該軸承使得銑削噪音降低，光潔度具有明顯改善。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的有益效果I)本實(shí)用新型的立式銑床是在普通銑床上安裝滾齒加工裝置，就可以實(shí)現(xiàn)直齒圓柱齒輪、漸開(kāi)線花鍵齒及鏈輪的加工，再増加一個(gè)差速器，就可以實(shí)現(xiàn)斜齒圓柱齒輪的加エ，同時(shí)還可以對(duì)直徑較小的蝸輪和精度要求不高的插齒刀(用此設(shè)備加工插齒刀，很容易得到插齒刀后角)進(jìn)行加工。2)由于本實(shí)用新型的立式銑床加工方法中，分齒和展成是連續(xù)的運(yùn)動(dòng)，所以比銑床用盤(pán)形或指形模數(shù)銑刀加工的齒輪精度高出幾級(jí)，而被加工齒輪精度主要取決了分度頭蝸輪付的精度，但一般分度頭鍋輪付都具備很高的精度，從而解決了銑床用盤(pán)形銑刀仿形法加工直齒輪達(dá)不到精度等級(jí)的難題。3)本實(shí)用新型的立式銑床能代替滾齒機(jī)的部分工作，有時(shí)還比滾齒機(jī)更為靈活。4)采用本實(shí)用新型的立式銑床來(lái)試驗(yàn)加工，ー些尺寸較小的齒輪和蝸輪，其加工精度、生產(chǎn)效率，和專(zhuān)用加工齒輪設(shè)備Y3154E滾齒機(jī)相比加工精度、生產(chǎn)效率相差無(wú)幾，收到了較好的效果。5)本實(shí)用新型的立式銑床成本低，制造ー套應(yīng)用于X6132W銑床上的滾齒加工裝置，其成本不超過(guò)1000元，并且該滾齒加工裝置裝拆方便快捷，對(duì)機(jī)床設(shè)備精度沒(méi)有任何影響，彌補(bǔ)了設(shè)備缺欠的問(wèn)題，節(jié)省了買(mǎi)齒輪加工專(zhuān)用設(shè)備資金幾十萬(wàn)元。
圖I為本實(shí)用新型的立式銑床加工圓柱直齒輪的加工裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的立式銑床滾齒加工裝置轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)示意圖；圖3為帶4號(hào)莫氏錐度的副軸ニ示意圖；圖4為主動(dòng)斜齒輪示意圖；圖5為動(dòng)カ輸出頭主體示意圖；圖6為動(dòng)カ輸出頭總裝配示意圖；其中1.齒輪滾刀；2.主動(dòng)斜齒輪；3.輸出斜齒輪；4.動(dòng)カ輸出頭；5.滾刀桿拉桿；6.動(dòng)カ分流頭體；7.輸出軸一 ；8.萬(wàn)向節(jié)軸；9.花鍵套；10.花鍵軸；11.輸出軸ニ ；12.分齒掛輪支架；13.分齒交換齒輪組；14.縱向工作臺(tái)進(jìn)給交換齒輪；15.縱向工作臺(tái)進(jìn)給絲桿；16.走刀掛輪支架；17.縱向工作臺(tái)；18.分度頭；19.拔叉；20雞心夾；21.エ件；
22.滾刀刀桿；23.軸承；24.芯軸；25.分度頭尾座；26.副軸ー ；27.副軸ニ ；28. 4號(hào)莫氏錐度；29.立銑床主軸；30.動(dòng)カ輸出頭主體；31.隔圈；32.方鍵；33.墊圈；34.軸承蓋板；35.拉桿螺栓；
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說(shuō)明，但并不對(duì)本實(shí)用新型造成任何限制。如圖I 一 6所示，ー種精度加工齒輪的立式銑床，包括底座、帶導(dǎo)軌的床身、升降臺(tái)、縱向工作臺(tái)17、橫向工作臺(tái)、動(dòng)カ系統(tǒng)、變速機(jī)構(gòu)、電器控制系統(tǒng)；還包括動(dòng)カ輸出頭4，該動(dòng)カ輸出頭4將動(dòng)カ同時(shí)輸出至用于銑削齒輪的齒輪滾刀I和帶動(dòng)エ件21轉(zhuǎn)動(dòng)的芯軸 24，實(shí)現(xiàn)エ件與齒輪滾刀I之間準(zhǔn)確的傳動(dòng)。所述動(dòng)カ輸出頭4包括滾刀刀桿22、滾刀桿拉桿5、立銑床主軸、主動(dòng)斜齒輪2、輸出斜齒輪3，所述滾刀刀桿22通過(guò)滾刀桿拉桿5裝在立銑床主軸上，該滾刀刀桿22上安裝有主動(dòng)斜齒輪2和齒輪滾刀I，所述主動(dòng)斜齒輪2與輸出斜齒輪3嚙合，輸出斜齒輪3通過(guò)輸出軸一 7傳動(dòng)萬(wàn)向節(jié)軸8，萬(wàn)向節(jié)軸8通過(guò)花鍵套9傳動(dòng)花鍵軸10，所述花鍵套9為管狀，套于花鍵軸10外；花鍵軸10通過(guò)輸出軸ニ 11傳動(dòng)分齒交換齒輪組13，所述分齒交換齒輪組13固定于分齒掛輪支架12上；該分齒交換齒輪組13與分度頭18的副軸ー 26連接，帶動(dòng)分度頭18旋轉(zhuǎn)，分度頭18又通過(guò)與分度頭尾座25之間的拔叉19、雞心夾20帶動(dòng)芯軸24上的エ件21轉(zhuǎn)動(dòng)。所述主動(dòng)斜齒輪2與輸出斜齒輪3為ー對(duì)軸線相互垂直的螺旋齒輪。由于花鍵軸10能在花鍵套9中自由伸縮移動(dòng)，因此當(dāng)銑床工作臺(tái)作縱向直線移動(dòng)時(shí)，就可帶動(dòng)安裝在分度頭18上的分齒掛輪支架12和縱向工作臺(tái)17直線移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)エ件與齒輪滾刀之間的軸向運(yùn)動(dòng)。又由于滾刀的軸線與エ件的軸線不是垂直的，需要傾斜ー個(gè)角度，該角度通過(guò)立式銑床轉(zhuǎn)動(dòng)銑頭角度解決。這樣，工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向與銑刀桿不垂直，輸出軸一 7與輸出軸ニ 11之間的不同軸度由萬(wàn)向節(jié)軸8調(diào)節(jié)，不會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干渉。并且由于此加工方法分齒和展成是連續(xù)的運(yùn)動(dòng)，所以比銑床用盤(pán)形或指形模數(shù)銑刀加工的齒輪精度高出幾級(jí)，從而解決了銑床用盤(pán)形銑刀仿形法加工直齒輪達(dá)不到精度等級(jí)的難題。所述主動(dòng)斜齒輪2為45°斜齒輪。所述分度頭18主軸后還設(shè)有副軸ニ 27，所述副軸ニ 27傳動(dòng)軸通過(guò)縱向工作臺(tái)進(jìn)給交換齒輪14將縱向工作臺(tái)進(jìn)給絲桿15連接,構(gòu)成自動(dòng)走刀結(jié)構(gòu),得到合適的自動(dòng)走刀量，達(dá)到上等級(jí)粗糙度。所述副軸ニ 27為帶4號(hào)莫氏錐度的副軸。還包括一個(gè)用于支撐的軸承23，所述軸承23位于動(dòng)カ分流頭體6下端，該軸承23使得銑削噪音降低，光潔度具有明顯改善。本實(shí)用新型的ー種精度加工齒輪的立式銑床工作流程為首先將エ件固定于芯軸24上，計(jì)算調(diào)整好分齒交換齒輪組的傳動(dòng)比，開(kāi)動(dòng)電源，使立銑床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滾刀刀桿22轉(zhuǎn)動(dòng)，從而同時(shí)使齒輪滾刀I和主動(dòng)斜齒輪2轉(zhuǎn)動(dòng)，而主動(dòng)斜齒輪2嚙合輸出斜齒輪3傳動(dòng)，輸出斜齒輪3再通過(guò)輸出軸ー 7傳動(dòng)萬(wàn)向節(jié)軸8，萬(wàn)向節(jié)軸8通過(guò)花鍵套9傳動(dòng)花鍵軸10，花鍵軸10通過(guò)輸出軸ニ 11傳動(dòng)分齒交換齒輪組13，該分齒交換齒輪組13中的ー齒輪與分度頭18的副軸ー 26連接，帶動(dòng)分度頭18旋轉(zhuǎn)，分度頭18又通過(guò)與分度頭尾座25之間的拔叉19、雞心夾20帶動(dòng)芯軸24上的エ件21轉(zhuǎn)動(dòng)，最終達(dá)到將動(dòng)カ同時(shí)輸出至用于銑削齒輪的齒輪滾刀I和帶動(dòng)エ件21轉(zhuǎn)動(dòng)的芯軸24的目的，實(shí)現(xiàn)エ件與齒輪滾刀I之間準(zhǔn)確的傳動(dòng)。使用上述立式銑床進(jìn)行齒輪銑削時(shí)的計(jì)算方法如下I、分齒交換齒輪的計(jì)箅分齒交換齒輪組由四個(gè)齒輪組成,它們的傳動(dòng)比i由齒輪滾刀的頭數(shù)k、被加工齒輪的齒數(shù)Zエ確定，分度頭的傳動(dòng)比，i=l :40，則掛輪組的傳動(dòng)比為分齒公式I刀 Xi· a/bXc/dXi 分=k/z式中I刀ー滾刀ー轉(zhuǎn)，i斜ー斜齒輪速比，取i斜=1a, b, c, d 一分齒掛輪，i分一分度頭速比，一般i分=1/40，k 一齒輪滾刀頭數(shù)，z 一被加工齒輪數(shù)，代入以后得a/bXc/d=40Xk/z在加工不同齒數(shù)的齒輪時(shí)，根據(jù)掛輪組的傳動(dòng)比i=40k\Zエ選配掛輪。2、走刀交換齒輪的計(jì)算用一根帶錐度和分度頭主軸錐孔相等的軸插入分度頭主軸錐孔內(nèi)做主動(dòng)軸通過(guò)走刀掛輪組連接縱向工作臺(tái)縱桿實(shí)現(xiàn)縱向工作臺(tái)自動(dòng)進(jìn)給。走刀公式IXt=S s/t=l/6式中Iエー被加工齒輪ー轉(zhuǎn)a, b, c, d 一走刀掛輪，t 一洗床工作臺(tái)縱向絲捍，一般t=6s 一走刀量·代入以后得a/bXc/d=s/t以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.ー種精度加工齒輪的立式銑床，包括底座、帶導(dǎo)軌的床身、升降臺(tái)、縱向工作臺(tái)(17)、橫向工作臺(tái)、動(dòng)カ系統(tǒng)、變速機(jī)構(gòu)、電器控制系統(tǒng)；其特征在于還包括動(dòng)カ輸出頭(4 )，該動(dòng)カ輸出頭(4 )將動(dòng)カ同時(shí)輸出至用于銑削齒輪的齒輪滾刀(I)和帶動(dòng)エ件(21)轉(zhuǎn)動(dòng)的芯軸(24)，實(shí)現(xiàn)エ件與齒輪滾刀(I)之間準(zhǔn)確的傳動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種精度加工齒輪的立式銑床，其特征在于所述動(dòng)カ輸出頭(4)通過(guò)分度頭(18)精確控制エ件與齒輪滾刀(I)之間的傳動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種精度加工齒輪的立式銑床，其特征在于所述動(dòng)カ輸出頭(4)包括滾刀刀桿(22)、滾刀桿拉桿(5)、立銑床主軸、主動(dòng)斜齒輪(2)、輸出斜齒輪(3)，所述滾刀刀桿(22)通過(guò)滾刀桿拉桿(5)裝在立銑床主軸上，該滾刀刀桿(22)上安裝有主動(dòng)斜齒輪(2)和齒輪滾刀(I)，所述主動(dòng)斜齒輪(2)與輸出斜齒輪(3 )嚙合，輸出斜齒輪(3)通過(guò)輸出軸ー(7)傳動(dòng)萬(wàn)向節(jié)軸(8)，萬(wàn)向節(jié)軸(8)通過(guò)花鍵套(9)傳動(dòng)花鍵軸(10)，所述花鍵套(9)為管狀，套于花鍵軸(10)外；花鍵軸(10)通過(guò)輸出軸ニ( 11)傳動(dòng)分齒交換齒輪組(13)，所述分齒交換齒輪組(13)固定于分齒掛輪支架(12)上；該分齒交換齒輪組(13)與分度頭(18)的副軸ー(26)連接，帶動(dòng)分度頭(18)旋轉(zhuǎn)，分度頭(18)又通過(guò)與分度頭尾座(25)之間的拔叉(19)、雞心夾(20)帶動(dòng)芯軸(24) ±的エ件(21)轉(zhuǎn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種精度加工齒輪的立式銑床，其特征在于所述主動(dòng)斜齒輪(2)與輸出斜齒輪(3)為ー對(duì)軸線相互垂直的螺旋齒輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種精度加工齒輪的立式銑床，其特征在于所述主動(dòng)斜齒輪(2)為45°斜齒輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種精度加工齒輪的立式銑床，其特征在于所述分度頭(18)主軸后還設(shè)有副軸ニ(27)，所述副軸ニ(27)傳動(dòng)軸通過(guò)進(jìn)給速度交換齒輪組(14)將縱向工作臺(tái)進(jìn)給絲桿(15)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種精度加工齒輪的立式銑床，其特征在于所述副軸ニ(27)為帶4號(hào)莫氏錐度的副軸。
8.根據(jù)權(quán)利要求I一 7任一項(xiàng)所述的ー種精度加工齒輪的立式銑床，其特征在于還包括一個(gè)用于支撐的軸承(23)，所述軸承(23)位于動(dòng)カ分流頭體(6)下端。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種精度加工齒輪的立式銑床，屬于機(jī)械加工機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域。包括底座、帶導(dǎo)軌的床身、升降臺(tái)、縱向工作臺(tái)、橫向工作臺(tái)、動(dòng)力系統(tǒng)、變速機(jī)構(gòu)、電器控制系統(tǒng)；還包括動(dòng)力輸出頭，該動(dòng)力輸出頭將動(dòng)力同時(shí)輸出至用于銑削齒輪的齒輪滾刀和帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)的芯軸，使銑床主軸與被加工齒輪之間的傳動(dòng)比關(guān)系具有嚴(yán)格的內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，實(shí)現(xiàn)工件與齒輪滾刀之間準(zhǔn)確的傳動(dòng)。可以實(shí)現(xiàn)直齒圓柱齒輪、漸開(kāi)線花鍵齒及鏈輪的加工，增加一個(gè)差速器后，還可實(shí)現(xiàn)斜齒圓柱齒輪的加工，對(duì)直徑較小的蝸輪精度要求不高的插齒刀進(jìn)行加工。解決了銑床用盤(pán)形銑刀仿形法加工直齒輪達(dá)不到精度等級(jí)的難題。還具有成本低、裝拆方便快捷的優(yōu)點(diǎn)，可用于各種普通立式銑床上。
文檔編號(hào)B23F9/14GK202622077SQ20122006071
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者蘇寶華, 郭英暉, 朱麟 申請(qǐng)人:廣東嶺南現(xiàn)代技工學(xué)校