齿轮加工机床的多功能集成式加工工艺制造技术

本发明专利技术提供了齿轮加工机床的多功能集成式加工工艺，其步骤在于：刀具为插齿刀，升降驱动机构驱动升降臂上下往复运动，升降臂带动插齿刀对齿轮毛坯件进行插齿加工，同时，插齿刀绕着齿轮毛坯件做环绕逐步运动并且逐渐缩小其转动半径，使插齿刀沿齿轮毛坯件的径向进行逐步进给，进行插齿加工；而后，插齿加工后，刀具为铣刀，钻铣电机将带动铣刀转动，旋转驱动部件逐渐缩小铣刀的转动半径，使铣刀沿齿轮的径向进行进给，进行倒角加工；最后，刀具为钻刀，使钻刀沿齿轮的径向进行进给并且使钻刀在水平方向上与所需钻孔的腹板位置重合，钻铣电机将带动钻刀转动，升降驱动机构驱动升降臂缓慢向下运动，进行钻孔加工。

Multi-function Integrated Machining Technology of Gear Machining Machine Tool

【技术实现步骤摘要】
齿轮加工机床的多功能集成式加工工艺
本专利技术涉及一种机床，具体涉及齿轮加工机床的多功能集成式加工工艺。
技术介绍
齿轮是一种十分重要的机械传动零部件，变速箱内通过不同传动比的齿轮相啮合，实现变速传动，常见的齿轮包括圆柱齿轮、锥齿轮、齿环等，现阶段，对于圆柱直齿轮的生产一般采用插齿机进行加工处理，但是，目前普通插齿机加工效率低、单次只能对一个齿轮毛坯件进行插齿加工，而且齿轮加工完成后，对于齿轮齿顶的倒角以及齿轮腹板孔无法在插齿机上进行加工处理，还需要将插齿加工步骤完成的齿轮安装于其他机床上进行二次加工处理，大大降低了插齿机加工齿轮的效率，影响加工生产企业的经济效益，为了解决普通插齿机加工效率低的难题，本专利技术人设计一种结构巧妙、原理简单、能够同时对多个齿轮毛坯件进行插齿加工、操作使用便捷的齿轮加工机床的高效集成加工方法。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种结构巧妙、原理简单、能够同时对多个齿轮毛坯件进行插齿加工、操作使用便捷的多功能齿轮加工数控机床。为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案如下。齿轮加工机床的多功能集成式加工工艺，其步骤在于：（一）插齿加工阶段；S1：刀具跟换为插齿刀，用户将同种型号的齿轮毛坯件自定心装夹于工作台上，旋转驱动部件调整插齿加工部件的转动半径使插齿刀进行对刀，而后，升降驱动机构启动运行并且驱动升降臂在高位状态与低位状态进行上下往复运动，升降臂带动插齿刀同步运动并且对齿轮毛坯件进行插齿加工；插齿加工部件包括穿设于安装台上并且可上下滑动的矩形升降臂，升降臂长度方向竖直布置、宽度方向沿床身的宽度方向布置，升降臂与安装台沿竖直方向构成滑动导向配合，升降臂可在高位状态与低位状态相互切换并且初始状态为高位状态，升降臂一端位于安装台的上方、另一端位于安装台的下方，升降臂的下端设置有向外延伸的连接机构，连接机构的延伸端设置有刀架，刀架设置有多个，所述刀架设置有三个并且呈三点式布置，其中一刀架与升降臂沿其宽度方向的一侧面相对应、另一刀架与升降臂沿其宽度方向的另一侧面相对应、还有一刀架与升降臂背离立柱的一端面相对应，刀架上固定安装有竖直布置的钻铣电机，钻铣电机的输出轴竖直向下布置并且该输出轴上可拆卸设置有刀具，刀具为插齿刀/铣刀/钻刀，高位状态的升降臂使刀具位于装夹齿轮毛坯件的上方，低位状态的升降臂使刀具位于装夹齿轮毛坯件的下方，所述工作台上设置有三个自定心装夹工位且与刀具一一对应，刀具可绕着装夹齿轮毛坯件的轴心线转动且旋转半径可调，升降臂的上端设置有用于驱动其做上下往复运动的升降驱动机构且升降驱动机构固定安装于安装台上；所述立柱的下端固定设置有矩形导程板，导程板的长度方向平行于床身的长度方向、宽度方向平行于床身的宽度方向，导程板与床身之间设置有用于连接两者的导轨一、导轨二，导程板与导轨一沿平行于床身的长度方向构成滑动导向配合、导轨一与导轨二沿平行于床身的宽度方向构成滑动导向配合，导轨二与床身固定连接；S2：在S1的过程中，旋转驱动部件带动插齿刀绕着齿轮毛坯件做环绕逐步运动，使插齿刀对齿轮毛坯件进行环绕插齿加工；旋转驱动部件设置于床身与导程板的下端面之间，旋转驱动部件包括转动设置于床身内且竖直布置的旋转主轴，旋转主轴设置有两个并且沿床身的宽度方向对称布置，旋转主轴的顶端设置有水平布置的矩形旋转架，旋转架沿其长度方向的中部位置与旋转主轴的顶端固定连接，旋转架上活动设置有驱动块，驱动块位于旋转主轴所在圆周方向的偏心位置并且该偏心距离等于刀具沿齿轮毛坯件做环绕运动所在圆周的半径，并且驱动块位于旋转主轴所在圆周方向的偏心距离可调节，驱动块与导程板固定连接；所述两旋转主轴之间设置有用于连接两者的同步传动组件，同步传动组件为带传动同步传动组件，所述的旋转驱动部件还包括动力源，动力源包括固定安装于床身内的旋转步进电机，旋转步进电机的输出轴轴向平行于床身的长度方向，旋转步进电机的输出轴上同轴固定设置有蜗杆，其中一旋转主轴上同轴固定套设有涡轮，蜗杆与涡轮相啮合；旋转驱动部件在工作过程中，启动旋转步进电机，旋转步进电机将带动蜗杆同步转动，涡轮将蜗杆的动力传递至其中一旋转主轴并且带动该旋转主轴转动，同步传动组件将使两旋转主轴同步转动，旋转主轴将带动旋转架绕其轴线方向转动，旋转架将带动驱动块绕旋转主轴的轴向转动，驱动块将带动导程板绕两旋转主轴连线中点所在的竖直线为轴心线转动且转动半径为驱动块偏离旋转主轴的距离，导程板将带动立柱同步转动，立柱将带动插齿加工部件整体转动，插齿刀做环绕齿轮毛坯件运动与竖直方向往复运动的复合运动，对齿轮毛坯件进行插齿加工；S3：在S1的过程中，旋转驱动部件逐渐缩小其驱动插齿刀的转动半径，使插齿刀沿齿轮毛坯件的径向进行逐步进给；所述旋转架上开设有开口向上且沿其长度方向布置的滑槽，驱动块活动嵌设于滑槽内并且可沿其长度方向进行滑动，滑槽内转动设置有平行于其长度方向布置的变径调节丝杆，驱动块活动套接于变径调节丝杆的外部并且两者构成螺纹连接配合，旋转架沿长度方向的一端的端部位置固定安装有变径调节电机，变径调节电机的输出轴与变径调节丝杆的驱动端同轴固定连接；调整驱动块偏离旋转主轴距离的过程中，当需要减小驱动块偏离旋转主轴的距离时，启动变径调节电机反转，变径调节电机将带动变径调节丝杆反向转动，变径调节丝杆将使驱动块沿着滑槽靠近旋转主轴滑动，驱动块的偏心距离减小，插齿刀的转动半径减小，插齿刀沿齿轮毛坯件的径向进行进给；插齿完成后，启动变径调节电机，变径调节电机将带动变径调节丝杆转动，变径调节丝杆将使驱动块沿着滑槽远离旋转主轴滑动，驱动块的偏心距离增大，插齿刀的转动半径增大，插齿刀沿齿轮的径向向外运动，插齿刀进行退刀；（二）倒角加工阶段；S4：插齿加工后，刀具跟换为铣刀，升降驱动机构驱动处于高位状态的升降臂向下运动，将升降臂带动铣刀在竖直方向上与齿轮齿顶处的上端面/下端面进行对刀，启动钻铣电机，钻铣电机将带动铣刀转动，旋转驱动部件逐渐缩小铣刀的转动半径，使铣刀沿齿轮的径向进行进给，同时旋转驱动部件驱动铣刀沿齿轮进行环绕运动，直至倒角加工完成；对齿轮齿顶处进行倒角的过程中，铣刀做环绕齿轮运动与绕自身轴线转动的复合运动，对齿轮齿顶处进行倒角加工；（三）钻孔加工阶段；S5：倒角加工后，刀具跟换为钻刀，旋转驱动部件调整钻刀的转动半径，使钻刀沿齿轮的径向进行进给并且使钻刀在水平方向上与所需钻孔的腹板位置重合，而后，启动钻铣电机，钻铣电机将带动钻刀转动，最后，升降驱动机构驱动升降臂由高位状态缓慢切换至低位状态，升降臂带动钻刀竖直向下运动并且沿平行于齿轮轴向向下进给，直至钻孔加工完成。作为本方案进一步的优化或者改进。所述的升降驱动机构包括固定设置于安装台上端面的支撑架，支撑架设置有两个并且沿安装台的长度方向对称布置，两支撑架之间转动设置有轴向平行于安装台宽度方向的曲轴，所述升降臂的顶部设置有呈水平延伸布置的套接孔，套接孔的中心线方向平行于曲轴的轴线方向，套接孔套接于曲轴沿其轴向中部位置上并且曲轴沿平行于安装台长度方向活动布置于套接孔内；所述曲轴沿平行于其轴向的端部为驱动端并且该端同轴固定套设有飞轮，所述的升降驱动机构还包括转动设置于立柱上且轴向平行于曲轴轴向的传动轴、固定设置于立柱上的升降驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.齿轮加工机床的多功能集成式加工工艺，其步骤在于：（一）插齿加工阶段；S1：刀具跟换为插齿刀，用户将同种型号的齿轮毛坯件自定心装夹于工作台上，旋转驱动部件调整插齿加工部件的转动半径使插齿刀进行对刀，而后，升降驱动机构启动运行并且驱动升降臂在高位状态与低位状态进行上下往复运动，升降臂带动插齿刀同步运动并且对齿轮毛坯件进行插齿加工；插齿加工部件包括穿设于安装台上并且可上下滑动的矩形升降臂，升降臂长度方向竖直布置、宽度方向沿床身的宽度方向布置，升降臂与安装台沿竖直方向构成滑动导向配合，升降臂可在高位状态与低位状态相互切换并且初始状态为高位状态，升降臂一端位于安装台的上方、另一端位于安装台的下方，升降臂的下端设置有向外延伸的连接机构，连接机构的延伸端设置有刀架，刀架设置有多个，所述刀架设置有三个并且呈三点式布置，其中一刀架与升降臂沿其宽度方向的一侧面相对应、另一刀架与升降臂沿其宽度方向的另一侧面相对应、还有一刀架与升降臂背离立柱的一端面相对应，刀架上固定安装有竖直布置的钻铣电机，钻铣电机的输出轴竖直向下布置并且该输出轴上可拆卸设置有刀具，刀具为插齿刀/铣刀/钻刀，高位状态的升降臂使刀具位于装夹齿轮毛坯件的上方，低位状态的升降臂使刀具位于装夹齿轮毛坯件的下方，所述工作台上设置有三个自定心装夹工位且与刀具一一对应，刀具可绕着装夹齿轮毛坯件的轴心线转动且旋转半径可调，升降臂的上端设置有用于驱动其做上下往复运动的升降驱动机构且升降驱动机构固定安装于安装台上；所述立柱的下端固定设置有矩形导程板，导程板的长度方向平行于床身的长度方向、宽度方向平行于床身的宽度方向，导程板与床身之间设置有用于连接两者的导轨一、导轨二，导程板与导轨一沿平行于床身的长度方向构成滑动导向配合、导轨一与导轨二沿平行于床身的宽度方向构成滑动导向配合，导轨二与床身固定连接；S2：在S1的过程中，旋转驱动部件带动插齿刀绕着齿轮毛坯件做环绕逐步运动，使插齿刀对齿轮毛坯件进行环绕插齿加工；旋转驱动部件设置于床身与导程板的下端面之间，旋转驱动部件包括转动设置于床身内且竖直布置的旋转主轴，旋转主轴设置有两个并且沿床身的宽度方向对称布置，旋转主轴的顶端设置有水平布置的矩形旋转架，旋转架沿其长度方向的中部位置与旋转主轴的顶端固定连接，旋转架上活动设置有驱动块，驱动块位于旋转主轴所在圆周方向的偏心位置并且该偏心距离等于刀具沿齿轮毛坯件做环绕运动所在圆周的半径，并且驱动块位于旋转主轴所在圆周方向的偏心距离可调节，驱动块与导程板固定连接；所述两旋转主轴之间设置有用于连接两者的同步传动组件，同步传动组件为带传动同步传动组件，所述的旋转驱动部件还包括动力源，动力源包括固定安装于床身内的旋转步进电机，旋转步进电机的输出轴轴向平行于床身的长度方向，旋转步进电机的输出轴上同轴固定设置有蜗杆，其中一旋转主轴上同轴固定套设有涡轮，蜗杆与涡轮相啮合；旋转驱动部件在工作过程中，启动旋转步进电机，旋转步进电机将带动蜗杆同步转动，涡轮将蜗杆的动力传递至其中一旋转主轴并且带动该旋转主轴转动，同步传动组件将使两旋转主轴同步转动，旋转主轴将带动旋转架绕其轴线方向转动，旋转架将带动驱动块绕旋转主轴的轴向转动，驱动块将带动导程板绕两旋转主轴连线中点所在的竖直线为轴心线转动且转动半径为驱动块偏离旋转主轴的距离，导程板将带动立柱同步转动，立柱将带动插齿加工部件整体转动，插齿刀做环绕齿轮毛坯件运动与竖直方向往复运动的复合运动，对齿轮毛坯件进行插齿加工；（二）倒角加工阶段；S3：插齿加工后，刀具跟换为铣刀，升降驱动机构驱动处于高位状态的升降臂向下运动，将升降臂带动铣刀在竖直方向上与齿轮齿顶处的上端面/下端面进行对刀，启动钻铣电机，钻铣电机将带动铣刀转动，旋转驱动部件逐渐缩小铣刀的转动半径，使铣刀沿齿轮的径向进行进给，同时旋转驱动部件驱动铣刀沿齿轮进行环绕运动，直至倒角加工完成；对齿轮齿顶处进行倒角的过程中，铣刀做环绕齿轮运动与绕自身轴线转动的复合运动，对齿轮齿顶处进行倒角加工；（三）钻孔加工阶段；S4：倒角加工后，刀具跟换为钻刀，旋转驱动部件调整钻刀的转动半径，使钻刀沿齿轮的径向进行进给并且使钻刀在水平方向上与所需钻孔的腹板位置重合，而后，启动钻铣电机，钻铣电机将带动钻刀转动，最后，升降驱动机构驱动升降臂由高位状态缓慢切换至低位状态，升降臂带动钻刀竖直向下运动并且沿平行于齿轮轴向向下进给，直至钻孔加工完成。...

【技术特征摘要】
1.齿轮加工机床的多功能集成式加工工艺，其步骤在于：（一）插齿加工阶段；S1：刀具跟换为插齿刀，用户将同种型号的齿轮毛坯件自定心装夹于工作台上，旋转驱动部件调整插齿加工部件的转动半径使插齿刀进行对刀，而后，升降驱动机构启动运行并且驱动升降臂在高位状态与低位状态进行上下往复运动，升降臂带动插齿刀同步运动并且对齿轮毛坯件进行插齿加工；插齿加工部件包括穿设于安装台上并且可上下滑动的矩形升降臂，升降臂长度方向竖直布置、宽度方向沿床身的宽度方向布置，升降臂与安装台沿竖直方向构成滑动导向配合，升降臂可在高位状态与低位状态相互切换并且初始状态为高位状态，升降臂一端位于安装台的上方、另一端位于安装台的下方，升降臂的下端设置有向外延伸的连接机构，连接机构的延伸端设置有刀架，刀架设置有多个，所述刀架设置有三个并且呈三点式布置，其中一刀架与升降臂沿其宽度方向的一侧面相对应、另一刀架与升降臂沿其宽度方向的另一侧面相对应、还有一刀架与升降臂背离立柱的一端面相对应，刀架上固定安装有竖直布置的钻铣电机，钻铣电机的输出轴竖直向下布置并且该输出轴上可拆卸设置有刀具，刀具为插齿刀/铣刀/钻刀，高位状态的升降臂使刀具位于装夹齿轮毛坯件的上方，低位状态的升降臂使刀具位于装夹齿轮毛坯件的下方，所述工作台上设置有三个自定心装夹工位且与刀具一一对应，刀具可绕着装夹齿轮毛坯件的轴心线转动且旋转半径可调，升降臂的上端设置有用于驱动其做上下往复运动的升降驱动机构且升降驱动机构固定安装于安装台上；所述立柱的下端固定设置有矩形导程板，导程板的长度方向平行于床身的长度方向、宽度方向平行于床身的宽度方向，导程板与床身之间设置有用于连接两者的导轨一、导轨二，导程板与导轨一沿平行于床身的长度方向构成滑动导向配合、导轨一与导轨二沿平行于床身的宽度方向构成滑动导向配合，导轨二与床身固定连接；S2：在S1的过程中，旋转驱动部件带动插齿刀绕着齿轮毛坯件做环绕逐步运动，使插齿刀对齿轮毛坯件进行环绕插齿加工；旋转驱动部件设置于床身与导程板的下端面之间，旋转驱动部件包括转动设置于床身内且竖直布置的旋转主轴，旋转主轴设置有两个并且沿床身的宽度方向对称布置，旋转主轴的顶端设置有水平布置的矩形旋转架，旋转架沿其长度方向的中部位置与旋转主轴的顶端固定连接，旋转架上活动设置有驱动块，驱动块位于旋转主轴所在圆周方向的偏心位置并且该偏心距离等于刀具沿齿轮毛坯件做环绕运动所在圆周的半径，并且驱动块位于旋转主轴所在圆周方向的偏心距离可调节，驱动块与导程板固定连接；所述两旋转主轴之间设置有用于连接两者的同步传动组件，同步传动组件为带传动同步传动组件，所述的旋转驱动部件还包括动力源，动力源包括固定安装于床身内的旋转步进电机，旋转步进电机的输出轴轴向平行于床身的长度方向，旋转步进电机的输出轴上同轴固定设置有蜗杆，其中一旋转主轴上同轴固定套设有涡轮，蜗杆与涡轮相啮合；旋转驱动部件在工作过程中，启动旋转步进电机，旋转步进电机将带动蜗杆同步转动，涡轮将蜗杆的动力传递至其中一旋转主轴并且带动该旋转主轴转动，同步传动组件将使两旋转主轴同步转动，旋转主轴将带动旋转架绕其轴线方向转动，旋转架将带动驱动块绕旋转主轴的轴向转动，驱动块将带动导程板绕两旋转主轴连线中点所在的竖直线为轴心线转动且转动半径为驱动块偏离旋转主轴的距离，导程板将带动立柱同步转动，立柱将带动插齿加工部件整体转动，插齿刀做环绕齿轮毛坯件运动与竖直方向往复运动的复合运动，对齿轮毛坯件进行插齿加工；（二）倒角加工阶段；S3：插齿加工后，刀具跟换为铣刀，升降驱动机构驱动处于高位状态的升降臂向下运动，将升降臂带动铣刀在竖直方向上与齿轮齿顶处的上端面/下端面进行对刀，启动钻铣电机，钻铣电机将带动铣刀转动，旋转驱动部件逐渐缩小铣刀的转动半径，使铣刀沿齿轮的径向进行进给，同时旋转驱动部件驱动铣刀沿齿轮进行环绕运动，直至倒角加工完成；对齿轮齿顶处进行倒角的过程中，铣刀做环绕齿轮运动与绕自身轴线转动的复合运动，对齿轮齿顶处进行倒角加工；（三）钻孔加工阶段；S4：倒角加工后，刀具跟换为钻刀，旋转驱动部件调整钻刀的转动半径，使钻刀沿齿轮的径向进行进给并且使钻刀在水平方向上与所需...

【专利技术属性】
技术研发人员：张习先，
申请(专利权)人：张习先，
类型：发明
国别省市：安徽,34