一种具有滚齿功能的一体式车床及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种数控机床技术。本发明专利技术的具有滚齿功能的一体式车床及其使用方法，包括设置在床身上的车削机构及工件夹持机构，所述车削机构下设有直线电机组合运动机构，在直线电机组合运动机构上还设有滚齿机构，所述滚齿机构包括滚齿头，还包括用于驱动滚齿头升降运动的升降机构、以及驱动滚齿头线性运动的直线驱动装置。该机床在车床身上同时设置车削机构及滚齿机构，便于在同一车床上完成车削和滚齿的加工，减少转运费用及专用滚齿设备使用费用，降低生产成本、提高生产效率；利用直线电机组合运动机构，实现精准定位，保证车削加工和滚齿加工精度，真正在车床上实现滚齿加工。

An integrated lathe with hobbing function and its use method

【技术实现步骤摘要】
一种具有滚齿功能的一体式车床及其使用方法
本专利技术涉及一种数控机床技术，特别涉及一种具有滚齿功能的一体式车床。
技术介绍
作为制造业大国，机床在中国的应用率极高，特别是数控机床的广泛应用，为产品的生产质量提高起到了极大的促进作用。现有齿轮的通用加工模式是先在车床上完成毛坯加工，然后将毛坯拿到专门的滚齿机上加工，加工成本和时间成本均较高，并不适应现代工业制造的要求。而齿轮的型号分很多种，对于一些精度要求不高、齿轮重量不重的情形时，仍然需要用专用的滚齿机进行加工，转运及设备使用费昂贵，加工成本高、生产效率低，不适应节能绿色的现代制造需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有齿轮的加工需要先在车床上完成毛坯加工、然后需转运到专用的滚齿机上滚齿加工，转运及设备使用费昂贵、成本高、生产效率低，不适应于节能绿色的现代制造需求的不足，提供一种具有滚齿功能的一体式车床及其使用方法，该机床在车床身上同时设置车削机构及滚齿机构，便于在同一车床上完成车削和滚齿的加工，减少转运费用及专用滚齿设备使用费用，降低生产成本、提高生产效率；利用直线电机组合运动机构，实现精准定位，保证车削加工和滚齿加工精度，真正在车床上实现滚齿加工。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种具有滚齿功能的一体式车床，包括设置在床身上的车削机构及工件夹持机构，所述车削机构下设有直线电机组合运动机构，在直线电机组合运动机构上还设有滚齿机构，所述滚齿机构包括滚齿头，还包括用于驱动滚齿头升降运动的升降机构、以及驱动滚齿头线性运动的直线驱动装置。该机床在床身上同时设置车削机构及滚齿机构，便于在同一车床上完成车削和滚齿的加工，减少转运费用及专用滚齿设备使用费用，降低生产成本、提高生产效率；而配合安装的直线电机组合运动机构，利用直线电机运动惯量小、系统刚度高、响应快速的优点，避免丝杆组件传动和皮带传动存在运动惯量大、丝杆存在反向间隙的问题，进而保证车削机构及滚齿机构的直线运动精度，实现精准定位，保证车削加工和滚齿加工精度，再配合驱动滚齿头升降运动和线性运动的驱动设备，适应于不同的齿形加工需求，真正在车床上实现滚齿加工。作为优选，所述直线电机组合运动机构包括横向直线电机和纵向直线电机，所述纵向直线电机设置在横向直线电机上，且两个直线电机的运动方向相垂直。在床身上设置的横向直线电机和纵向直线电机，实现车削机构和滚齿机构的横向及纵向高精度进给运动，保证加工精度。作为优选，所述横向直线电机包括设置在床身上的横向滑台，在横向滑台上设有两排平行布置的横向滑轨，所述横向滑轨与横向滑台组成一体式的U型模组，横向直线电机定子设置在U型模组的U形槽内。在横向滑台上设置的横向滑轨用于保证横向运动的精准性，而横向滑台的设置为整个车削机构和滚齿机构提供了稳定的作业基础。作为优选，所述纵向直线电机包括设置在U型模组上方的拖板，在拖板与U型模组接触的板面上设有与横向滑轨对应的滑槽，且在滑槽内配合设有滑块，横向直线电机动子安装在拖板上。利用拖板安装纵向直线电机，在拖板上设置与滑轨对应滑槽和滑块，并将横向直线电机动子安装在拖板上，在纵向直线电机上安装工件卡盘机构后，实现车削机构的横向和纵向精准运动。作为优选，纵向直线电机定子安置在拖板上方，在拖板上还设有两排平行布置的纵向辅助滑轨，在拖板上方设有T型槽滑台，并在T型槽滑台上与纵向辅助滑轨配合设有滑动组件，纵向直线电机动子设置在T型槽滑台上。T型槽滑台用于安装车削机构和滚齿机构，而将纵向直线电机动子安装在T型槽滑台上，实现车削机构和滚齿机构高精度纵向滑动，保证加工精度，也因直线电机组合运动机构的运用，大大减小机床的体积，适应于数控机床的尺寸需要。作为优选，所述升降机构安装在T型槽滑台上，所述升降机构与滚齿机构之间连有角度调控装置。作为优选，所述角度调控装置包括转动轴及旋转角度控制器，还设有与旋转轴连接的角度转盘。作为优选，所述滚齿机构包括连为一体的滚齿头和直线步进电机，在滚齿头和直线步进电机之间设有转盘对接头，所述转盘对接头与角度转盘对应设有连接结构。与车床的直线电机组合运动机构及转动轴配设编码器，对车削机构的进给运动速度及位置进行反馈，对滚齿机构的速度及转角进行反馈，实现精准定位和控位，也通过精准调整滚齿头与工件的相对角度，实现不同齿形的加工。作为优选，所述工件夹持机构设有用于驱动其旋转运动的直驱式主轴组件，所述直驱式主轴组件包括主轴，所述主轴配设有电机，所述电机包括套于主轴外的转子和套于转子外的定子，在定子外还套有主轴体，所述转子、定子与主轴体同轴设置。直驱式主轴组件将电机和主轴同轴设计，结构简单、提高同步效率，保证传动效果，减少齿轮或带轮传动带来的传动和定位问题，尽量减小工件震动，保证工件加工精度；而配合车削机构和滚齿机构，利用直线电机组合运动机构的高精度运行优点，能在该车床上一次装夹即可完成传统的多道加工工序，并完成滚齿加工，不但减少了传统工艺的装夹时间，同时减少产品磕碰，提高了生产效率，降低了人工成本。一种具有滚齿功能的一体式车床的使用方法，将上述的具有滚齿功能的一体式车床用于滚齿加工时，包括以下步骤：A、将待加工工件安装在工件夹持机构上，利用直线电机组合运动机构将车削机构调整至加工位置；B、进行工件车削加工；C、车削加工完成后，调整工件夹持位置，利用直线电机组合运动机构将滚齿机构调整至加工位置；D、根据滚齿加工需求，调整滚齿头的加工角度；E、完成滚齿加工。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、该机床在车床身上同时设置车削机构及滚齿机构，便于在同一车床上完成车削和滚齿的加工，减少转运费用及专用滚齿设备使用费用，降低生产成本、提高生产效率；利用直线电机组合运动机构，实现精准定位，保证车削加工和滚齿加工精度，真正在车床上实现滚齿加工；2、T型槽滑台用于安装车削机构和滚齿机构，而将纵向直线电机动子安装在T型槽滑台上，实现车削机构和滚齿机构高精度纵向滑动，保证加工精度，也因直线电机组合运动机构的运用，大大减小机床的体积，适应于数控机床的尺寸需要；3、与车床的直线电机组合运动机构及转动轴配设编码器，对车削机构的进给运动速度及位置进行反馈，对滚齿机构的速度及转角进行反馈，实现精准定位和控位，也通过精准调整滚齿头与工件的相对角度，实现不同齿形的加工；4、直驱式主轴组件将电机和主轴同轴设计，结构简单、提高同步效率，保证传动效果，减少齿轮或带轮传动带来的传动和定位问题，尽量减小工件震动，保证工件加工精度。附图说明：图1是本专利技术带有滚齿功能的一体式车床的主视图。图2为实施例中带有滚齿功能的一体式车床的轴测图。图3为实施例中直线电机组合运动机构的结构示意图。图4为实施例中滚齿机构的结构示意图。图5为图4的滚齿机构的另一视图。图6为实施例中带有直驱式主轴组件的工件夹持机构。图中标记：1-床身，2-横向直线电机，201-U型模组，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有滚齿功能的一体式车床，其特征在于，包括设置在床身上的车削机构及工件夹持机构，所述车削机构下设有直线电机组合运动机构，在直线电机组合运动机构上还设有滚齿机构，所述滚齿机构包括滚齿头，还包括用于驱动滚齿头升降运动的升降机构、以及驱动滚齿头线性运动的直线驱动装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有滚齿功能的一体式车床，其特征在于，包括设置在床身上的车削机构及工件夹持机构，所述车削机构下设有直线电机组合运动机构，在直线电机组合运动机构上还设有滚齿机构，所述滚齿机构包括滚齿头，还包括用于驱动滚齿头升降运动的升降机构、以及驱动滚齿头线性运动的直线驱动装置。


2.根据权利要求1所述的具有滚齿功能的一体式车床，其特征在于，所述直线电机组合运动机构包括横向直线电机和纵向直线电机，所述纵向直线电机设置在横向直线电机上，且两个直线电机的运动方向相垂直。


3.根据权利要求2所述的具有滚齿功能的一体式车床，其特征在于，所述横向直线电机包括设置在床身上的横向滑台，在横向滑台上设有两排平行布置的横向滑轨，所述横向滑轨与横向滑台组成一体式的U型模组，横向直线电机定子设置在U型模组的U形槽内。


4.根据权利要求3所述的具有滚齿功能的一体式车床，其特征在于，所述纵向直线电机包括设置在U型模组上方的拖板，在拖板与U型模组接触的板面上设有与横向滑轨对应的滑槽，且在滑槽内配合设有滑块，横向直线电机动子安装在拖板上。


5.根据权利要求4所述的具有滚齿功能的一体式车床，其特征在于，所述纵向直线电机定子安置在拖板上方，在拖板上还设有两排平行布置的纵向辅助滑轨，在拖板上方设有T型槽滑台，并在T型槽滑台上与纵向辅助滑轨配合设有滑动组件，纵向直线电机动子设置在T型槽滑台上。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈帮勇，
申请(专利权)人：四川省晨田机床制造有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51