CN108941788A - 一种数控铣齿机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数控铣齿机，其特征在于：包括机床本体（6）、数控系统、纵向滑台、回转机构、铣削滑台以及铣削机构，回转机构设置在纵向滑台上，铣削机构固定设置在铣削滑台上；所述数控系统的输出信号控制端与Z向伺服电动机和回转伺服电机连接，控制铣削滑台的Z向运动、数控回转台的回转运动，使固定在铣削滑台上的铣削机构上下垂直进给一次，所述数控回转台回转一个设定的角度。本发明可轻松满足铣齿不同加工要求，实现齿宽度、齿角度的调整而不用更换刀具，有效减少刀具更换和工装调整，大大降低产品的制作成本，缩短了机床调整时间，提高机床加工效率，获得更高的加工精度和稳定的加工质量。

Description

一种数控铣齿机

技术领域

本发明涉及铣齿机领域，特别涉及一种数控铣齿机。

背景技术

现有传统的机械传动的滚齿机，生产效率低下，尺寸精度波动大，产品一致性差，生产成本高，不能实现数控，无法实现间隔铣齿、断续铣齿、无极调节铣齿速度的功能，每生产一种规格齿轮，都要进行挂轮。如何改造现有的设备，满足间隔铣齿、断续铣齿、无极调节铣齿速度的要求，获得更高的加工精度和稳定的加工质量，提高机床加工效率是丞待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种在旧有的滚齿机设备上，改造而成的能够实现间隔铣齿、断续铣齿、无极调节铣齿速度，自动且精确地铣削齿轮数控铣齿机。

本发明的技术方案如下：

一种数控铣齿机，其特征在于：包括机床本体、数控系统、纵向滑台、回转机构、铣削滑台以及铣削机构；机床本体包括水平工作台和立柱，纵向滑台与水平工作台之间通过导轨滑块机构连接，回转机构设置在纵向滑台上，铣削滑台与立柱之间通过导轨滑块机构连接，铣削机构固定设置在铣削滑台上；

所述铣削滑台与立柱之间设置有驱动铣削滑台上下运动的Z向驱动装置，所述Z向驱动装置包括Z向伺服电机以及由垂直丝杠和垂直螺母组成的螺旋副；Z向伺服电动机驱动垂直丝杠旋转，垂直螺母固定连接在所述的铣削滑台上；

所述回转机构包括回转驱动装置和数控回转台，所述回转驱动装置包括回转伺服电机以及由蜗杆蜗轮组成的转动副，蜗轮固定连接在所述的数控回转台上；

所述数控系统的输出信号控制端与Z向伺服电动机和回转伺服电机连接，控制铣削滑台的Z向运动、数控回转台的回转运动，使固定在铣削滑台上的铣削机构上下垂直进给一次，所述数控回转台回转一个设定的角度；

所述纵向滑台和水平工作台之间设置有纵向传动装置，所述纵向传动装置由纵向丝杠和水平螺母组成的螺旋副组成，水平螺母固定连接在纵向滑台上；

所述铣削机构包括主轴传动装置、铣削主轴以及安装在铣削主轴上的铣刀。

作为优选，所述数控系统包括交流伺服驱动器和数控装置；交流伺服驱动器接受数控装置的位置信息指令驱动各自相连的伺服电动机运转，并将其控制电机的位置信息反馈给数控装置； 数控装置，将编制好的数控程序控制交流伺服驱动器，交流伺服驱动器控制交流伺服电机的运转来完成齿形加工。

作为优选，交流伺服驱动器包括控制回转伺服电机运转的交流伺服驱动器和控制Z向伺服电动机运转的交流伺服驱动器。

作为优选，回转机构与纵向滑台之间通过支撑脚螺纹连接，回转机构能够实现横向的调整。

作为优选，所述数控装置包括操作面板。操作面板主要用作输入代码、切换模式、修改参数、启停机器、显示程序等，通过操作面板输入加工指令设定铣削Z向的进给量、进给速度和回转台的回转角度。

作为优选，所述数控装置包括操作手轮。操作手轮用作对刀用途，操作手轮实际是等同操作面板上的手动操作功能，但比操作面板上的手动操作功能更灵活方便。

作为优选，所述铣削机构还包括安装铣削主轴上的调整隔套。通过调整隔套厚度的大小来调整铣刀的位置。

本发明的有益效果在于：数控系统控制主轴传动装置、回转驱动装置以及Z向驱动装置动作，通过在操作面板输入指令设定铣削Z向的进给量和进给速度、数控回转台的回转角度，对齿轮每齿宽度、齿间角度进行控制，使铣削机构上下垂直进给一次，回转台回转一个设定的角度，即可轻松实现齿轮的间隔铣齿、断续铣齿；还可通过程序指令代码控制Z向伺服电动机转速，使丝杆带动铣削机构上下移动的速度产生变化，任意调整铣削机构的运动速度，完全取消挂轮机构备件，从而实现无极调节铣削速度的要求，提高生产效率，降低生产成本。本技术方案缩短了机床调整时间，获得更高的加工精度和稳定的加工质量，同时可大大提高机床加工效率。提高加工效率，提升加工精度，降低操作强度，减少操作时间。简化了传统的机械传动，无需更换挂轮。

附图说明

图1是本发明数控铣齿机的结构示意图。

图2是本发明数控铣齿机的控制框图。

图3是本发明数控铣齿机的结构正面示意图。

图4是本发明实现间隔铣齿的实施例之一的齿轮平面视图。

图5是本发明实现断续铣齿的实施例之一的齿轮平面视图。

图中，1-操作面板、2-操作手轮、3-控制柜、4-连接线缆、5-Z向驱动装置、6-机床本体、7-垂直丝杠、8-铣削滑台、9-循环冷却系统、10-主轴传动装置、11-铣刀、12-铣削主轴、13-夹具、14-回转机构、15-支撑座、16-回转驱动装置、17-纵向滑台、18-纵向丝杠、19-立柱、20-水平工作台。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1、图3所示，一种数控铣齿机，包括机床本体6、数控系统、纵向滑台17、回转机构14、铣削滑台8以及铣削机构；机床本体6包括水平工作台19和立柱20，纵向滑台17与水平工作台19之间通过导轨滑块机构连接，回转机构14设置在纵向滑台17上，铣削滑台8与立柱19之间通过导轨滑块机构连接，铣削机构固定设置在铣削滑台8上；

所述铣削滑台8与立柱20之间设置有驱动铣削滑台上下运动的Z向驱动装置5，所述Z向驱动装置5包括Z向伺服电机以及由垂直丝杠7和垂直螺母组成的螺旋副；Z向伺服电动机驱动垂直丝杠7旋转，垂直螺母固定连接在所述的铣削滑台上；

所述回转机构14包括回转驱动装置16和数控回转台，所述回转驱动装置包括回转伺服电机以及由蜗杆蜗轮组成的转动副，蜗轮固定连接在所述的数控回转台上；

所述数控系统的输出信号控制端与Z向伺服电动机和回转伺服电机连接，控制铣削滑台的Z向运动、数控回转台的回转运动，使固定在铣削滑台上的铣削机构上下垂直进给一次，所述数控回转台回转一个设定的角度；

所述纵向滑台17和水平工作台19之间设置有纵向传动装置，所述纵向传动装置由纵向丝杠18和水平螺母组成的螺旋副组成，水平螺母固定连接在纵向滑台上；

所述铣削机构包括主轴传动装置10、铣削主轴12以及安装在铣削主轴上的铣刀11。

所述回转机构14与纵向滑台17之间通过支撑座15螺纹连接，回转机构14能够实现横向的调整。

所述铣削机构还包括安装铣削主轴上的调整隔套。

如图2所示的数控铣齿机的控制框图，数控系统包括交流伺服驱动器和数控装置；交流伺服驱动器接受数控装置的位置信息指令驱动各自相连的伺服电动机运转，并将其控制电机的位置信息反馈给数控装置； 数控装置，将编制好的数控程序控制交流伺服驱动器，交流伺服驱动器控制交流伺服电机的运转来完成齿形加工。交流伺服驱动器包括控制回转伺服电机运转的交流伺服驱动器和控制Z向伺服电动机运转的交流伺服驱动器。

数控装置包括用于显示程序输入的操作面板和操作手轮。通过操作面板输入加工指令设定铣削Z向的进给量、进给速度和回转台的回转角度，通过操作手轮对刀，实现间隔铣齿、断续铣齿、无极调速等要求。

如图4所示，本发明实现间隔铣齿的实施例之一的齿轮平面视图。

如图5所示，本发明实现断续铣齿的实施例之一的齿轮平面视图，齿轮的分布不是360°分布，分布角度只是0 ～270°，余下的90 是没有齿形。设定回转台的回转角度为0 ～270°，即可满足加工要求。

举例无需更换刀具的实施例之一：比如铣一个齿宽为5mm的直槽，选用宽度为5mm的铣刀，如果铣齿宽为8mm的直槽，不需更换铣刀。可以先铣出5mm宽的槽，通过转台转动一定角度，再铣3mm宽度，即可得到8mm宽的直槽。

无极调速的实施例之一：无极调速是在面板上输入上下进给速度，在一定范围内任意输入数字，输入的数字精度可到0.001。

所述数控系统采用知名供应商的交流伺服驱动器、数控回转台。

使用本发明的数控铣齿加工零件时，步骤如下：

1、根据加工的齿轮材料、齿形，选用铣刀，将铣刀安装在铣削主轴上；

2、根据加工的齿轮半径手动调节纵向进给量，调整到位后，固定纵向滑台；

3、把铣削夹具固定在回转台上，待加工齿轮安装在铣削夹具上，校正并固定；

4、加工前编好程序，工作中可根据需要暂停机器进行调整，通过在操作面板上输入加工指令，设定铣削Z向的进给量和进给速度、回转台的回转角度等参数，使回转机构、铣削机构按照加工齿轮的特征进行运动。

上述方案中，通过在操作面板输入指令设定铣削机构的进给量、进给速度和回转机构的回转角度，对齿轮每齿宽度、齿间角度进行控制，使铣削机构上下垂直进给一次，回转机构回转一个设定的角度，即可轻松实现齿轮的间隔铣齿、断续铣齿；还可通过程序指令代码控制主轴伺服电动机转速，使丝杆带动铣削机构上下移动的速度变化，任意调整铣削机构的运动速度，完全取消挂轮机构备件，从而实现无极调节铣削速度的要求，提高生产效率，降低生产成本。本实施例的数控铣齿机，通过输入指令的形式即可轻松实现铣齿要求的调整，通过编程可实现齿宽度、齿角度的调整而不用换刀，有效减少刀具更换和工装调整，大大降低产品的制作成本。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。

Claims (9)

1.一种数控铣齿机，其特征在于：包括机床本体（6）、数控系统、纵向滑台（17）、回转机构（14）、铣削滑台（8）以及铣削机构；机床本体（6）包括水平工作台（20）和立柱（19），纵向滑台（17）与水平工作台（20）之间通过导轨滑块机构连接，回转机构（14）设置在纵向滑台（17）上，铣削滑台（8）与立柱（19）之间通过导轨滑块机构连接，铣削机构固定设置在铣削滑台（8）上；

所述铣削滑台（8）与立柱（19）之间设置有驱动铣削滑台）（8）上下运动的Z向驱动装置（5），所述Z向驱动装置（5）包括Z向伺服电机以及由垂直丝杆（7）和垂直螺母组成的螺旋副；Z向伺服电动机驱动垂直丝杠）（7）旋转，垂直螺母固定连接在所述的铣削滑台（8）上；

所述回转机构（14）包括回转驱动装置（16）和数控回转台，所述回转驱动装置包括回转伺服电机以及由蜗杆蜗轮组成的转动副，蜗轮固定连接在所述的数控回转台上；

所述数控系统的输出信号控制端与Z向伺服电动机和回转伺服电机连接，控制铣削滑台（8）的Z向运动、数控回转台的回转运动，使固定在铣削滑台（8）上的铣削机构上下垂直进给一次，所述数控回转台回转一个设定的角度；

所述纵向滑台（17）和水平工作台（20）之间设置有纵向传动装置，所述纵向传动装置由纵向丝杠18和水平螺母组成的螺旋副组成，水平螺母固定连接在纵向滑台（17）上；

所述铣削机构包括主轴传动装置（10）、铣削主轴（12）以及安装在铣削主轴上的铣刀（11）。

2.根据权利要求1所述的数控铣齿机，其特征在于：所述数控系统包括交流伺服驱动器和数控装置；

交流伺服驱动器接受数控装置的位置信息指令驱动各自相连的伺服电动机运转，并将其控制电机的位置信息反馈给数控装置；

数控装置，将编制好的数控程序控制交流伺服驱动器，交流伺服驱动器控制交流伺服电机的运转来完成齿形加工。

3.根据权利要求2所述的数控铣齿机，其特征在于：交流伺服驱动器包括控制回转伺服电机运转的交流伺服驱动器和控制Z向伺服电动机运转的交流伺服驱动器。

4.根据权利要求2所述的数控铣齿机，其特征在于：所述数控装置包括操作面板（1）。

5.根据权利要求2所述的数控铣齿机，其特征在于：所述数控装置包括操作手轮（2）。

6.根据权利要求1所述的数控铣齿机，其特征在于：所述铣削机构还包括安装铣削主轴上的调整隔套。

7.根据权利要求1所述的数控铣齿机，其特征在于：回转机构（14）设有横向位移调整机构，回转机构（14）与纵向滑台（17）之间通过横向导轨滑块连接。

8.根据权利要求7所述的数控铣齿机，其特征在于：回转机构通过支撑座（15）与纵向滑台（17）螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的数控铣齿机，其特征在于：还包括循环冷却系统（9），数控装置通过指令对其实现控制。