[发明专利]一种在通用六轴数控机床上加工螺旋锥齿轮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺旋锥齿轮的加工方法，特别是涉及一种在通用六轴数控机床上加工螺旋锥齿轮的方法。

背景技术

螺旋锥齿轮作为高效、平稳、高载的传动部件，广泛用于轮船、飞机、直升机、汽车、动力机械等设备，其需求量非常之大。由于传统机械式螺旋锥齿轮数控加工设备的专用性、功能局限性而被逐步淘汰，而采用全数控理论和技术实现螺旋锥齿轮数字化加工是当前制造业发展的大趋势。

在现有技术中,数控化的螺旋锥齿轮加工机床都是专用机床,设备投入大，维护费用高。这样的专机只能加工齿轮，在机床空闲时，不能用这类专机再加工其它普通零件。其机床加工柔性不高，机床利用率低，不适合锥齿轮小批量生产需求。另外专用的锥齿轮加工机床所配备的控制系统，都是在进口的数控系统中加入螺旋锥齿轮功能，其软件价格也十分昂贵。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种在通用六轴数控机床上加工螺旋锥齿轮的方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种在通用六轴数控机床上加工螺旋锥齿轮的方法，所述通用六轴数控机床包括床身、X向直线导轨、Y向直线导轨、Z向直线导轨、第一驱动机构和第二驱动机构；所述床身上固定有所述Y向直线导轨，所述Y向直线导轨上安装有Y轴滑台，所述Y轴滑台上固定有X向直线导轨，所述X向直线导轨上安装有X轴床鞍；在所述床身的后面设有立柱，在所述立柱的前侧面上装有所述Z向直线导轨，所述Z向直线导轨上滑动配合连接有Z向滑台，所述Z向滑台上连接有刀盘主轴；所述第一驱动机构包括第一力矩电机，所述第一力矩电机内置入A轴支撑架内，所述A轴支撑架固定在所述X轴床鞍的左端上部，所述A轴支撑架上支撑有A轴摇篮，所述第一力矩电机的转子与所述A轴摇篮固接，所述第一力矩电机的定子与所述X向床鞍固接；在所述A轴摇篮上安装有C轴转台；所述第二驱动机构包括第二力矩电机，所述第二力矩电机的定子固接在所述A轴摇篮内，所述第二力矩电机的转子与所述C轴转台固定连接，所述C轴转台的旋转中心线为C轴轴线；

所述刀盘主轴采用伺服电主轴，所述伺服电主轴的转角采用角度编码器测定，所述伺服电主轴的转角采用闭环控制；

采用所述通用六轴数控机床加工螺旋锥齿轮的方法包括以下步骤：

一）在伺服电主轴下面同轴连接刀柄，通过所述刀柄把加工齿轮所用的标准铣刀盘与所述伺服电主轴连接在一起；在所述C轴转台上同轴安装自定心的三爪卡盘，在所述三爪卡盘的中心处夹紧固定齿轮工件，使齿轮工件轴线与C轴轴线共线；

所述刀柄是由与所述标准铣刀盘连接的刀柄过渡部分和与所述伺服电主轴连接的刀柄主体一体形成的；所述刀柄过渡部分是由头部圆锥台和大圆柱一体形成的，所述头部圆锥台的头部端面中心处设有铣刀盘固定螺纹孔，所述头部圆锥台上设有与铣刀盘中心锥孔配合的铣刀盘定位锥面；所述大圆柱的外端面为铣刀盘轴向定位平面，在所述铣刀盘轴向定位平面上设有铣刀盘周向定位键键槽，在所述铣刀盘周向定位键键槽内设有固定键的螺纹孔；所述刀柄主体是由尾部圆锥台和小圆柱一体形成的，所述尾部圆锥台的尾部端面中心处设有拉钉孔，所述小圆柱的圆柱面上设有机床主轴端面键的键槽；

二）设置并启动刀盘主轴和工件主轴电子齿轮功能；

三）启动所述第一力矩电机使所述A轴摇篮转过一预设角度，以确定所述齿轮工件开始加工时的轮坯安装角；

四）使所述Z向滑板运动，带动所述铣刀盘运动到其刀尖平面距离工件顶面100mm处，使所述Y轴滑台和所述X轴床鞍移动，并控制所述Y轴滑台和所述X轴床鞍的位移量，使最终合成位置为齿轮加工的起始位置；

五）开启冷却液，所述铣刀盘按设定的进给速度切入齿坯，使所述铣刀盘的刀尖平面与齿坯在Y轴向的齿根处相切；X轴和Y轴进行联动，其联动的进给率为现有专用机械式螺旋锥齿轮加工机床的摇台转速与径向刀位的乘积；在数控程序控制下，X轴、Y轴、刀盘主轴和工件主轴四轴联动，使所述铣刀盘和所述齿轮工件做啮合的展成运动，以加工出齿面；

六）齿轮展成运动完成后，所述铣刀盘和所述齿轮工件继续按电子齿轮关系做旋转运动，同时所述铣刀盘向上运动，使所述齿轮工件与所述铣刀盘分离，所述铣刀盘回到最高位置，所述A轴摇篮摆回到起始位置；其它各轴都回到起始位置，取下加工好的齿轮。

所述大圆柱的圆柱面上设有两个对称布置的平面，所述平面上设有螺钉孔。

本发明具有的优点和积极效果是：