[发明专利]一种五轴联动卧式斜齿非圆齿轮滚齿加工机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种滚齿加工齿轮机床，尤其涉及一种五轴联动卧式斜齿非圆齿轮齿加工机床。

背景技术

作为变速传动机构，非圆齿轮的种类较多、形状复杂，这势必给制造带来一定的难度。目前，比较成熟的是直齿非圆齿轮加工方法，主要有以下几种：

1、靠模法。这种加工方法保证了刀具在匀速旋转的条件下，齿轮坯节曲线上的每一点在切削过程中的瞬时线速度是相等的，从而使齿轮坯的瞬时角速度和齿轮坯与非圆滚轮的中心距按一定的规律变化。采用这种方法，应预先制造出相应的凸轮作为靠模，或用非圆齿轮本身作为靠模来加工非圆齿轮。

2、近似切齿法。在非圆齿轮发展的初始阶段，数控技术还没有得到广泛的应用，并且非圆齿轮的生产量较小，不适宜设计一台专用加工设备。在这种情况下，通常是在万能设备上，用近似切齿法加工非圆齿轮，但这种加工精度不高，齿形不准确。

3、在数控机床上加工非圆齿轮，但是由于没有高效、精确的加工方法，影响了非圆齿轮的推广使用，目前在直齿非圆齿轮主要加工方式有数控插齿、数控铣齿、数控滚齿。

4、目前国内加工非圆齿轮应用最广的是线切割，此种方法比较适合小批量生产直齿非圆齿轮，单线切割不适用加工斜齿非圆齿轮。

然而，随着非圆齿轮应用的推广，非圆齿轮的需求量也日益增多，特别是随着数控技术与伺服电机性能的提高与发展，使得能够研制出加工具有优良传动性能的非圆斜齿轮的五轴联动非圆斜齿轮加工机床成为下一个目标。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供了一种五轴联动卧式斜齿非圆齿轮齿加工机床，该机床通过设置同步运作的滚刀装置以及工作装置之间的夹角β，使安装在工作装置上的非圆齿坯加工成为斜齿轮，该种机床采用机电一体化，使结构布局简单。

为了实现上述目的，本发明提供了一种五轴联动卧式斜齿非圆齿轮滚齿加工机床，其特征在于，包括底座，所述的底座上设有第一支撑结构和第二支撑结构，所述的第一支撑结构和第二支撑结构中的至少一个的高度可调节，所述的第一支撑结构上设有用于将非圆齿坯加工成斜齿非圆齿轮的滚刀装置，所述的第二支撑结构上设有回转台，回转台上设有工作装置，所述的非圆齿坯设于所述的工作装置上。

优选地，所述的底座包括水平X向轨道与水平Z向轨道，水平Z向轨道设于水平X向轨道的一侧，所述的第一支撑结构设于水平Z向轨道上并可沿水平Z向轨道往复运动，所述的第二支撑结构设于水平X向轨道上并可沿水平X向轨道往复运动。

更优选地，所述的水平X向轨道与水平Z向轨道相互垂直，构成T形结构或“十”字形结构。

更优选地，所述的底座的水平Z向轨道中设置有滚珠丝杠，所述的第一支撑结构设于水平Z向轨道的滚珠丝杠上，水平Z向轨道的一端设有第三伺服电机，第三伺服电机通过弹性联轴器与水平Z向轨道中的滚珠丝杠相联接，以驱动滚珠丝杠的旋转，使第一支撑结构沿水平Z向轨道做往复运动。

更优选地，所述的水平X向轨道中设置有滚珠丝杠，所述的第二支撑结构设于水平X向轨道的滚珠丝杠上，水平X向轨道的一端安装有第四伺服电机，第四伺服电机通过弹性联轴器与水平X向轨道中的滚珠丝杠相联接，以驱动滚珠丝杠的旋转，使第二支撑结构沿水平X向轨道做往复运动。

优选地，所述的滚刀装置包括滚刀轴、第一减速电机、滚刀、第一联轴器和顶板，所述的滚刀轴和第一减速电机设于顶板的下侧，滚刀轴和第一减速电机通过第一联轴器相连，滚刀设于滚刀轴上，顶板固定在第一支撑结构上，滚刀设于工作装置的上方。

优选地，所述的工作装置包括工作轴、第二减速电机和底板，所述的工作轴和第二减速电机设于底板上，工作轴和第二减速电机通过第二联轴器相连，底板固定于回转台上，所述的非圆齿坯设于工作轴上并可随工作轴转动。

优选地，所述的回转台包括相互啮合的涡轮与蜗杆，蜗杆的一端设置有可转动蜗杆的手柄，工作装置固定在涡轮中部并可随涡轮的转动而转动。

优选地，所述的第一支撑结构为立柱，第二支撑结构为高度可调节的升降台(6)。

更优选地，所述的升降台可在竖直方向往复运动。

更优选地，所述的升降台包括外层结构和内层结构，外层结构设于底座上，内层结构可相对于外层结构在竖直方向往复运动。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)在水平面内，滚刀装置所在平面与工作装置所在平面为两互相平行的平面，通过升降台调节两平面之间的垂直距离，使滚刀装置上的滚刀切割非圆齿坯的非圆外形时更精准；