專利名稱：一種面齒輪滾齒加工設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種面齒輪滾齒加工設備，特別涉及一種應用于面齒輪滾齒加工方法 及設備。
背景技術：
面齒輪傳動是一種圓柱齒輪與圓錐齒輪相嚙合的齒輪傳動，國外有關研究表明面 齒輪傳動在體積小、重量輕、高承載能力、低噪音、高可靠性、長壽命等方面顯示了極大的優 勢。美軍方與NASA聯合進行的ART計劃中，對面齒輪傳動進行了高速重載的研究，并設計 了使用面齒輪傳動的新型航空動力傳動裝置的分流傳動結構，其重量較傳統的結構下降了 40 %，且振動小、噪音低，取得了令人振奮的效果。在ART項目結束后，美國DARPA在TRP項 目中繼續支持對面齒輪傳動技術的研究，其主要研究背景是把面齒輪傳動技術應用于新一 代阿帕奇武裝直升機中。西歐的一些發達國家把面齒輪傳動稱為“21世紀旋翼機傳動之希 望所在”，陸續地開始研究。目前，航空傳動朝著輕質量，高速度，大功率，高精度方向的發展，對齒輪機構的傳 動性能，使用壽命，結構優化等方面提出了新的更高的要求。由于面齒輪傳動的很多優點， 而成為未來航空傳動的主要發展方向之一。南航和北航都對傳統的插齒機進行了改進，實現了面齒輪插齒加工，但國內還沒 有面齒輪加工專用設備，嚴重阻礙了面齒輪的航空傳動應用進程，必然加大我國傳動系統 技術與國外發達國家的差距，加重了對國外傳動制造技術的依賴.因此，目前尚缺乏一種專用設備來解決面齒輪滾齒加工問題，本發明為面齒輪專 用設備的發展提供了一套較為具體的方法及結構設計。
發明內容
本發明的目的在于提供一種面齒輪滾齒加工設備，可以實現五軸聯動加工面齒輪 以及其它復雜難加工零件的目的。本發明的目的通過以下技術方案來實現根據本發明的一個方面，一種面齒輪滾齒加工設備，包括主傳動系統用來實現 設備的主運動，它具有一定的轉速和一定的變速范圍，能方便地實現運動的開停、變速、換 向等。主軸系統用來支承并帶動工件或刀具旋轉進行切削，承受切削力和驅動力等載荷， 完成表面成形及展成等運動。伺服進給傳動系統用來接收數控系統發出的進給速度和位 移指令信號，由伺服驅動電路作轉換和放大后，經伺服驅動裝置和機械傳動機構，驅動工作 臺、主軸頭架等執行部件實現工作進給和快速運動。設備本體結構用來支承設備機械部件 以及為運動部件提供導軌等。設備預留檢測裝置檢測系統用來對設備執行件的實際位置 進行測量，不斷地將設備的位移量檢測出來并反饋給數控系統。輔助裝置用來防護設備關 鍵部件、排屑及冷卻等作用。優選的，上述的面齒輪滾齒加工設備，其中所述主傳動系統主要包括電動機、傳動系統和主軸部件。
優選的，上述的面齒輪滾齒加工設備，其中主軸系統由主軸及其支承和安裝在主 軸上的傳動件、密封件等組成。優選的，上述的面齒輪滾齒加工設備，其中伺服進給系統由伺服驅動電路、伺服驅 動裝置、機械傳動機構及執行部件組成。優選的，上述的面齒輪滾齒加工設備，其中設備本體結構由設備床身、支承件以及 導軌等組成。優選的，上述的面齒輪滾齒加工設備，其中設備預留檢測裝置主要由驅動電機、滾 珠絲杠副及檢測系統預留固定件等。優選的，上述的面齒輪滾齒加工設備，其中輔助裝置主要由鋼制伸縮式導軌防護 罩、冷卻電機及水管等部件組成。本發明的有益效果主要體現在一、本發明的主傳動部分由電機通過同步帶及同步帶輪帶動主軸傳遞動力，具有 傳動準確、平穩和傳動效率高等特點。一、本發明結構的主軸系統剛性好，可用于粗細加工，進行強力切削等，提高加工 效率。二、本發明的設備本體結構中的立柱、下滑座均采用矩形導軌，上滑座采用雙燕尾 導軌，設備的穩定性好，適合于精加工和復雜零件加工。三、本設備適用于機械加工車間對復雜結構齒輪零件進行滾、磨及各種銑削加工。四、本發明設備主軸箱可沿立柱導軌上下移動，工件安裝在工作臺上，可轉動和傾 斜，并能與設備一起隨上滑板或下滑板作橫向或縱向移動。五、本發明設備的伺服進給系統采用由德國進口的伺服電機和驅動器結合自己開 發的板子組成，采用基于PC機和現場總線技術的開放式數控系統，結合滾珠絲杠副帶動工 作臺等部件實現工作進給和快速運動。
發明“面齒輪滾齒加工設備”有六幅附圖圖1是本發明“面齒輪滾齒加工設備”主視圖；圖2是本發明“面齒輪滾齒加工設備”俯視圖；圖3是本發明“面齒輪滾齒加工設備” X向視圖；圖4是本發明“面齒輪滾齒加工設備” Y向視圖；圖5是本發明“面齒輪滾齒加工設備” Z向視圖；圖6是本發明“面齒輪滾齒加工設備” W向視具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方案對本發明進行進一步說明。本發明主要是為了加工模數為1-4，最大直徑為300MM的面齒輪及其它典型齒輪。本發明的整體機械部分如圖1和2所示，所述裝置包括W向電機1、聯軸器2、W向 滾珠絲杠3、絲杠螺母副聯接板4、數控回轉臺5、上滑板6、下滑板7、鏈輪8、主軸電機9、主軸箱10、立柱11、底座12、同步帶及帶輪13、X向電機14、Y向電機15、Ζ向電機17、主軸電 機18、X向滾珠絲杠19、Y向滾珠絲杠20以及其它冷卻泵16、固聯部件等。本發明的X向結構如圖3所示，動力裝置由X向電機14通過同步帶及同步帶輪13 傳遞給X向滾珠絲杠19，然后通過絲杠螺母副21帶動下滑板7作橫向移動。 本發明的Y向結構如圖4所示，動力裝置由Y向電機15通過聯軸器22傳遞給Y 向滾珠絲杠20，然后通過絲杠螺母副23帶動上滑板6作縱向移動。本發明的Z向結構如圖5所示，動力裝置由Z向電機17通過聯軸器24傳遞給Z 向滾珠絲杠25，然后通過絲杠螺母副26帶動主軸箱系統作上下移動。本發明的W向結構如圖6所示，動力裝置由W向電機1通過聯軸器2傳遞給滾珠 絲杠3，然后通過絲杠螺母副聯接板4帶動檢測裝置作上下移動。以上僅是本發明的具體實例，對本發明的保護范圍不構成任何限制。凡采用等同 變換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本發明權利保護范圍之內。
權利要求
一種面齒輪滾齒加工設備，其特征在于，其包括主傳動系統用來實現面齒輪滾齒加工設備的主運動，它具有一定的轉速和一定的變速范圍，能方便地實現運動的開停、變速、換向等。主軸系統用來支承并帶動工件或刀具旋轉進行切削，承受切削力和驅動力等載荷，完成表面成形及展成等運動。伺服進給傳動系統用來接收數控系統發出的進給速度和位移指令信號，由伺服驅動電路作轉換和放大后，經伺服驅動裝置和機械傳動機構，驅動設備的工作臺、主軸頭架等執行部件實現工作進給和快速運動。設備本體結構用來支承面齒輪滾齒加工設備機械結構以及為運動部件提供導軌等。設備預留檢測裝置檢測系統用來對面齒輪滾齒加工設備執行件的實際位置進行測量，不斷地將工作臺的位移量檢測出來并反饋給數控系統。輔助裝置用來防護面齒輪滾齒加工設備關鍵部件、排屑及冷卻等作用。
2.根據權利要求1所述的面齒輪滾齒加工設備，其特征在于主傳動系統采用主軸電 機通過同步帶及帶輪帶動主軸運動，安裝在主軸箱內。
3.根據權利要求1所述的面齒輪滾齒加工設備，其特征在于主軸系統包括主軸及其 支承和安裝在主軸上的傳動件、密封件等組成。
4.根據權利要求1和3所述的面齒輪滾齒加工設備，其特征在于主軸箱通過滾珠絲 杠固定板與Z向滾珠絲杠聯接，而Z向電機是通過聯軸器把動力傳遞給滾珠絲杠，并帶動主 軸箱運動。其中滾珠絲杠固定板是為了將滾珠絲杠副與主軸箱聯接在一起。
5.根據權利要求1所述的面齒輪滾齒加工設備，其特征在于伺服進給傳動系統包括X 向進給系統、Y向進給系統、Z向進給系統、W向進給系統、數控可傾回轉臺及各向電機等。
6.根據權利要求1和5所述的面齒輪滾齒加工設備，其特征在于X向進給系統是通過 圓螺母和墊圈將同步帶輪固聯在絲杠上，圓錐滾子軸承對滾珠絲杠起支承和固定作用。螺 母副在絲上運動，絲杠副固定板起到聯接絲杠副及下滑板的作用。底部的絲杠座起到支承 整個X向系統部件的作用。
7.根據權利要求1和5所述的面齒輪滾齒加工設備，其特征在于Y向進給系統與X向 進給系統垂直，動力來源電機通過聯軸器與Y向絲杠聯接在一起，圓錐滾子軸承對滾珠絲 杠起支承和固定作用。螺母副在絲杠上運動，絲杠副固定板起到聯接絲杠副及上滑板的作 用。底部的軸端卡套等起到固定和支承Y向系統部件的作用。
8.根據權利要求1和5所述的面齒輪滾齒加工設備，其特征在于設備檢測系統是通 過聯軸器將動力來源W向電機與W向絲杠聯接在一起，圓錐滾子軸承對滾珠絲杠起支承和 固定作用。螺母副在絲上移動，絲杠副固定板起到聯接絲杠副及設備檢測設備的作用。底 部的軸端卡套等起到固定和支承設備檢測系統部件的作用。
9.根據權利要求5所述的面齒輪滾齒加工設備，其特征在于數控可傾回轉臺通過固 定螺釘安裝在上滑板上面，上滑板上表面具有一個小角度傾角，目的是為了增加回轉臺上 安裝工件的加工區域的角度轉動范圍，即由0° 90°變為-15° 90°。工件裝夾在回 轉工作臺上，本身可以旋轉，并隨工作臺一起在-15° 175°范圍內作傾斜運動。
10.根據權利要求1所述的面齒輪滾齒加工設備，其特征在于設備本體結構包括臺 身、支承件以及導軌等。它們主要用來支承各大系統部件。輔助裝置中的鋼制伸縮式導軌防護罩對防止切屑及其他尖銳東西的進入起著有效的防護作用。另外，冷卻水泵通過水管 對加工過程中的刀具及部件進行冷卻。
全文摘要
本發明涉及一種面齒輪滾齒加工設備，本發明采用滾珠絲杠來傳遞動力，運動部分的動力通過聯軸器由電機傳遞給滾珠絲杠，主軸的動力由主軸電機通過同步帶及帶輪直接傳遞給主軸，從而達到傳遞方式準確無滑動的目的，具有恒定的傳動比，傳動效率高，節能效果明顯，減少了主軸系統由傳統的齒輪傳遞動力帶來的高噪音，同時降低安裝、維修難度以及成本的目的。本發明的面齒輪滾齒加工設備包括主傳動系統、主軸系統、伺服進給傳動系統、設備本體結構、設備預留檢測裝置及輔助裝置。
文檔編號B23F5/00GK101961801SQ201010269920
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月2日 優先權日2010年9月2日
發明者侯良威, 吳燦輝, 王延忠, 王端 申請人:王延忠;侯良威;吳燦輝;王端