[发明专利]多轴多结构选择的自由型数控锥齿轮加工机床

权利要求书

1、多轴自由型螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮加工机床，其特征是：安装工具的工具主轴在工具主轴箱(10)内绕自身轴线(C)旋转的同时可绕水平配置的并与工具主轴轴线垂直相交的枢轴(113)轴线(B)转动或摆动；枢轴安装在立柱(1)上；工具主轴箱(10)按轴线互相垂直的关系和枢轴(113)固定连结并由立柱(1)带动沿床身(S)上与水平配置的枢轴轴线(B)平行的一组直线导轨作(Y)方向的直线运动；安装被加工锥齿轮的齿轮主轴在齿轮主轴箱(20)内绕自身轴线(A)旋转；齿轮主轴箱(20)依托立柱(2)上供垂直位移用的导轨安装在立柱(2)上；立柱(2)沿床身(S)上与枢轴轴线(B)垂直的另一组水平方向的导轨作直线运动；所述的两个与枢轴轴线垂直的直线运动方向中，有一个是齿轮主轴的轴线(A)的方向也就是机床部件直线位移座标系中的(×)方向；机床部件直线位移座标系中的(Z)方向由已确定的(X)，(Y)方向按右旋定则确定。

2.根据权利要求1所述的多轴自由型螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮加工机床，其特征是：在一个完整的机床床身(S)上的水平方向设有两组相互垂直的导轨；一个底板上侧表面倾斜度大于25度小于35度的立柱(1)依托所述的其中一组导轨作直线运动；另一个具有水平底面的立柱(2)依托所述的其中另一组导轨作直线运动；

所述工具主轴箱(10)通过自身的两垂直侧平面上固定连接的以所述的水平枢轴轴线为轴线的枢轴的轴颈安装在所述的立柱(1)上的两个轴承座(103)内；在工具主轴箱(10)自身的两垂直侧平面和各自的轴承座之间的一段枢轴轴颈上各套装有一与枢轴共一轴线的园柱齿扇，其中一个园柱齿扇的面向轴承座一方的端面上设有供端齿联轴节用的环形端齿，另一端与之对称的园柱齿扇上对应的环形端齿则是一环形摩擦端面，对应的园柱齿扇则只是一尺寸和形状相同的扇形板；所述工具主轴设在工具主轴箱(10)内并绕工具主轴轴线旋转；

所述齿轮主轴箱(20)安装在所述的立柱(2)上，并由立柱(2)上的伺服电机(201)，驱动丝杆(203)驱动以实现主轴箱(20)沿导轨作(Z)方向的升降运动；立柱(2)本身则由(×)轴方向的伺服电机(201)，丝杆(203)驱动沿床身(S)上的(X)方向的水平导轨作直线运动；所述齿轮主轴在齿轮主轴箱(20)内由伺服电机驱动旋转；

所述的锥齿轮加工机床在非切削时段是由主轴箱(10)后端托架上的电机(105)驱动托架内的小齿轮在暂时固定的扇形齿轮(106)上滚动以推动主轴箱(10)绕(B)轴旋转，将工具主轴(104)的轴线方向调整到被加工锥齿轮需要的切削(或磨削)起始位置；在负载切削(或磨削)时段，由压力油缸或气缸(108)将活塞一端的端面齿扇嵌入扇形齿轮(106)一侧的端面齿扇(107)中，从而将扇形齿轮(106)和工具主轴箱(10)结成一体旋转，并由伺服电机(109)，溜板(110)，连杆(111)，曲柄(112)组成曲柄连杆机构来完成工具主轴所需的绕轴线(B)的小于3度半的微小摆动。

3、根据权利要求1所述的多轴自由型螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮加工机床，其特征是：在一个完整的机床床身(S)上的水平方向设有两组相互垂直的导轨；一个底板上侧表面倾斜度大于25度小于35度的立柱(1)依托所述的其中一组导轨作直线运动；另一个具有水平底面的立柱(2)依托所述的其中另一组导轨作直线运动；

所述的工具主轴箱(10)绕轴线(B)的旋转和小于3度半的微小摆动，由安装在立柱(1)内的大扭矩伺服电机(120)驱动；从而使工具主轴箱(10)和枢轴(113)在立柱(1)上形成一组简洁的悬臂支撑结构。

所述齿轮主轴箱(20)安装在所述的立柱(2)上，并由立柱(2)上的伺服电机(201)，驱动丝杆(203)驱动以实现主轴箱(20)沿导轨作(Z)方向的升降运动；立柱(2)本身则由(X)轴方向的伺服电机(201)，丝杆(203)驱动沿床身(S)上的(X)方向的水平导轨作直线运动；所述齿轮主轴在齿轮主轴箱(20)内由伺服电机驱动旋转。

4、根据权利要求3所述的多轴自由型螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮加工机床，其特征是：所述的的立柱(1)另一端可再设一支撑主轴箱(10)的第二个支承座(13)，从而将支撑主轴箱(10)的悬臂结构更改为双支承结构。