一种通用单打头立式高速冷滚打机床

摘要

本发明公开了一种通用单打头立式高速冷滚打机床，包括床身，床身上连接有工作台，床身的两侧分别垂直连接有立柱和导柱，立柱和导柱之间连接有梁架体，梁架体与立柱和导柱垂直，梁架体上部和下部分别连接有主传动装置和主机头。本发明一种通用单打头立式高速冷滚打机床利用高速旋转的滚打轮对毛坯进行滚压和打击强迫金属流动，以形成零件廓形这一近净成形加工方法，实现对花键轴，齿轮，齿条，蜗轮蜗杆工件的加工，并能满足成型法和展成法加工工艺要求，以提高上述零件的加工效率，材料利用率和金属性能，本发明结构简单，设备成本低，刚性好，生产效率高，工件质量高，能耗和空间占用低。

说明书

技术领域

本发明属于机床技术领域，涉及一种通用单打头立式高速冷滚打机床。

背景技术

目前在机械加工制造领域，对花键轴，齿轮，齿条，蜗轮蜗杆等重要零 件的加工方法很多，常用的有滚切，铣削，磨削等切削加工方法及滚扎，模 锻，冷挤等无屑成形方法。前者生产率和精度都很高，但加工过程中切断了 金属毛坯本身的金属纤维流线，造成金属纤维丝的断裂，使得齿条、齿轮的 抗疲劳强度降低、寿命缩短，承载能力受到限制，而且同时材料的利用率低， 生产效率低；后者虽然成形工件的金属性能很高，但设备吨位大、耗能高， 且需要专用模具，生产的柔性差。

关于冷滚打的机床有多种，但多为专用机床，只能加工单一类型零件或 实现单一工艺方法，且多为卧式多滚打头机床，对于打轮的加工和安装以及 转动同步性要求很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通用单打头立式高速冷滚打机床，该机床能 实现对花键轴、齿轮、齿条、蜗轮蜗杆的加工。

本发明所采用的技术方案是，一种通用单打头立式高速冷滚打机床，包 括床身，床身上连接有工作台，床身的两侧分别垂直连接有立柱和导柱，立 柱和导柱之间连接有梁架体，梁架体与立柱和导柱垂直，梁架体上部和下部 分别连接有主传动装置和主机头；

床身包括床体，床体上设置有进给电机座，进给电机座上安装有进给电 机，进给电机通过联轴器与丝杠连接，丝杠的两端分别通过丝杠尾座和丝杠 端座连接在床体上，丝杠端座靠近进给电机，丝杠上设置有丝杠螺母，床体 沿长向上还设置有一对导轨a，导轨a上设置有一对导轨滑块副a，工作台 与导轨滑块副a和丝杠螺母连接；

立柱包括柱体，柱体的底部与床身连接，柱体沿长向上还设置有一对导 轨b，导轨b上设置有一对导轨滑块副b，柱体的顶部连接升降机丝杠的一 端，升降机丝杠的另一端通过升降机丝杠尾座与柱体连接，升降机丝杠上设 置有升降机丝杠螺母，升降机丝杠螺母上连接有安装板，安装板与导轨滑块 副b连接，安装板的侧面与夹紧板连接，夹紧板上设置有紧定螺钉；

梁架体包括横梁，横梁和安装板连接，横梁上设置有套筒，套筒穿过导 柱，横梁上设置有芯轴，芯轴上套有带刻度的转盘，转盘通过螺钉d连接在 横梁上，转盘内设置有弧形T型槽，转盘通过T型螺栓和紧固螺母与主机头 连接；

主传动装置包括主电机座，主电机座通过螺钉e和芯轴与主机头连接， 主电机座上设置有主轴伺服电机，主轴伺服电机伸出的轴上安装有大带轮， 大带轮通过同步带与小带轮连接；

主机头包括箱体，箱体内设置有箱体轴承座，箱体轴承座内设置有主轴， 主轴的两端均设置有轴承a和轴承端盖，

主轴包括主轴a和主轴b，主轴a上设置有轴套a，主轴b上设置有轴 套b，轴套a和轴套b通过圆锥销和螺钉f连接，轴套a和轴套b之间嵌有 滚打轮和一对轴承b，一对轴承b分别安装于滚打轮的两端；

小带轮连接在主轴a上。

本发明的特点还在于，

丝杠位于一对导轨a之间，丝杠与一对导轨a平行。

升降机丝杠位于一对导轨b之间，升降机丝杠与一对导轨b平行。

工作台通过螺钉a与导轨滑块副a连接，工作台通过螺钉b与丝杠螺母 连接。

安装板的侧面通过螺钉c与夹紧板连接。

滚打轮均匀设置2-3个。

轴承b为自润滑翻边轴承。

本发明的有益效果是：本发明一种通用单打头立式高速冷滚打机床利用 高速旋转的滚打轮对毛坯进行滚压和打击强迫金属流动，以形成零件廓形这 一近净成形加工方法，实现对花键轴，齿轮，齿条，蜗轮蜗杆工件的加工， 并能满足成型法和展成法加工工艺要求，以提高上述零件的加工效率，材料 利用率和金属性能，本发明结构简单，设备成本低，刚性好，生产效率高， 工件质量高，能耗和空间占用低。

附图说明

图1是本发明一种通用单主轴立式高速冷滚打机床的结构示意图；

图2是本发明一种通用单主轴立式高速冷滚打机床中床身的结构示意 图；

图3是本发明一种通用单主轴立式高速冷滚打机床中立柱的俯视图；

图4是图3中A-A剖视图；

图5是本发明一种通用单主轴立式高速冷滚打机床中梁架体的主视图；

图6是本发明一种通用单主轴立式高速冷滚打机床中梁架体的俯视图；

图7是本发明一种通用单主轴立式高速冷滚打机床中转盘的结构示意 图；

图8是本发明一种通用单主轴立式高速冷滚打机床中主机头的主视图；

图9是图8中的B-B剖视图；

图10是本发明一种通用单主轴立式高速冷滚打机床中主轴的主视图；

图11是图10中的C-C剖视图；

图12是本发明一种通用单主轴立式高速冷滚打机床中3个滚打轮的主 视图。

图中，1.床身，2.工作台，3.立柱，4.主传动装置，5.梁架体，6.导柱， 7.主机头，8.床体，9.丝杠尾座，10.导轨滑块副a，11.螺钉a，12.螺钉b，13. 丝杠螺母，14.丝杠端座，15.进给电机座，16.进给电机，17.丝杠，18.柱体， 19.紧定螺钉，20.夹紧板，21.导轨滑块副b，22.螺钉c，23.安装板，24.升降 机丝杠，25.升降机丝杠螺母，26.升降机丝杠尾座，27.横梁，28.大带轮，29. 主轴伺服电机，30.主电机座，31.芯轴，32.螺钉d，33.T型螺栓，34.紧固螺 母，35.螺钉e，36.小带轮，37.同步带，38转盘，39.箱体轴承座，40.箱体， 41.套筒，42.轴承端盖，43.轴承a，44.主轴，45.圆锥销，46.主轴a，47.轴承 b，48.滚打轮，49.主轴b，50.螺钉f，51.导轨a，52.导轨b，53.轴套b，54. 轴套a。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明提供了一种通用单打头立式高速冷滚打机床，如图1所示，包括 床身1，床身1上连接有工作台2，床身1的两侧分别垂直连接有立柱3和 导柱6，立柱3和导柱6之间连接有梁架体5，梁架体5与立柱3和导柱6 垂直，梁架体5上部和下部分别连接有主传动装置4和主机头7；

如图2所示，床身1包括床体8，床体8上设置有进给电机座15，进给 电机座15上安装有进给电机16，进给电机16通过联轴器与丝杠17连接， 丝杠17位于一对导轨a51之间，丝杠17与一对导轨a51平行，丝杠17的 两端分别通过丝杠尾座9和丝杠端座14连接在床体8上，丝杠端座14靠近 进给电机16，丝杠17上设置有丝杠螺母13，床体8沿长向上还设置有一对 导轨a51，导轨a51上设置有一对导轨滑块副a10，工作台2通过螺钉a11 与导轨滑块副a10连接，工作台2通过螺钉b12与丝杠螺母13连接；

如图3和图4所示，立柱3包括柱体18，柱体18的底部与床身1连接， 柱体18沿长向上还设置有一对导轨b52，导轨b52上设置有一对导轨滑块副 b21，柱体18的顶部连接升降机丝杠24的一端，升降机丝杠24的另一端通 过升降机丝杠尾座26与柱体18连接，升降机丝杠24位于一对导轨b52之 间，升降机丝杠24与一对导轨b52平行，升降机丝杠24上设置有升降机丝 杠螺母25，升降机丝杠螺母25上连接有安装板23，安装板23与导轨滑块 副b21连接，安装板23的侧面通过螺钉c22与夹紧板20连接，夹紧板20 上设置有紧定螺钉19；

如图5、图6和图7所示，梁架体5包括横梁27，横梁27和安装板23 连接，横梁27上设置有套筒41，套筒41穿过导柱6，横梁27上设置有芯 轴31，芯轴31上套有带刻度的转盘38，转盘38通过螺钉d32连接在横梁 27上，转盘38内设置有弧形T型槽，转盘38通过T型螺栓33和紧固螺母 34与主机头7连接；

主传动装置4包括主电机座30，主电机座30通过螺钉e35和芯轴31 与主机头7连接，主电机座30上设置有主轴伺服电机29，主轴伺服电机29 伸出的轴上安装有大带轮28，大带轮28通过同步带37与小带轮36连接；

如图8和图9所示，主机头7包括箱体40，箱体40内设置有箱体轴承 座39，箱体轴承座39内设置有主轴44，主轴44的两端均设置有轴承a43 和轴承端盖42，

如图10和图11所示，主轴44包括主轴a46和主轴b49，主轴a46上设 置有轴套a54，主轴b49上设置有轴套b53，轴套a54和轴套b53通过圆锥 销45和螺钉f50连接，轴套a54和轴套b53之间嵌有滚打轮48和一对轴承 b47，一对轴承b47分别安装于滚打轮48的两端；轴承b47为自润滑翻边轴 承；这样更换滚打轮48时不再需要更换整个主轴44，并且更换过程中不需 要拆卸主轴44上的轴承a43，只需拆卸圆锥销45和螺钉f50即可更换不同 的滚打轮48，以满足对不同工件不同齿形的加工要求。

小带轮36连接在主轴a46上；

如图12所示，滚打轮48均匀设置3个。

本发明一种通用单打头立式高速冷滚打机床的工作原理是：床身1通过 地脚螺栓固定在地基上，工作台2上安装夹具和工件，进给电机16带动丝 杠17转动通过丝杠螺母13使工作台2做X方向进给运动，安装板23由升 降机丝杠24带动,并与梁架体5相连以完成主机头7的Y方向进给运动，当 安装板23运动到给定位置时，可由紧定螺钉19将夹紧板20拉紧，使与安 装板23连接的横梁27在Y方向锁死。立柱3和导柱6起导向作用，主机头 7内的主轴44由主传动装置4驱动做主回转运动。主机头7和主传动装置4 通过梁架体5可实现Y方向的回转以使主机头7改变工作位和实现安装角的 调整。主机头7调整好工作角后通过T型螺栓33和紧固螺母34与转盘38 锁紧。如图1和图6实线部分所示工作位时，可加工花键轴，齿轮和齿条工 件，此时主轴44回转轴线沿Z轴方向和工件进给方向一致；需加工蜗杆类 零件时，可将紧固螺母34放松，拆下同步带37，将主机头7回转90°，此 时主机头7通过芯轴31使主传动装置4其余部分同步转动，到达给定位置 后将紧固螺母34紧固，装上同步带37，如图6虚线部分所示，此时主轴44 回转轴线沿X轴方向和工件进给方向正交。

采用成型法加工花键轴，齿轮时，主轴44回转轴线和工件进给方向平 行，采用展成法加工时，主轴44回转轴线和工件进给方向需要满足±3°范围 内的安装角要求，此时可将紧固螺母34放松，根据转盘38上的刻度将主机 头7进行转动，到达给定位置后将紧固螺母34紧固。

加工不同的齿轮时，只需拆卸圆锥销45和螺钉f50即可更换不同的滚 打轮48，以满足对不同工件不同齿形的加工要求。

本发明一种通用单打头立式高速冷滚打机床利用高速旋转的滚打轮对 毛坯进行滚压和打击强迫金属流动，以形成零件廓形这一近净成形加工方 法，实现对花键轴，齿轮，齿条，蜗轮蜗杆工件的加工，并能满足成型法和 展成法加工工艺要求，以提高上述零件的加工效率，材料利用率和金属性能， 本发明结构简单，设备成本低，刚性好，生产效率高，工件质量高，能耗和 空间占用低。