一种直廓环面蜗杆车削加工机床及加工方法技术

本发明专利技术公开了一种直廓环面蜗杆车削加工机床及加工方法，其中，所述机床包括机床本体、驱动组件、刀具组件和控制组件；驱动组件设置在机床本体上；刀具组件设置在机床本体上并位于机床本体的侧面，刀具组件包括与蜗杆坯啮合的刀盘刀盘上设有多个车削组，车削组沿刀盘圆周方向依次等间隔固定在刀盘的外周面上；控制组件设置在机床本体上并分别电连接驱动组件和刀具组件。所述加工方法包括连接和车削。所述的直廓环面蜗杆车削加工机床及加工方法通过多个车削组的设置，刀盘与多个切削刀具组成类似于蜗轮的蜗轮齿型刀具，刀盘相当于蜗轮轮体，切削刀具相当于蜗轮齿，蜗轮齿型刀具与蜗杆坯的啮合运动而切出蜗杆齿形，加工出的蜗杆更接近蜗杆理论值。更接近蜗杆理论值。更接近蜗杆理论值。

【技术实现步骤摘要】
一种直廓环面蜗杆车削加工机床及加工方法


[0001]本专利技术属于机床
，具体涉及一种直廓环面蜗杆车削加工机床及加工方法。

技术介绍

[0002]直廓环面蜗杆，即TSL型蜗杆，的承载能力是普通圆柱蜗杆的4倍，但加工工艺复杂，加工成本较高。《经济技术协作信息》2018年第20期，谢鹏，利用了滚齿机，并扩大其加工范围加工，并验证了可行性，但加工效率低。《产业与科技论坛》2011年24期，李松，数控车床宏程序加工环面蜗杆，螺旋面是通过切槽刀刀尖移动形成的，故而往往造成螺旋面粗糙度不够；中国农业大学专利技术了一种杆螺旋面在带C轴的数控车床上的车削方法，加工效率高，机床成本也高。环面蜗杆常用的加工方法主要有旋风铣、数控车削加工和多轴机床加工，这几种加工方式为变参数加工方法，只能加工成不等距螺旋线直廓环面蜗杆。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种直廓环面蜗杆车削加工机床及加工方法，采用齿型刀具与蜗杆坯的啮合运动而切出蜗杆齿形的车削加工方法，加工的蜗杆更接近蜗杆理论值。。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种直廓环面蜗杆车削加工机床，包括机床本体、驱动组件、刀具组件和控制组件；
[0006]驱动组件设置在机床本体上，机床本体上设有位于驱动组件对侧的尾座，驱动组件与尾座之间为用于夹持蜗杆坯的蜗杆夹持部；
[0007]刀具组件设置在机床本体上并位于机床本体的侧面，刀具组件包括与蜗杆坯啮合的刀盘，刀盘上设有多个车削组，车削组沿刀盘圆周方向依次等间隔固定在刀盘的外周面上，每个车削组均包括用于加工蜗杆齿槽底面的槽底车刀、用于加工蜗杆左侧面的左刃车刀和用于加工蜗杆右侧面的右刃车刀，槽底车刀、左刃车刀和右刃车刀沿刀盘圆周方向依次等间隔固定在刀盘上；
[0008]控制组件设置在机床本体上并分别电连接驱动组件和刀具组件，以形成恒定传动比并达到最佳的切削速度。
[0009]在一种可能的设计中，驱动组件包括主轴电机和主轴，主轴电机的输出端通过第一减速机连接主轴，主轴转动设置在机床本体上；
[0010]尾座滑动设置在机床本体上并位于主轴的对侧，尾座与主轴间的间隙为所述的蜗杆夹持部；且主轴上设有用于卡接蜗杆坯的卡盘，尾座上设有用于抵顶蜗杆坯的顶尖。
[0011]在一种可能的设计中，刀具组件包括位于机床本体上的刀具组件体、转动设置在刀具组件体上的刻度盘手柄和固定连接刀具组件体上的电动机，刀具组件体通过燕尾导轨与机床本体相连，刻度盘手柄和电动机分别位于刀具组件体的两端，刻度盘手柄的输出端连接燕尾导轨，电动机的输出端通过第二减速机连接刀盘。
[0012]在一种可能的设计中，控制组件包括变频模块和微调模块，变频模块包括与驱动组件电连接的第一变频器和与刀具组件电连接的第二变频器，微调模块包括与第一变频器电连接的第一微调器、与第二变频器电连接的第二微调器和同时电连接第一变频器与第二变频器的总微调器。
[0013]在一种可能的设计中，刀盘包括上刀盘和下刀盘，其中，上刀盘的中部设有上刀盘轴孔，下刀盘的中部设有下刀盘轴孔，下刀盘轴孔的外侧设有若干个均布在下刀盘周向上的刀具固定槽；
[0014]当上刀盘通过第一螺栓连接下刀盘时，上刀盘轴孔和下刀盘轴孔同轴并连通为传动孔，传动孔上穿设有旋转轴，旋转轴的端部通过压板与上刀盘相连，旋转轴通过平键与下刀盘相连。
[0015]在一种可能的设计中，刀具固定槽内可拆卸设有刀具，刀具包括刀体、刀芯、刀头和刀片，刀芯插接在刀体上并延伸至刀体一端的外侧，刀体在该端设有刻度盘；
[0016]刀头包括适配于刻度盘的柱台和用于放置刀片的承台，柱台一侧设有适配于刀芯的插槽，柱台另一侧连接所述承台，柱台上还设有位于承台侧面的连接槽，连接槽上可拆卸设有第二螺栓，相应地，刻度盘上设有适配于第二螺栓的连接孔；
[0017]承台的顶面为适配于刀片的放置面，刀片通过第三螺栓连接承台，刀片上设有压块，压块通过第四螺栓连接承台；
[0018]刀片具有多个工作面，其中一个工作面设有一个切削刃，以分别形成所述的槽底车刀、左刃车刀或右刃车刀。
[0019]在一种可能的设计中，第一螺栓位于相邻刀具固定槽之间，上刀盘上还设有用于连接刀具的副螺栓，且每个刀具连接两个副螺栓。
[0020]在一种可能的设计中，连接槽构造为弧形槽，以使刀头能够以刀芯为中心相对刀体转动，转动的最大范围为弧形槽的弧长，刻度盘的外周上设有用以显示角度的刻度；
[0021]刻度盘的侧面上设有用于第一端面齿，相应地，柱台的侧面上设有适配于第一端面齿的第二端面齿。
[0022]在一种可能的设计中，形成所述左刃车刀或右刃车刀时，刀片为不对称三角形结构，所述切削刃位于不对称三角形结构的侧面，且切削刃的前角为24
°‑
25
°
，切削刃的后角为4
°‑6°
；
[0023]形成所述槽底车刀时，刀片为矩形结构，所述切削刃位于矩形结构的前端面上。
[0024]第二方面，本专利技术提供了一种直廓环面蜗杆车削加工方法，包括以下步骤：
[0025]连接：通过所述的直廓环面蜗杆车削加工机床夹持蜗杆坯；
[0026]车削：启动所述的直廓环面蜗杆车削加工机床以加工蜗杆坯为蜗杆；
[0027]其中，步骤车削包括以下运动：
[0028]主运动：通过驱动组件驱动蜗杆坯旋转；
[0029]展成运动：刀盘转动并与蜗杆坯形成啮合运动关系，且蜗杆坯每转1转，刀盘转K/Z转，其中，K为蜗杆的头数，Z为刀盘上刀具的个数；
[0030]进给运动：在刀具组件的驱动下，刀盘沿蜗杆坯的径向作垂直进给运动，以切出蜗杆的全齿宽；
[0031]步骤车削包括以下步骤：
[0032]启动驱动组件和刀具组件，驱动组件驱动蜗杆坯旋转，刀具组件驱动刀盘转动；
[0033]通过控制组件以使刀盘和蜗杆坯按照固定传动比做相对旋转运动；
[0034]槽底车刀、左刃车刀和右刃车刀依次车削蜗杆齿槽底面、蜗杆左侧面和蜗杆右侧面；
[0035]刀具组件带动刀盘做横向进给。
[0036]有益效果：
[0037]通过多个车削组的设置，刀盘与多个切削刀具组成类似于蜗轮的蜗轮齿型刀具，刀盘相当于蜗轮轮体，切削刀具相当于蜗轮齿，通过蜗轮齿型刀具与蜗杆坯的啮合运动而切出蜗杆齿形，加工出的蜗杆更接近蜗杆理论值。
[0038]车削组内包括槽底车刀、左刃车刀和右刃车刀，三种刀具分别依次从不同方向加工蜗杆齿形，避免蜗杆齿形同时受到三种车刀的车削，降低了单齿切削力的数值，避免了刀具折断。槽体车刀切削出蜗杆的基础形状，左刃车刀和右刃车刀刀刃为直线，加工的蜗杆齿面是不可展的直纹曲面，更接近与理论值。
[0039]同时，通过多个切削组的设置增加刀盘转动一周过程中切削蜗杆坯的次数，大大提高了加工效率；且每把切削刀具只有单刃参与切削，有助于减小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直廓环面蜗杆车削加工机床，其特征在于，包括机床本体(100)、驱动组件(200)、刀具组件(300)和控制组件(400)；驱动组件(200)设置在机床本体(100)上，机床本体(100)上设有位于驱动组件(200)对侧的尾座(101)，驱动组件(200)与尾座(101)之间为用于夹持蜗杆坯的蜗杆夹持部；刀具组件(300)设置在机床本体(100)上并位于机床本体(100)的侧面，刀具组件(300)包括与蜗杆坯啮合的刀盘(31)，刀盘(31)上设有多个车削组，车削组沿刀盘(31)圆周方向依次等间隔固定在刀盘(31)的外周面上，每个车削组均包括用于加工蜗杆齿槽底面的槽底车刀(51)、用于加工蜗杆左侧面的左刃车刀(52)和用于加工蜗杆右侧面的右刃车刀(53)，槽底车刀(51)、左刃车刀(52)和右刃车刀(53)沿刀盘(31)圆周方向依次等间隔固定在刀盘(31)上；控制组件(400)设置在机床本体(100)上并分别电连接驱动组件(200)和刀具组件(300)，以形成恒定传动比并达到最佳的切削速度。2.根据权利要求1所述的直廓环面蜗杆车削加工机床，其特征在于，驱动组件(200)包括主轴电机(201)和主轴(202)，主轴电机(201)的输出端通过第一减速机(203)连接主轴(202)，主轴(202)转动设置在机床本体(100)上；尾座(101)滑动设置在机床本体(100)上并位于主轴(202)的对侧，尾座(101)与主轴(202)间的间隙为所述的蜗杆夹持部；且主轴(202)上设有用于卡接蜗杆坯的卡盘(204)，尾座(101)上设有用于抵顶蜗杆坯的顶尖(102)。3.根据权利要求1所述的直廓环面蜗杆车削加工机床，其特征在于，刀具组件(300)包括位于机床本体(100)上的刀具组件体(32)、转动设置在刀具组件体(32)上的刻度盘手柄(33)和固定连接刀具组件体(32)上的电动机(34)，刀具组件体(32)通过燕尾导轨与机床本体(100)相连，刻度盘手柄(33)和电动机(34)分别位于刀具组件体(32)的两端，刻度盘手柄(33)的输出端连接燕尾导轨，电动机(34)的输出端通过第二减速机(35)连接刀盘(31)。4.根据权利要求1所述的直廓环面蜗杆车削加工机床，其特征在于，控制组件(400)包括变频模块(410)和微调模块(420)，变频模块(410)包括与驱动组件(200)电连接的第一变频器(411)和与刀具组件(300)电连接的第二变频器(412)，微调模块(420)包括与第一变频器(411)电连接的第一微调器(421)、与第二变频器(412)电连接的第二微调器(422)和同时电连接第一变频器(411)与第二变频器(412)的总微调器(423)。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的直廓环面蜗杆车削加工机床，其特征在于，刀盘(31)包括上刀盘(311)和下刀盘(312)，其中，上刀盘(311)的中部设有上刀盘轴孔(301)，下刀盘(312)的中部设有下刀盘轴孔(302)，下刀盘轴孔(302)的外侧设有若干个均布在下刀盘(312)周向上的刀具固定槽(303)；当上刀盘(311)通过第一螺栓(304)连接下刀盘(312)时，上刀盘轴孔(301)和下刀盘轴孔(302)同轴并连通为传动孔，传动孔上穿设有旋转轴(351)，旋转轴(351)的端部通过压板(305)与上刀盘(311)相连，旋转轴(351)通过平键(306)与下刀盘(312)相连。6.根据权利要求5所述的直廓环面蜗杆车削加工机床，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文革，刘尧，黄清宇，廖理述，谢培松，
申请(专利权)人：成都工业职业技术学院，
类型：发明
国别省市：