2011年前技术中,螺旋锥齿轮加工设备有机械型螺旋锥齿轮加工机床和数控螺旋锥齿轮加工机床。机械型螺旋锥齿轮加工机床的结构和调整环节是齿轮机床中最复杂的。参见附图1,2011年前数控螺旋锥齿轮加工机床利用计算机直接控制三个直线轴(即X、Y、Z轴)和三个转动轴(即A、B、C轴),以模拟机械型螺旋锥齿轮的加工运动,从而加工出螺旋锥齿轮。数控螺旋锥齿轮加工机床将复杂的机械结构转换为软件控制,实现了螺旋锥齿轮加工的信息化和智能化。上述结构是用刀具箱沿Y轴,工件箱沿X轴的联动来模拟刀具绕摇台轴线的回转,将刀倾机构的功能改为B轴的摆动来实现。这种结构没有充分发挥数控技术的作用,存在以下主要缺陷:
1、该结构由于立柱不动,刀具箱通过层层叠加的滑板安装在立柱(8)上,为了能让安装于水平滑台(10)上的刀具箱(13)上的刀具(26)加工到工件,不得已将刀具主轴(25)伸得很长,从而加大了刀具(26)受力点与主轴轴承支撑距离的悬伸比,导致刀具主轴(25)刚性也不太好。
2、该机床结构设计在加工左、右旋螺旋锥齿轮时,机床的加工点分别在工件(27)的上下位置,从而导致机床的加工点位置变化很大,刀具箱在Y方向行程很长,加工点的位置也很高,这些对机床整体加工刚性不是很好。
3、该结构X、Y、Z三个直线运动轴设计得比较分散,导致机床占地面积大,不好防护。
4、该结构X轴滑板(28)在加工过程中由于要沿X向滑动,X向导轨(16、17)需要安装在床身(1)上,导致排屑槽(29)不能开通到整个加工区域,这种结构虽然能在X轴上安装盔甲式的钢防护,但是铁屑掉在防护上面还是不好清理,这种情况特别是铣齿的时候,大量的铁屑特别容易堆积在机床上。
5、为了环保和节约,螺旋锥齿轮铣齿的发展方向是干切削,即在加工时不加冷却液,切削速度很快,热量被切削带走,这就要求灼热的切削不能落在床身上,以免造成机床的热变形,图1的装置很难做到这一点。
6、机床零件多,占地面积大,工件装卸不方便。
公开号为CN1457279的专利申请公开说明书记载了一种生产锥齿轮的机器,该机器将刀具主轴和工件主轴全设计在一个立柱上,其结构不仅导致制造成本高,而且装配的工艺性不好。