行星式跟蹤噴頭六軸五聯動電解研拋機的製作方法

2023-05-18 09:13:36 2

專利名稱：行星式跟蹤噴頭六軸五聯動電解研拋機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種對齒形進行加工的研拋機，具體地說是一種行星式跟蹤噴頭六軸五聯動電解研拋機。
背景技術：
齒輪是能互相嚙合的有齒的機械零件，它在機械傳動及整個機械領域中的應用極其廣泛。隨著生產的發展，齒輪運轉的平穩性受到重視。現行齒形凹模採用手動砂輪機帶動金剛石磨頭進行拋光，因空間狹小，加工難度大；而且實現規劃拋光路徑誤差大，一致性差， 表面粗糙度值大。傳統的採用手動砂輪機進行拋光的方式已不能滿足現階段齒形加工精度的要求。電解加工不存在切削力，加工表面無殘留和變形，利用電解原理，模具表面噴灑酸液，在磨頭接通電源負極，在模具端接通正極，在模具表面形成一層鈍化膜，這層鈍化模阻礙金屬溶解去除，在高速旋轉的金剛石磨頭的作用下，模具凸凹不平表面上凸起的點鈍化膜被磨削去除，露出新的金屬被電解去除，如此交替進行，可實現電解研磨拋光。電解研磨拋光技術在微小圓孔的研磨拋光中得到很好應用，但針對花鍵齒腔內狹小複雜曲面，現有的數控加工工具機效率很低，編程複雜，實現曲面加工難度很大，且電解加工的酸液有環境汙染。

發明內容
本發明的目的是提供一種行星式跟蹤噴頭六軸五聯動電解研拋機，該研拋機採用 A/B軸擺動與X、Y、Z軸聯動的五軸聯動和第六軸C軸分度的數控工具機，保證了磨頭始終在每一齒的同一起刀點開始圓角研拋。利用電解原理，採用酸液噴頭行星跟蹤磨頭和酸液在模具型腔內從上往下噴灑機構，形成環保的酸液密封自動回收到處理系統，並實現高效、高精度電解研磨加工。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的
一種行星式跟蹤噴頭六軸五聯動電解研拋機，其特徵在於該研拋機包括控制系統、 X-Y軸移動工作檯、Z軸移動工作檯、旋轉盤託架、託架A、託架B、電解酸液行星跟蹤機構和磨頭；控制C軸的旋轉盤託架安裝在X-Y軸移動工作檯上，控制A軸的託架A安裝在Z軸移動工作檯上；在託架A上設有控制A軸旋轉的步進電機A，步進電機A與軸連接；在軸上設有託架B，控制B軸旋轉的步進電機B設置在託架B上；在託架B上設有主軸電機，磨頭與主軸電機連接，在主軸電機與磨頭間設有絕緣裝置；在旋轉盤託架上設有步進電機C，步進電機C通過蝸杆、渦輪驅動旋轉臺分度轉動,在旋轉臺上設有組合凹模；電解酸液行星跟蹤機構包括電解電源、電解液步進電機和的噴頭，與磨頭同步運動的噴頭與電解液步進電機連接；步進電機A、步進電機B、步進電機C、電解液步進電機和主軸電機均與控制系統連接。本發明中，在旋轉盤託架與組合凹模之間設有絕緣墊，在組合凹模上設有絕緣及密封罩，絕緣及密封罩通過壓板壓在組合凹模上。
電解酸液行星跟蹤機構還包括伸縮膠管、軸套、調節閥、電機和泵和酸液流回酸液箱，軸套設置在組合凹模的下端，伸縮膠管的一端套裝在軸套上，另一端與酸液流回酸液箱連接；噴頭通過調節閥、電機和泵與酸液流回酸液箱連接。磨頭為圓柱形且由金剛石製成，磨頭前端有圓角，直徑在4_12mm,圓角半徑在 2-6mm。本發明採用仿手工拋光聯動進給和擺動的方式，採用A/B軸擺動與X、Y、Z軸聯動的五軸聯動數控工具機，設計A/B軸擺動旋轉頭機構，實現小空間高效高精度；採用工作檯C 軸分度，保證磨頭始終在每一齒的同一起刀點開始圓角研拋，設計分度機構；用酸液噴頭行星跟蹤磨頭的方式，只對研拋曲面噴灑酸液，增加電解效率，減少酸液用量，設計行星跟蹤機構；依據在一定電壓範圍內電解，陽極模具表面生成鈍化膜阻礙溶解金屬的原理，採用金剛石磨頭，通過金剛石磨粒保證工具負極與模具工件正極間隙的條件下，對準研拋曲面噴灑酸液，磨頭圓角以2-4Mpa壓力，可調整，磨頭轉速在1500-3000轉/分，進給速度每一往返圓弧進給O. 005-0. 5mm或每一往返漸開線進給O. 005-0. 5mm,對研拋曲面進行規劃軌跡走刀拋光；酸液在模具型腔內從上往下噴灑，減少環境汙染範圍，設計密封自動回收到處理系統。本發明採用A/B軸擺動與X、Y、Z軸聯動的五軸聯動和第六軸C軸分度的數控工具機，保證了磨頭始終在每一齒的同一起刀點開始圓角研拋。採用酸液噴頭行星跟蹤磨頭和酸液在模具型腔內從上往下噴灑機構，形成環保的酸液密封自動回收到處理系統，並實現高效、高精度電解研磨加工，誤差小，一致性好，表面平整光潔。


圖I是本發明的結構示意圖。圖2是本發明中研拋磨頭與噴頭對刀示意圖。
具體實施例方式一種行星式跟蹤噴頭六軸五聯動電解研拋機，見圖1，該研拋機包括控制系統I、 X-Y軸移動工作檯2、Z軸移動工作檯3、旋轉盤託架4、託架A 5、託架B 13、電解酸液行星跟蹤機構50和磨頭21。控制C軸的旋轉盤託架4安裝在X-Y軸移動工作檯2上，控制A軸的託架A安裝在Z軸移動工作檯3上。在託架A5上設有控制A軸旋轉的步進電機A 6，齒輪7、同步齒形帶8、齒輪9、軸10、軸承11、軸承12，由CNC控制系統I和步進電機6帶動， 實現工作檯A轉動。軸10上安裝託架B13，託架13上安裝控制B軸旋轉的步進電機B14、 同步齒形帶15、齒輪、蝸輪蝸杆機構16，軸29，由CNC控制系統I和步進電機B14帶動，實現工作檯B轉動。託架B 13上安裝主軸電機17、軸承19、絕緣裝置20、磨頭21、碳刷22、，實現高速帶電旋轉；渦輪軸上安裝電解液步進電機23、行星輪24、定輪25、軸承18、軸承28、 噴頭26、旋轉支架27、軟管42、管機頭43實現行星跟蹤噴液，保證電解效率和效果。磨頭21為圓柱形且由金剛石製成,磨頭前端有圓角，直徑在4_12mm,圓角半徑在 2-6mm。在旋轉盤託架4上設有步進電機C 31，步進電機C 31通過蝸杆32、渦輪33與旋轉臺34連接，在旋轉臺34上設有組合凹模36。在旋轉盤託架4與組合凹模36之間設有絕緣墊35，在組合凹模36上設有絕緣及密封罩37，絕緣及密封罩37通過壓板47壓在組合凹模 36上,在步進電機31帶動下,通過蝸輪蝸杆機構,實現C軸分度,凹模上安裝銅卡38，接通陽極電源；絕緣及密封罩37實現酸液不濺出，絕緣墊35實現酸液從凹模下端流出，伸縮膠管39套在軸套40上，酸液流回酸液箱46，酸液通過電機和泵45及調節閥44實現供給。電解酸液行星跟蹤機構50包括電解液步進電機23和的噴頭26，與磨頭21同步運動的噴頭26與電解液步進電機23連接；步進電機A 6、步進電機B 14、步進電機C 31、電解液步進電機23和主軸電機17均與控制系統I連接。電解酸液行星跟蹤機構50還包括伸縮膠管39、軸套40、調節閥44、電機和泵45和酸液流回酸液箱46，軸套40設置在組合凹模36的下端，伸縮膠管39的一端套裝在軸套40 上，另一端與酸液流回酸液箱46連接；噴頭26通過調節閥44、電機和泵45與酸液流回酸液箱46連接。在軸套40與旋轉臺34之間設有軸承41。圖2是本發明中研拋磨頭與噴頭對刀示意圖。對刀，磨頭的下端面中點設為齒根圓中點，將行星式噴頭26調整為沿直徑線正對齒根圓中點並噴酸液；接通正負極電源30。 啟動磨頭旋轉電機17。磨頭走刀路線為在X-Y平面沿齒漸開線輪廓，同時調整A/B軸轉角，保持磨頭圓角與研拋模面接觸，在X-Z面走出R圓弧，沿齒漸開線輪廓進給為在X-Z面往復走出R圓弧進 O.005-0. 05mm。磨頭走刀路線為在X-Z面R圓弧輪廓，同時調整A/B軸轉角，保持磨頭圓角與研拋模面接觸，在X-Y平面走漸開線輪廓，沿圓弧輪廓進給為在X-Y面往復走出漸開線輪廓進 O. 005—0. 05mm。本發明採用A/B軸擺動與X、Y、Z軸聯動的五軸聯動和第六軸C軸分度的數控工具機，保證了磨頭始終在每一齒的同一起刀點開始圓角研拋。採用酸液噴頭行星跟蹤磨頭和酸液在模具型腔內從上往下噴灑機構，形成環保的酸液密封自動回收到處理系統，並實現高效、高精度電解研磨加工。
權利要求
1.一種行星式跟蹤噴頭六軸五聯動電解研拋機，其特徵在於該研拋機包括控制系統 (1)、X-Y軸移動工作檯(2)、Z軸移動工作檯(3)、旋轉盤託架(4)、託架A (5)、託架B (13)、 電解酸液行星跟蹤機構(50)和磨頭(21);控制C軸的旋轉盤託架(4)安裝在X-Y軸移動工作檯(2)上，控制A軸的託架A (5)安裝在Z軸移動工作檯(3)上；在託架A (5)上設有控制A軸旋轉的步進電機A (6)，步進電機A (6)與軸(10)連接；在軸(10)上設有託架B(13)，控制B軸旋轉的步進電機B (14)設置在託架B (13)上；在託架B (13)上設有主軸電機(17)，磨頭(21)與主軸電機(17)連接，在主軸電機(17)與磨頭(21)間設有絕緣裝置(20);在旋轉盤託架(4)上設有步進電機C(31)，步進電機C (31)通過蝸杆(32)、渦輪(33) 與旋轉臺(34)連接，在旋轉臺(34)上設有組合凹模(36);電解酸液行星跟蹤機構(50)包括電解電源、電解液步進電機(23)和的噴頭(26)，與磨頭(21)同步運動的噴頭(26)與電解液步進電機(23)連接；步進電機A (6)、步進電機B (14)、步進電機C (31)、電解液步進電機(23 )和主軸電機(17 )均與控制系統(I)連接。
2.根據權利要求I所述的行星式跟蹤噴頭六軸五聯動電解研拋機，其特徵在於在旋轉盤託架(4)與組合凹模(36 )之間設有絕緣墊(35 )，在組合凹模(36 )上設有絕緣及密封罩 (37),絕緣及密封罩(37)通過壓板(47)壓在組合凹模(36)上。
3.根據權利要求I所述的行星式跟蹤噴頭六軸五聯動電解研拋機，其特徵在於電解酸液行星跟蹤機構(50)還包括伸縮膠管(39)、軸套(40)、調節閥(44)、電機和泵(45)和酸液流回酸液箱(46)，軸套(40)設置在組合凹模(36)的下端，伸縮膠管(39)的一端套裝在軸套(40 )上，另一端與酸液流回酸液箱(46 )連接；噴頭(26 )通過調節閥(44 )、電機和泵(45 ) 與酸液流回酸液箱(46)連接。
4.根據權利要求I所述的行星式跟蹤噴頭六軸五聯動電解研拋機，其特徵在於磨頭(21)為圓柱形且由金剛石製成,磨頭(21)前端有圓角，直徑在4-12mm,圓角半徑在2_6mm。
全文摘要
本發明公開了一種行星式跟蹤噴頭六軸五聯動電解研拋機，控制C軸的旋轉盤託架安裝在X-Y軸移動工作檯上，在託架A上設有控制A軸旋轉的步進電機A，控制B軸旋轉的步進電機B設置在託架B上；磨頭與主軸電機連接，在旋轉盤託架上設有步進電機C，步進電機C通過蝸杆、渦輪驅動旋轉臺分度轉動，在旋轉臺上設有組合凹模；電解酸液行星跟蹤機構包括電解電源、電解液行星跟蹤步進電機和的噴頭，與磨頭同步運動的噴頭與電解液行星跟蹤步進電機連接；步進電機A、步進電機B、步進電機C、電解液行星跟蹤步進電機和主軸電機均與控制系統連接。本發明實現高效、高精度電解研磨加工，誤差小，一致性好，表面平整光潔。
文檔編號B23H7/36GK102581400SQ201210075100
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者滕冰妍, 滕宏春 申請人:南京工業職業技術學院