一種由齒輪齒條驅動龍門移動的數控銑床的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種由齒輪齒條驅動龍門移動的數控銑床，包括固定工作臺(1)、Y移動龍門(2)、正交拖板(3)、Z拖板(4)。本發明采用在固定工作臺的二側設置Y軌基，Y移動龍門經與Y軌副連接可左右方向移動在Y軌基的上面，Y移動龍門由雙輪驅動器與齒條嚙合驅動；工作時，工件夾持在固定工作臺的上面，Y移動龍門作左右方向的Y向運動，正交拖板作前后方向的X向運動，Z拖板作上下方向的Z向運動，共同引導裝在電主軸處的刃具對工件進行三維尋的切削加工；利用雙輪驅動器和齒條的無間隙嚙合驅動Y移動龍門，利用齒條無長度限制、可任意延長機床Y向工作行程設計長度的技術方案，使超長工件的數控銑削加工，達到了節省工時、提高效率、降低成本、無工藝接縫缺陷的目的。
【專利說明】一種由齒輪齒條驅動龍門移動的數控銑床
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種數控銑床，具體是指用于三維自動尋的銑削加工超長工件的一種由齒輪齒條驅動龍門移動的數控銑床。
【背景技術】
[0002]數控銑床采用伺服電機經滾珠絲杠副拖動X、Y、Z向滑板運動實現三維尋的銑削加工，滾珠絲杠副為一種將旋轉運動轉換為直線運動的轉動機構，由于材料彈性的限制，滾珠絲杠副不宜過長，因而限制了數控銑床的Y向的工作行程的長度。需要加工的長度超過數控銑床Y向工作行程的長度的工件稱為超長工件；對于超長工件，現有技術采用分段調頭加工的方法，即，先加工超長工件某一邊段，再調頭加工超長工件的另一邊段；如此，調頭裝夾找準費工費時，效率低下，成本增高，且還會留下加工接縫的缺陷；因此，現有技術存在費工費時、效率低下、成本居高和工藝接縫缺陷的問題與不足。
【發明內容】
[0003]針對上述現有技術存在的問題與不足，本發明采用由固定工作臺、Y移動龍門、正交拖板、Z拖板構成的裝置，固定工作臺設有Y軌基、Y軌副、齒條；Y移動龍門設有立柱、X橫梁，立柱的柱腳處設有雙輪驅動器，X橫梁設有X軌基、X軌副、X杠副、X電機；正交拖板設有Z軌基、Z軌副、Z杠副、Z電機；2拖板設有電主軸；所述雙輪驅動器為由Y左電機、左齒輪、Y右電機、右齒輪構成的嚙合間隙互補的驅動裝置；Υ移動龍門經與Y軌副連接可左右方向移動在Y軌基的上面，Y移動龍門由雙輪驅動器與所述齒條嚙合驅動；正交拖板經與X軌副、X杠副連接可前后方向移動在X軌基的右面，正交拖板由X電機經X杠副驅動；ζ拖板經與Z軌副、Z杠副連接可上下方向移動在Z軌基的右面，Z拖板由Z電機經Z杠副驅動；工作時，工件夾持在固定工作臺的上面，Y移動龍門作左右方向的Y向運動，正交拖板作前后方向的X向運動，Z拖板作上下方向的Z向運動，共同引導裝在電主軸處的刃具對工件進行三維尋的切削加工；利用雙輪驅動器和齒條的無間隙嚙合驅動Y移動龍門，利用齒條無長度限制、可任意延長機床Y向工作行程設計長度的技術方案，提供一種由齒輪齒條驅動龍門移動的數控銑床，旨在使超長工件的數控銑削加工，達到節省工時、提高效率、降低成本、無工藝接縫缺陷的目的。
[0004]本發明的目的是這樣實現的:一種由齒輪齒條驅動龍門移動的數控銑床，包括固定工作臺、Y移動龍門、正交拖板、Z拖板，其中:所述的固定工作臺為俯視呈矩形的鑄鐵質構件，固定工作臺上面的前后二邊分別設有左右方向的矩形平臺稱為Y軌基，所述Y軌基的上面設有二條相互平行、左右方向的滾子導軌副稱為Y軌副，二條所述Y軌副之間設有向上凸出、左右方向的斜齒條稱為齒條；位于固定工作臺前邊的所述齒條的齒牙朝前，位于固定工作臺后邊的所述齒條的齒牙朝后；
[0005]所述的Y移動龍門為門框形的鑄鐵質構件，Y移動龍門的前后二邊分別設有中空、上下方向、橫截面呈矩形的承載柱稱為立柱，所述立柱的下部稱為柱腳；二個所述立柱的上端連接有一個中空、前后方向、橫截面呈矩形的承載梁稱為X橫梁；二個所述柱腳的中空內腔中分別設有雙輪驅動器；
[0006]所述雙輪驅動器為由Y左電機、左齒輪、Y右電機、右齒輪構成的嚙合間隙互補的驅動裝置，其中，所述左齒輪和右齒輪為二個相互平行并列且獨立的圓柱斜齒輪；所述Y左電機、Y右電機分別與連接在所述左齒輪、右齒輪的上端用于分別驅動所述左齒輪和右齒輪旋轉；所述Y左電機、Y右電機為伺服電機；
[0007]所述X橫梁的右側面稱為X軌基，所述X軌基設有二條相互平行、前后方向的滾子導軌副稱為X軌副，二條所述X軌副之間設有滾珠絲杠副稱為X杠副，X軌基的后邊固定設有伺服電機稱為X電機，所述X電機的輸出軸與所述X杠副的滾珠絲杠連接；
[0008]所述滾子導軌副為由橫截面呈V型的滾道導軌和設有滾子的滾子架構成的用于承載物體作直線運動的滾動軌道元件；所述滾珠絲杠副為由滾珠絲杠和滾珠螺母構成的用于將旋轉運動轉換為直線運動的傳動元件；
[0009]所述的正交拖板為矩形板狀的鑄鐵質構件，正交拖板的右側面沿上下方向的中心線設有滾珠絲杠副稱為Z杠副，正交拖板的上面固定設有伺服電機稱為Z電機，所述Z電機的輸出軸與所述Z杠副的滾珠絲杠連接；
[0010]所述的Z拖板為中空、矩形柱狀的鑄鐵質構件，Z拖板的左側面稱為Z軌基，所述Z軌基設有二條相互平行、上下方向的滾子導軌副稱為Z軌副；z拖板的下面設有電主軸，所述電主軸為設有變頻調速電機和切削刃具接口的機電一體化裝置；
[0011]Y移動龍門的立柱的所述柱腳與所述Y軌副連接，Y移動龍門可左右方向移動在固定工作臺的所述Y軌基的上面，所述雙輪驅動器的左齒輪、右齒輪與Y軌基的所述齒條嚙合連接；正交拖板的左側面與X橫梁的所述X軌副、X杠副連接，正交拖板可前后方向移動在所述X軌基的右面，所述X杠副的滾珠螺母與正交拖板的左側面固定連接；正交拖板的右側面與Z拖板左側面的所述Z軌副、Z杠副連接，Z拖板可上下方向移動在正交拖板的右面，所述Z杠副的滾珠螺母與Z拖板的左側面固定連接'Y移動龍門由雙輪驅動器與所述齒條驅動；正交拖板由X電機經X杠副驅動；z拖板由Z電機經Z杠副驅動。
[0012]上述結構表述的方向面分為上、下、左、右、前、后面，其中，前面為面對本裝置主視圖的面，后面為與所述前面相對的面。
[0013]工作原理及有益效果
[0014]工作時，工件夾持在固定工作臺的上面，Y移動龍門由雙輪驅動器與所述齒條驅動作左右方向的Y向運動，正交拖板由X電機經X杠副驅動作前后方向的X向運動，Z拖板由Z電機經Z杠副驅動作上下方向的Z向運動，三者共同引導裝在電主軸處的刃具對工件進行三維尋的切削加工；雙輪驅動器的無隙嚙合驅動工作原理為:Y移動龍門向左移動時，由Y左電機經左齒輪拖動4移動龍門向右移動時，由Y右電機經右齒輪拖動；從而避免了因齒輪和齒條的嚙合間隙導致由單個齒輪換向旋轉拖動，使載荷即Y移動龍門，產生位移偏差。
[0015]本裝置利用雙輪驅動器和齒條的無間隙嚙合驅動Y移動龍門，利用齒條無長度限制、可任意延長機床Y向工作行程的設計長度，使超長工件的數控銑削加工避免了分段調頭加工的弊端，從而節省了工時、提高了效率、降低了成本、消除了工藝接縫的缺陷。
[0016]上述，本發明采用由固定工作臺、Y移動龍門、正交拖板、Z拖板構成的裝置，固定工作臺設有Y軌基、Y軌副、齒條；γ移動龍門設有立柱、X橫梁，立柱的柱腳處設有雙輪驅動器，X橫梁設有X軌基、X軌副、X杠副、X電機；正交拖板設有Z軌基、Z軌副、Z杠副、Z電機2拖板設有電主軸；所述雙輪驅動器為由Y左電機、左齒輪、Y右電機、右齒輪構成的嚙合間隙互補的驅動裝置'Y移動龍門經與Y軌副連接可左右方向移動在Y軌基的上面，Y移動龍門由雙輪驅動器與所述齒條嚙合驅動；正交拖板經與X軌副、X杠副連接可前后方向移動在X軌基的右面，正交拖板由X電機經X杠副驅動；z拖板經與Z軌副、Z杠副連接可上下方向移動在Z軌基的右面，Z拖板由Z電機經Z杠副驅動；工作時，工件夾持在固定工作臺的上面，Y移動龍門作左右方向的Y向運動，正交拖板作前后方向的X向運動，Z拖板作上下方向的Z向運動，共同引導裝在電主軸處的刃具對工件進行三維尋的切削加工；利用雙輪驅動器和齒條的無間隙嚙合驅動Y移動龍門，利用齒條無長度限制、可任意延長機床Y向工作行程設計長度的技術方案，克服了現有技術存在費工費時、效率低下、成本居高和工藝接縫缺陷的問題與不足，所提供的一種由齒輪齒條驅動龍門移動的數控銑床，使超長工件的數控銑削加工，達到了節省工時、提高效率、降低成本、無工藝接縫缺陷的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的一種由齒輪齒條驅動龍門移動的數控銑床的主視結構示意圖；
[0018]圖2是圖1中A部的引出放大圖；
[0019]圖3是本發明的一種由齒輪齒條驅動龍門移動的數控銑床的主視軸測示意圖；
[0020]圖4是圖3中B部的引出放大圖；
[0021]圖5是本發明的一種由齒輪齒條驅動龍門移動的數控銑床的左視軸測示意圖；
[0022]圖6是本發明的一種由齒輪齒條驅動龍門移動的數控銑床的右視示意圖。
[0023]下面結合附圖中的實施例對本發明作進一步詳細說明，但不應理解為對本發明的任何限制。
[0024]圖中:固定工作臺1、Y軌基11、Y軌副12、齒條13、Y移動龍門2、立柱21、雙輪驅動器22、Y左電機221、左齒輪222、Y右電機223、右齒輪224、X橫梁23、X軌基24、X軌副25、X杠副26、X電機27、正交拖板3、Z軌基31、Z軌副32、Z杠副33、Z電機34、Z拖板4、電主軸41、工件01、平面旋轉夾具02。
【具體實施方式】
[0025]參閱圖1?圖6，本發明的一種由齒輪齒條驅動龍門移動的數控銑床，包括固定工作臺1、γ移動龍門2、正交拖板3、Ζ拖板4，其中:所述的固定工作臺I為俯視呈矩形的鑄鐵質構件，固定工作臺I上面的前后二邊分別設有左右方向的矩形平臺稱為Y軌基11，所述Y軌基11的上面設有二條相互平行、左右方向的滾子導軌副稱為Y軌副12，二條所述Y軌副12之間設有向上凸出、左右方向的斜齒條稱為齒條13 ;位于固定工作臺I前邊的所述齒條13的齒牙朝前，位于固定工作臺I后邊的所述齒條13的齒牙朝后；
[0026]所述的Y移動龍門2為門框形的鑄鐵質構件，Y移動龍門2的前后二邊分別設有中空、上下方向、橫截面呈矩形的承載柱稱為立柱21，所述立柱21的下部稱為柱腳；二個所述立柱21的上端連接有一個中空、前后方向、橫截面呈矩形的承載梁稱為X橫梁23 ;二個所述柱腳的中空內腔中分別設有雙輪驅動器22 ;
[0027]所述雙輪驅動器22為由Y左電機221、左齒輪222、Y右電機223、右齒輪224構成的嚙合間隙互補的驅動裝置，其中，所述左齒輪222和右齒輪224為二個相互平行并列且獨立的圓柱斜齒輪；所述Y左電機221、Y右電機223分別與連接在所述左齒輪222、右齒輪224的上端用于分別驅動所述左齒輪222和右齒輪224旋轉；所述Y左電機221、Y右電機223為伺服電機；
[0028]所述X橫梁23的右側面稱為X軌基24，所述X軌基24設有二條相互平行、前后方向的滾子導軌副稱為X軌副25，二條所述X軌副25之間設有滾珠絲杠副稱為X杠副26，X軌基24的后邊固定設有伺服電機稱為X電機27，所述X電機27的輸出軸與所述X杠副26的滾珠絲杠連接；
[0029]所述滾子導軌副為由橫截面呈V型的滾道導軌和設有滾子的滾子架構成的用于承載物體作直線運動的滾動軌道元件；所述滾珠絲杠副為由滾珠絲杠和滾珠螺母構成的用于將旋轉運動轉換為直線運動的傳動元件；
[0030]所述的正交拖板3為矩形板狀的鑄鐵質構件，正交拖板3的右側面沿上下方向的中心線設有滾珠絲杠副稱為Z杠副33，正交拖板3的上面固定設有伺服電機稱為Z電機34，所述Z電機34的輸出軸與所述Z杠副33的滾珠絲杠連接；
[0031]所述的Z拖板4為中空、矩形柱狀的鑄鐵質構件，Z拖板4的左側面稱為Z軌基31，所述Z軌基31設有二條相互平行、上下方向的滾子導軌副稱為Z軌副32 ;Ζ拖板4的下面設有電主軸41，所述電主軸41為設有變頻調速電機和切削刃具接口的機電一體化裝置；
[0032]Y移動龍門2的立柱21的所述柱腳與所述Y軌副12連接，Y移動龍門2可左右方向移動在固定工作臺I的所述Y軌基11的上面，所述雙輪驅動器22的左齒輪222、右齒輪224與Y軌基11的所述齒條13嚙合連接；正交拖板3的左側面與X橫梁23的所述X軌副25,X杠副26連接，正交拖板3可前后方向移動在所述X軌基24的右面，所述X杠副26的滾珠螺母與正交拖板3的左側面固定連接；正交拖板3的右側面與Z拖板4左側面的所述Z軌副32、Ζ杠副33連接，Z拖板4可上下方向移動在正交拖板3的右面，所述Z杠副33的滾珠螺母與Z拖板4的左側面固定連接；Υ移動龍門2由雙輪驅動器22與所述齒條13驅動；正交拖板3由X電機27經X杠副26驅動；Ζ拖板4由Z電機34經Z杠副33驅動。
[0033]上述結構表述的方向面分為上、下、左、右、前、后面，其中，前面為面對本裝置主視圖的面，后面為與所述前面相對的面。
[0034]工作原理及有益效果
[0035]工作時，工件(01)夾持在固定工作臺(I)的上面，Y移動龍門(2)由雙輪驅動器
(22)與所述齒條(13)驅動作左右方向的Y向運動，正交拖板(3)由X電機(27)經X杠副
(26)驅動作前后方向的X向運動，Z拖板(4)由Z電機(34)經Z杠副(33)驅動作上下方向的Z向運動，三者共同引導裝在電主軸(41)處的刃具對工件(01)進行三維尋的切削加工；雙輪驅動器(22)的無隙嚙合驅動工作原理為:Υ移動龍門(2)向左移動時，由Y左電機(221)經左齒輪(222)拖動；￥移動龍門(2)向右移動時，由Y右電機(223)經右齒輪(224)拖動；從而避免了因齒輪和齒條的嚙合間隙導致由單個齒輪換向旋轉拖動，使載荷即Y移動龍門(2)，產生位移偏差。
[0036]本裝置利用雙輪驅動器(22)和齒條(13)的無間隙嚙合驅動Y移動龍門(2)，利用齒條(13)無長度限制、可任意延長機床Y向工作行程的設計長度，使超長工件的數控銑削加工避免了分段調頭加工的弊端，從而節省了工時、提高了效率、降低了成本、消除了工藝接縫的缺陷。
【權利要求】
1.一種由齒輪齒條驅動龍門移動的數控銑床，包括固定工作臺(1)、γ移動龍門(2)、正交拖板(3)、Z拖板(4)，其特征在于:所述的固定工作臺(I)為俯視呈矩形的鑄鐵質構件，固定工作臺(I)上面的前后二邊分別設有左右方向的矩形平臺稱為Y軌基(11)，所述Y軌基(11)的上面設有二條相互平行、左右方向的滾子導軌副稱為Y軌副(12)，二條所述Y軌副(12)之間設有向上凸出、左右方向的斜齒條稱為齒條(13);位于固定工作臺(I)前邊的所述齒條(13)的齒牙朝前，位于固定工作臺(I)后邊的所述齒條(13)的齒牙朝后； 所述的Y移動龍門(2)為門框形的鑄鐵質構件，Y移動龍門(2)的前后二邊分別設有中空、上下方向、橫截面呈矩形的承載柱稱為立柱(21)，所述立柱(21)的下部稱為柱腳；二個所述立柱(21)的上端連接有一個中空、前后方向、橫截面呈矩形的承載梁稱為X橫梁(23);二個所述柱腳的中空內腔中分別設有雙輪驅動器(22); 所述雙輪驅動器(22)為由Y左電機(221)、左齒輪(222)、Υ右電機(223)、右齒輪(224)構成的嚙合間隙互補的驅動裝置，其中，所述左齒輪(222)和右齒輪(224)為二個相互平行并列且獨立的圓柱斜齒輪；所述Y左電機(221)、Υ右電機(223)分別與連接在所述左齒輪(222)、右齒輪(224)的上端用于分別驅動所述左齒輪(222)和右齒輪(224)旋轉；所述Y左電機(221)、Y右電機(223)為伺服電機； 所述X橫梁(23)的右側面稱為X軌基(24)，所述X軌基(24)設有二條相互平行、前后方向的滾子導軌副稱為X軌副(25)，二條所述X軌副(25)之間設有滾珠絲杠副稱為X杠副(26)，Χ軌基(24)的后邊固定設有伺服電機稱為X電機(27)，所述X電機(27)的輸出軸與所述X杠副(26)的滾珠絲杠連接； 所述滾子導軌副為由橫截面呈V型的滾道導軌和設有滾子的滾子架構成的用于承載物體作直線運動的滾動軌道元件；所述滾珠絲杠副為由滾珠絲杠和滾珠螺母構成的用于將旋轉運動轉換為直線運動的傳動元件； 所述的正交拖板(3)為矩形板狀的鑄鐵質構件，正交拖板(3)的右側面沿上下方向的中心線設有滾珠絲杠副稱為Z杠副(33)，正交拖板(3)的上面固定設有伺服電機稱為Z電機(34)，所述Z電機(34)的輸出軸與所述Z杠副(33)的滾珠絲杠連接； 所述的Z拖板(4)為中空、矩形柱狀的鑄鐵質構件，Z拖板(4)的左側面稱為Z軌基(31)，所述Z軌基(31)設有二條相互平行、上下方向的滾子導軌副稱為Z軌副(32) ;Ζ拖板(4)的下面設有電主軸(41)，所述電主軸(41)為設有變頻調速電機和切削刃具接口的機電一體化裝置； Y移動龍門⑵的立柱(21)的所述柱腳與所述Y軌副(12)連接，Y移動龍門(2)可左右方向移動在固定工作臺(I)的所述Y軌基(11)的上面，所述雙輪驅動器(22)的左齒輪(222)、右齒輪(224)與Y軌基(11)的所述齒條(13)嚙合連接；正交拖板(3)的左側面與X橫梁(23)的所述X軌副(25)、X杠副(26)連接，正交拖板(3)可前后方向移動在所述X軌基(24)的右面，所述X杠副(26)的滾珠螺母與正交拖板(3)的左側面固定連接；正交拖板⑶的右側面與Z拖板(4)左側面的所述Z軌副(32)、Z杠副(33)連接，Z拖板(4)可上下方向移動在正交拖板(3)的右面，所述Z杠副(33)的滾珠螺母與Z拖板(4)的左側面固定連接4移動龍門⑵由雙輪驅動器(22)與所述齒條(13)驅動；正交拖板(3)由X電機(27)經X杠副(26)驅動；Ζ拖板(4)由Z電機(34)經Z杠副(33)驅動。
【文檔編號】B23Q1/25GK104475837SQ201410740604
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月22日 優先權日:2014年11月22日
【發明者】俞湘, 左黔湘, 沈良永, 黃吉能, 葉顯巧, 儲善謙 申請人:寧波市凱博數控機械有限公司