一種數控齒輪機床的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及數控加工設備技術領域，特別是用于加工制造錐形和準雙曲面齒輪的數控機床。
【背景技術】
[0002]現有技術中，機械型的螺旋錐齒輪加工機床的結構和調整環節是齒輪機床中最復雜的。
[0003]螺旋錐齒輪加工機床一開始采用了圖1所示結構，它采用計算機直接控制三個直線軸(即X、Y、Z)和三個轉動軸(即Α、B、C)，可以模擬機械型螺旋錐齒輪加工機床的加工運動，從而加工出螺旋錐齒輪。
[0004]數控螺旋錐齒輪加工機床將復雜的機械結構轉換為軟件控制，實現了螺旋錐齒輪加工的信息化和智能化。但上述設備是一種刻意模擬機械型機床的結構，其將搖臺回轉機構改為X、Y軸聯動來實現刀具繞搖臺軸線的回轉，將刀傾機構的功能改為B軸的擺動來實現，沒有充分發揮數控技術的作用，存在加工工藝性不好、工件箱形狀復雜、機床占地面積大、難以保證加工的精度、工件裝卸不方便、防護困難等不足。
[0005]隨著技術的進步，一些更為先進的齒輪加工機床不斷出現，如授權公告號為CN100343003C的發明專利說明書，其公開了一種生產錐形齒輪的機器和方法，其機柱I丨具有第一和第二基本豎直的表面區域，工件主軸2 '水平延伸并可移動地安裝于機柱I丨的第一基本豎直表面區域3 '，刀具主軸4'水平延伸并可移動地安裝于機柱的第二基本豎直表面區域5'，工件主軸2'和刀具主軸4'最多可在三個相互垂直的不同方向上彼此相對平移，并至少可繞一條豎直樞軸彼此相對以角度方式運動。
[0006]這種齒輪生產機床通過線性、旋轉軸系統的運動來加工螺旋錐齒輪或準雙曲面齒輪，與搖架式機床相比，具有一定的先進性，但依然存在以下不足之處:
[0007]首先，是整機剛性，包括靜態剛性和動態剛性。由于床身鑄鐵件的主要構件機柱I ；為單塊結構，工件主軸2'和刀具主軸4'位于機柱I'的側面，在懸臂效應的影響下，機柱I '的穩定性較差，進而導致整機的剛性較差，尤其在高速運行時，各部件的振動較大，會嚴重影響切削的粗糙度及刀具壽命，對高精度加工更是具有致命性影響。
[0008]其次，是切削剛度。該機床的機柱I丨為單塊結構，工件主軸2丨和刀具主軸4丨位于機柱I '的側面，刀具主軸4'的橫向滑軌較短，無法一直延伸到工件主軸I '上方，因此刀具在這一方向上的行程較短，為了保證刀具在回轉、平移后能夠與齒坯按設定方式接觸，工件夾具需要設計的相對較高，這會增加加工工件的懸伸量，削弱切削剛度。
[0009]再者，該機床的刀具主軸由至少兩個軸承支撐成可繞至少一條豎直樞轉軸線以角度方式運動，其中一個軸承位于刀具主軸4丨的上方，另一個軸承位于刀具主軸的下方，豎直樞轉軸線位于刀具主軸軸線和機柱I '之間所限定的區域內，且位于安裝在刀具主軸4'的一刀具的一基準面后面。
[0010]這種刀具主軸的擺臂回轉方式在結構上過于復雜，由于刀具主軸軸線與豎直樞轉軸線不在同一平面內，二者組合后會占用較大的空間，而且極大的壓縮了軸承的安裝空間，導致穩定性較差。此外，由于傳動部件較多，動力在多級傳遞之后容易導致動作誤差累積，進而影響加工精度。
[0011]因此，如何提高數控齒輪機床的剛性和加工精度，并進一步簡化其結構，是本領域技術人員需要解決的技術問題。
【發明內容】
[0012]本發明的目的是提供一種數控齒輪機床。該機床具有更高的切削剛度和整機剛性，能夠顯著提高加工精度，其結構緊湊、零部件較少、占地面積小，且熱穩定性好，易于防護和排屑。
[0013]為了實現上述目的，本發明提供一種數控齒輪機床，包括:
[0014]機體，具有第一豎直側面和第二豎直側面；
[0015]刀具主軸，可移動地安裝于所述機體的第一豎直側面并水平延伸；
[0016]工件主軸，可移動地安裝于所述機體的第二豎直側面并水平延伸；
[0017]所述刀具主軸和工件主軸最多可在三個不同的方向上彼此相對地線性移動，且兩者中至少有一者可相對于其相應的側面以角度方式運動；
[0018]所述機體包括底座及位于所述底座之上的偏心龍門架，所述偏心龍門架的正面形成所述第一豎直側面，其偏寬的立柱整體向后延伸使內側擴展形成所述第二豎直側面。
[0019]優選地，所述刀具主軸沿所述三個不同方向中的第一方向線性移動；所述工件主軸沿所述三個不同方向中的第二方向和第三方向線性移動；所述三個不同方向相互垂直。
[0020]優選地，所述刀具主軸和工件主軸僅有一個相對于所述機體以角度方式運動。
[0021]優選地，所述刀具主軸安裝于刀具箱體，所述刀具箱體由軸承支承可繞一條豎直軸線以角度方式運動，所述軸承位于所述刀具主軸上方。
[0022]優選地，所述刀具箱體安裝于可沿第一方向線性移動的臺體上，所述臺體通過導軌安裝于所述機體的第一豎直側面上，所述導軌位于所述刀具主軸上方。
[0023]優選地，所述導軌沿第一方向延伸至所述偏心龍門架的橫梁區域內。
[0024]優選地，所述刀具箱體的豎直軸線與所述刀具主軸的軸線位于同一平面內且垂直相交。
[0025]優選地，所述機體的第一豎直側面沿第一方向設有第一直線導軌；所述直線導軌上設有可在驅動機構帶動下沿第一方向移動的滑臺，所述滑臺上設有可帶動刀具箱體相對于所述機體以角度方式運動的裝置；所述刀具主軸安裝于所述所刀具箱體，其軸線與第一方向相平行。
[0026]優選地，所述機體的第二豎直側面沿第二方向設有第二直線導軌；所述第二直線導軌上裝有可在驅動機構帶動下沿第二方向移動的第二滑臺，所述第二滑臺上沿第三方向設有第三直線導軌，所述第三直線導軌上裝有可在驅動機構帶動下沿第三方向移動的工件箱體；所述工件主軸安裝于所述工件箱體，其軸線與第二方向相平行。
[0027]優選地,具體為采用端面統齒或磨齒加工方法加工弧齒錐齒輪和準雙曲面齒輪的機床或采用端面滾齒的方法加工擺線齒錐齒輪和準雙曲面齒輪的機床。
[0028]本發明在現有技術的基礎上作了進一步改進，其機體不再是單塊結構的機柱，而是設計成具有底座的偏心龍門架形式，偏心龍門架的正面形成用于安裝刀具主軸的第一豎直側面，偏心龍門架一側的立柱寬于另一側的立柱，其中，偏寬的立柱整體向后延伸使內側擴展形成用于安裝工件主軸的第二豎直側面。由于偏心龍門架具有橫梁和在另一側起支撐作用的偏窄的立柱，因此能夠極大的抵消工件主軸和刀具主軸在安裝后形成的懸臂效應，并使整機的質量分布和零部件布局更加合理，從而改善了機體的抗振頻率，使機體的穩定性得到了顯著提高，進而提高了整機的靜態剛性和動態剛性，試驗顯示，在高速運行時，各部件的振動較小，有利于提高加工精度和延長刀具使用壽命。此外，還具有結構緊湊、占地面積小、熱穩定性好、易于防護和排屑等有益效果。
【附圖說明】
[0029]圖1為現有技術中一種數控螺旋錐齒輪加工機床的結構示意圖；
[0030]圖2為現有技術中另一種數控螺旋錐齒輪加工機床的結構示意圖；
[0031]圖3為本發明所提供數控齒輪機床的一種【具體實施方式】的結構示意圖；
[0032]圖4為背部視角下圖3所示數控齒輪機床的結構示意圖；
[0033]圖5為左側視角下圖3所示數控齒輪機床的結構示意圖。
[0034]圖1、2 中:
[0035]機柱I, 工件主軸2' 第一基本豎直表面區域3' 刀具主軸4'第二基本豎直表面區域5 '
[0036]圖3至圖5中:
[0037]1.機體2.刀具主軸3.刀具箱體4.第一滑臺5.工件主軸6.工件箱體7.第二滑臺11.底座12.偏心龍門架13.第一直線導軌14.第一電機15.第二直線導軌16.第三電機17.第三直線導軌18.第四電機
【具體實施方式】
[0038]為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細說明。
[0039]請參考圖3、圖4、圖5，圖3為本發明所提供數控齒輪機床的一種【具體實施方式】的結構示意圖；圖4為背部視角下圖3所示數控齒輪機床的結構示意圖；圖5為左側視角下圖3所示數控齒輪機床的結構示意圖。
[0040]在一種【具體實施方式】中，本發明提供的數控齒輪機床為銑齒機或磨齒機，主要由機體1、刀具主軸2、刀具箱體3、第一滑臺4、工件主軸5、工件箱體6、第二滑臺7等部件組裝而成。
[0041]機體I包括底座11及位于底座之上的偏心龍門架12，偏心龍門架12的正面形成第一豎直側面α，用于安裝刀具主軸2，其偏寬的立柱整體向后延伸使內側擴展形成第二豎直側面β，用于安裝工件主軸5，第二豎直側面β大體在中部與第一豎直側面α垂直。
[0042]偏心龍門架12的第一豎直側面α沿第一方向(即X方向)設有第一直線導軌13，第一直線導軌13上設有第一滑臺4，第一滑臺4在第一電機14和絲杠機構的帶動下可沿X方向來回移動，刀具主軸2安裝在刀具箱體3的下端，可繞軸線C轉動，刀具箱體3通過軸承安裝于第一滑臺4，第一滑臺4內部安裝有可驅動刀具箱體3繞豎直軸線轉動的第二電機(由于遮擋關系，圖中未示出)。
[0043]第一豎直側面α在對應于第一電機14的位置開設有凹槽，以容納第一電機14的部分體積，降