數控高效擺線齒形磨床的製作方法

2023-05-29 20:50:46

專利名稱：數控高效擺線齒形磨床的製作方法
技術領域：
本發明屬於機械製造領域，具體涉及ー種用於加工擺線齒的數控高效擺線齒形磨床。
背景技術：
擺線齒輪以其獨特的優點被廣泛地應用於減速機、油泵和液壓馬達等機械設備中。作為這些機械設備的核心元件，其加工精度和加工效率直接影響了整個機械的性能。多年來，擺線齒輪磨齒機構基本都是採用模擬擺線齒輪減速機工作時的齒輪自轉和公轉的盤形砂輪磨齒方法，但是該方法的加工效率很低，並且加工精度不高。

發明內容
本發明針對上述現有技術的不足，提供了ー種加工效率高、精度高的數控高效擺線齒形磨床。本發明是通過如下技術方案實現的
一種數控高效擺線齒形磨床，包括機座、工作檯、砂輪磨削機構和控制系統；機座上設置有互相垂直的第一導軌、第二導軌和第三導軌；エ件安裝在工作檯上，工作檯上設置有第一立柱和第二立柱，第一立柱安裝在第一導軌上，第一立柱與機座之間安裝有驅動工作檯沿第一導軌移動的第一移動機構；第二立柱安裝在第二導軌上，第二立柱與機座之間安裝有驅動工作檯沿第二導軌移動的第二移動機構；砂輪磨削機構安裝在第三導軌上，用於對 エ件進行磨削；砂輪磨削機構與機座之間安裝有驅動砂輪磨削機構沿第三導軌移動的第三移動機構；
其特徵在幹，所述工作檯與第一電機連接，並由第一電機驅動繞工作檯軸線旋轉；所述 エ件與第二電機連接，並由第二電機驅動繞エ件軸線旋轉，所述工作檯軸線與エ件軸線垂直。進ー步的，所述砂輪磨削機構包括底座、砂輪和砂輪修整器，所述砂輪為螺旋形砂輪，砂輪軸線與水平面之間有ー傾角，所述傾角與螺旋形砂輪的螺旋升角相同，砂輪沿軸向的長度至少為エ件目標齒距的2倍，所述砂輪的廓形與エ件的目標齒形完全嚙合；砂輪與第三電機連接，並由第三電機驅動旋轉；砂輪修整器與第四電機連接，並由第四電機驅動旋轉；砂輪和砂輪修整器均安裝在一與底座上，底座安裝在第三導軌上，底座上設置有水平方向互相垂直的第四導軌和第五導軌，砂輪修整器與底座之間安裝有驅動砂輪修整器沿第四導軌移動的第四移動機構和沿第五導軌移動的第五移動機構。進ー步的，所述砂輪修整器為金剛輪。進ー步的，第一移動機構、第二移動機構、第三移動機構、第四移動機構和第五移動機構均包括ー驅動裝置和ー傳動裝置，所述驅動裝置為伺服電機或手輪，所述傳動裝置為滾珠絲槓。本發明所述的數控高效擺線齒形磨床採用砂輪對ェ件進行磨削，ェ件、工作檯以及砂輪均具有多個自由度，通過控制系統調整エ件與砂輪在正交坐標系中的相對位置，砂輪自身的旋轉速度以及エ件自身的旋轉速度，可以高效的完成擺線齒的加工。本發明同時可通過控制工作檯的旋轉來對エ件的位置進行微調，從而使エ件的位置更加準確，提供加 エ精度。經過實驗驗證，該數控高效擺線齒形磨床的加工效率是普通Y76M型磨齒機的5-7 倍，加工精度可以達到4級。本發明所述的數控高效擺線齒形磨床中採用的砂輪的軸向長度至少為エ件目標齒距的2倍，所述砂輪的廓形與エ件的目標齒形完全嚙合；砂輪通過自身的高速旋轉和水平運動，以及エ件的自身旋轉運動和上下運動可實現擺線齒輪的全齒寬磨削。本發明可同時磨削兩個齒，與傳統方法相比，本發明減少了砂輪的偏心擺動過程，實現了不間斷的磨削，使得磨削精度和效率更高，砂輪的使用壽命更長。


圖1為本發明所述的數控高效擺線齒形磨床的主視圖； 圖2為本發明所述的數控高效擺線齒形磨床的俯視圖； 圖中各標號的含義如下
1-機座、2-工作檯、3-控制系統、4-第一導軌、5-第二導軌、6-第三導軌、7-エ件、8-エ 件軸線、9-第一立柱、10-第二立柱、11-第一手輪、12-Z向電機、13-第二電機、14-第二手輪、15-砂輪及修整器底座、16-砂輪、17-砂輪修整器、18-第三電機、19-第四電機、20-第四導軌、21-第五導軌、22-第三手輪、23-Y向電機、24-エ件夾具、25-修整器夾具、26-工作檯軸線、27-第一滾珠絲槓、28-第二滾珠絲槓、29-第三滾珠絲槓、30-第四滾珠絲槓、31-第五滾珠絲槓。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進ー步詳細的說明。如圖1、2所示，本發明提供了一種數控高效擺線齒形磨床，包括機座1、工作檯2、 砂輪磨削機構和控制系統3 ；機座1上設置有互相垂直的第一導軌4、第二導軌5和第三導軌6 ；第一導軌4、第二導軌5和第三導軌6構成XYZ正交坐標系。為了便於說明，本發明將圖1中第一導軌4所在的方向稱為Y向，第二導軌5所在的方向稱為Z向，第三導軌6所在的方向稱為X向。擺線齒輪因為其厚度較小，加工時一般採用ー對或者多對同時進行磨削。本發明將ー對或者多對待磨削擺線齒輪作為エ件7，通過一作用於其軸向兩端的夾具M安裝在エ 作臺2上。工作檯2上設置有第一立柱9和第二立柱10，第一立柱9安裝在第一導軌4上， 第一立柱9與機座1之間安裝有驅動工作檯2沿第一導軌4移動的第一移動機構；第一移動機構包括第一手輪11和第一滾珠絲槓27，第一滾珠絲槓27與第一導軌4配合，第一滾珠絲槓27的一端與第一立柱9連接。轉動第一手輪11吋，第一滾珠絲槓27隨著第一手輪 11轉動，第一立柱9沿著第一導軌4做直線運動，從而工作檯2帶動エ件7沿著第一導軌4 做直線運動，即Y向(水平方向前後)運動。第二立柱10安裝在第二導軌5上，第二立柱10與機座1之間安裝有驅動工作檯2沿第二導軌5移動的第二移動機構；第二移動機構包括Z向電機12和第二滾珠絲槓28， 第二滾珠絲槓觀與第二導軌5配合，第二滾珠絲槓觀的一端與第二立柱10連接。Y向電機12驅動第二滾珠絲槓觀轉動，帶動第二立柱10沿著第二導軌5做直線運動，從而工作檯2帶動エ件7沿著第二導軌5做直線運動，即Z向(豎直方向上下)運動。本發明中工作檯2是可旋轉的，其與第一電機(圖中未示出)連接，並由第一電機驅動繞工作檯軸線26旋轉，工作檯軸線沈沿著X軸方向。該工作檯2的旋轉可以在加工之前對エ件7的位置進行微調，從而使エ件7的位置更加準確，提供加工精度。エ件7與第二電機13連接，並由第二電機13驅動繞エ件軸線8旋轉，エ件軸線8沿著Z軸方向，工作檯軸線沈與エ件軸線8垂直。本發明採用砂輪磨削機構對エ件7進行磨削，砂輪磨削機構安裝在第三導軌6上， 砂輪磨削機構與機座1之間安裝有驅動砂輪磨削機構沿第三導軌6移動的第三移動機構； 第三移動機構包括第二手輪14和第三滾珠絲槓四第三滾珠絲槓四與第三導軌6配合，第三滾珠絲槓四的一端與砂輪磨削機構連接。轉動第二手輪14吋，第三滾珠絲槓四隨著第二手輪14轉動，砂輪磨削機構沿著第三導軌6做直線運動，即沿著X向(水平方向左右)運動。具體的講，所述砂輪磨削機構包括砂輪16、砂輪修整器17和砂輪及修整器底座 15，所述砂輪16為螺旋形砂輪，砂輪16的軸線與XY平面(即水平面)之間有ー傾角，所述傾角與螺旋形砂輪的螺旋升角相同，砂輪16的軸向長度至少為エ件7目標齒距的2倍，所述砂輪16的廓形與エ件7的目標齒形完全嚙合，即加工完成的エ件7與砂輪16完全嚙合。 砂輪16與第三電機18連接並由其驅動旋轉；砂輪修整器17通過一修整器夾具25與第四電機19連接並由其驅動旋轉；砂輪16和砂輪修整器17均安裝在底座15上，底座15安裝在第三導軌6上，底座15上設置有水平方向互相垂直的第四導軌20和第五導軌21，砂輪修整器17與底座15之間安裝有驅動砂輪修整器17沿第四導軌20移動的第四移動機構和沿第五導軌21移動的第五移動機構。磨削吋，砂輪16由第三電機18驅動繞其自身軸線高速旋轉，エ件7由第二電機13 驅動繞エ件軸線8旋轉，同時由Y向電機12驅動第二滾珠絲槓觀轉動，從而工作檯2帶動 エ件7沿著第二導軌5做豎直方向上下運動。待磨削到一定程度後，再由第二手輪14調節砂輪在水平方向的位置，即可實現擺線齒輪的全齒寬磨削。當然第二手輪14也可由驅動電機代替，從而實現全自動化磨削。本實施例中第四移動機構包括第三手輪22和第四滾珠絲槓30，第四滾珠絲槓30 與第四導軌20配合，第四滾珠絲槓30的一端與底座15連接。轉動第三手輪22吋，第四滾珠絲槓30隨著第三手輪22轉動，底座15帶動砂輪修整器17沿著第四導軌20做直線運動， 即沿著X向(水平方向左右)運動。第五移動機構包括一 Y向電機23和第五滾珠絲槓31，第五滾珠絲槓31與第五導軌21配合，第五滾珠絲槓31的一端與底座15連接。Y向電機23 驅動第五滾珠絲槓31轉動，底座15帶動砂輪修整器17沿著第五導軌21做直線運動，即沿著Y向(水平方向前後)運動。本發明採用金剛輪作為砂輪修整器17對砂輪16進行修整，使得砂輪16的齒形精度高而且穩定。
本發明所述的Z向電機、Y向電機、第一電機、第二電機、第三電機、第四電機均為伺服電機，由控制系統控制，以實現對エ件的磨削。上述的第一移動機構、第二移動機構、第三移動機構、第四移動機構和第五移動機構的結構可以相同，也可以不同。驅動方式也不局限於本實施例中的手輪或伺服電機，還可以採用其他方式驅動。傳動方式也不局限於滾珠絲槓， 還可以採用其他傳動裝置。 本發明不僅局限於上述具體實施方式
，本領域一般技術人員根據本發明公開的內容，可以採用其它多種具體實施方式
實施本發明，因此，凡是採用本發明的設計結構和思路，做一些簡單的變化或更改的設計，都落入本發明保護的範圍。
權利要求
1.一種數控高效擺線齒形磨床，包括機座、工作檯、砂輪磨削機構和控制系統；機座上設置有互相垂直的第一導軌、第二導軌和第三導軌；エ件安裝在工作檯上，工作檯上設置有第一立柱和第二立柱，第一立柱安裝在第一導軌上，第一立柱與機座之間安裝有驅動工作檯沿第一導軌移動的第一移動機構；第二立柱安裝在第二導軌上，第二立柱與機座之間安裝有驅動工作檯沿第二導軌移動的第二移動機構；砂輪磨削機構安裝在第三導軌上，用於對エ件進行磨削；砂輪磨削機構與機座之間安裝有驅動砂輪磨削機構沿第三導軌移動的第三移動機構；其特徵在幹，所述工作檯與第一電機連接，並由第一電機驅動繞工作檯軸線旋轉；所述 エ件與第二電機連接，並由第二電機驅動繞エ件軸線旋轉，所述工作檯軸線與エ件軸線垂直。
2.根據權利要求1所述的數控高效擺線齒形磨床，其特徵在幹，所述砂輪磨削機構包括底座、砂輪和砂輪修整器，所述砂輪為螺旋形砂輪，砂輪軸線與水平面之間有ー傾角，所述傾角與螺旋形砂輪的螺旋升角相同，砂輪沿軸向的長度至少為エ件目標齒距的2倍，所述砂輪的廓形與エ件的目標齒形完全嚙合；砂輪與第三電機連接，並由第三電機驅動旋轉； 砂輪修整器與第四電機連接，並由第四電機驅動旋轉；砂輪和砂輪修整器均安裝在一與底座上，底座安裝在第三導軌上，底座上設置有水平方向互相垂直的第四導軌和第五導軌，砂輪修整器與底座之間安裝有驅動砂輪修整器沿第四導軌移動的第四移動機構和沿第五導軌移動的第五移動機構。
3.根據權利要求2所述的數控高效擺線齒形磨床，其特徵在幹，所述砂輪修整器為金剛輪。
4.根據權利要求2所述的數控高效擺線齒形磨床，其特徵在幹，第一移動機構、第二移動機構、第三移動機構、第四移動機構和第五移動機構均包括ー驅動裝置和ー傳動裝置，所述驅動裝置為伺服電機或手輪，所述傳動裝置為滾珠絲槓。
全文摘要
本發明提供了一種數控高效擺線齒形磨床，包括機座、工作檯、砂輪磨削機構和控制系統；機座上設置有互相垂直的第一導軌、第二導軌和第三導軌；工件安裝在工作檯上，工作檯可沿第一導軌、第二導軌運動；砂輪磨削機構用於對工件進行磨削，其可沿第三導軌運動；其特徵在於，所述工作檯可繞工作檯軸線旋轉；工件可繞工件軸線旋轉，所述工作檯軸線與工件軸線垂直。本發明採用砂輪對工件進行磨削，通過控制系統調整工件與砂輪在正交坐標系中的相對位置，砂輪自身的旋轉速度以及工件自身的旋轉速度，可以高效的完成擺線齒的加工。同時可通過控制工作檯的旋轉來對工件的位置進行微調，從而使工件的位置更加準確，以提高加工精度。
文檔編號B23F1/02GK102528171SQ20121003718
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月17日 優先權日2012年2月17日
發明者厲天龍 申請人:浙江順天減速機製造有限公司