數控環面蝸杆磨床的製作方法

2023-04-30 09:38:26

本實用新型屬於傳動蝸杆加工設備製造技術領域，具體涉及一種數控環面蝸杆磨床。

背景技術：

蝸杆傳動按結構特點和加工原理又分為普通圓柱蝸杆傳動和環面蝸杆傳動兩大類。環面蝸杆傳動包括直廓環面蝸杆(TSL型)、平面二次包絡環面蝸杆(TOP型)和錐麵包絡環面蝸杆等三小類。上述蝸杆除直廓環面蝸杆(TSL型)不能磨削外，其餘均可以通過磨削提高傳動精度和齒面光潔度，進而提高傳動效率。已有的環面蝸杆磨床需四軸數控聯動才能實現環面蝸杆磨削，由於工具機參與磨削的運動機構多，而且調整不方便、調整精度低，影響加工精度的提高和加工效率的提升。

技術實現要素：

本實用新型解決的技術問題：設計一種數控環面蝸杆磨床，通過兩軸數控聯動，模擬蝸輪、蝸杆傳動關係，實現環面蝸杆的磨削。

本實用新型採用的技術方案：一種數控環面蝸杆磨床，包括床身、主軸箱及尾座，其特徵在於：所述床身的兩端裝有Z軸直線導軌，所述主軸箱、尾座設置在Z軸直線導軌上，所述床身中部下凹後裝有X軸直線導軌，所述X軸直線導軌上裝有刀臺，且刀臺上裝有B軸迴轉座，所述B軸迴轉座上固定有磨頭徑向位置調整軸V軸直線導軌，且V軸直線導軌上裝有基園調整機構，所述基園調整機構上設有基園調整軸U軸直線導軌，所述U軸直線導軌上裝有磨頭，所述磨頭上設有砂輪傾斜角調整軸A軸調整機構，所述A軸調整機構上裝有磨削砂輪。

工件安裝在主軸箱上的主軸C軸與尾座之間，並根據工件安裝尺寸，調整主軸箱、尾座在Z軸直線導軌及尾座導軌上的位置，使工件的蝸杆喉中心平面與B軸迴轉座的迴轉中心重合；按工件的蝸杆母平面傾斜角通過A軸調整機構調整A軸角度；按工件蝸杆的基園半徑調整磨頭在U軸直線導軌上的位置，使磨削砂輪的工作面與蝸杆基園相切；調整基園調整機構在V軸直線導軌上的位置，使磨削砂輪切入到工件的蝸杆齒槽底部；分別將主軸箱、尾座鎖緊在Z軸直線導軌上，將A軸調整機構軸鎖緊，將磨頭鎖緊在U軸上，將基園調整機構鎖緊在V軸上；所述C軸模擬蝸杆轉動、B軸模擬蝸杆的配對蝸輪轉動，且C軸、B軸的運動關係等同於蝸杆與配對蝸輪的傳動比，通過C軸、B軸數控聯動實現工件蝸杆螺旋齒面的磨削。

單頭蝸杆磨削時，C軸帶動工件按蝸杆旋向旋轉，當蝸杆為右旋蝸杆時B軸逆時針旋轉，當蝸杆為左旋蝸杆時B軸順時針旋轉，磨削砂輪沿蝸杆右齒面從蝸杆右端螺旋槽入口逆時針旋轉磨削到蝸杆左端螺旋槽出口，直到磨削砂輪出蝸杆齒槽後，C軸停止轉動，B軸反向微量旋轉，進行磨削進給；進給完成後，C軸和B軸沿反方向旋轉，磨削砂輪再從蝸杆左端磨削到蝸杆右端，直到磨削砂輪出蝸杆齒槽後，C軸停止運動，B軸反向微量旋轉再次進給，然後再從蝸杆右端磨削到蝸杆左端，如此循環直到右齒面磨削到正常尺寸。

多頭蝸杆磨削時，先磨削完成一個齒面後，B軸停止，C軸旋轉一個蝸杆分頭角度，使磨削砂輪進入到下一個齒槽，然後進行該齒面磨削，依次磨削完成所有右齒面。

磨削左齒面時，通過B軸迴轉座旋轉B軸180°，使磨削砂輪的工作面旋轉180°，通過U軸調整磨頭在導軌上的位置，使磨削砂輪的工作面與蝸杆基園的另一側相切，C軸、B軸旋轉方向與磨削右齒面相反，磨削砂輪沿蝸杆左齒面從蝸杆左端螺旋槽入口順時針旋轉磨削到蝸杆左端螺旋槽出口，磨削循環與磨削右齒面相同。

本實用新型與現有技術相比具有的優點和效果：

本實用新型通過X軸、Z軸、A軸、U軸及V軸五個數控調整軸，保證蝸杆喉中心平面與B軸迴轉中心重合，磨削砂輪的工作面與蝸杆基園相切，通過C軸、B軸兩個數控軸聯動，模擬蝸輪、蝸杆傳動關係，實現環面蝸杆的磨削。工具機調整方便、調整精度高，工具機參與磨削的運動機構少，加工精度高、加工效率高。

本實用新型採用七軸兩聯動全數字控制，實現工具機全過程自動加工，不需操作者手動操作工具機，降低了操作者的勞動強度，工具機更安全、可靠，降低了工具機對操作者的水平要求，能為用戶創造更高的效益。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖，

圖2為本實用新型磨削右齒面的工作原理圖，

圖3為本實用新型磨削左齒面的工作原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖1、2、3描述本實用新型的一種實施例。

一種數控環面蝸杆磨床，包括床身1、主軸箱2及尾座10，所述床身1的前面兩端裝有Z軸直線導軌11，所述主軸箱2、尾座10設置在Z軸直線導軌11上，所述床身1中部下凹後裝有X軸直線導軌12，所述X軸直線導軌12上裝有刀臺4，且刀臺4上裝有B軸迴轉座7，所述B軸迴轉座7上固定有磨頭徑向位置調整軸V軸直線導軌13，且V軸直線導軌13上裝有基園調整機構9，所述基園調整機構9上具有基園調整軸U軸直線導軌14，所述U軸直線導軌14上裝有磨頭8，所述磨頭8上設有砂輪傾斜角調整軸A軸調整機構6，所述A軸調整機構6上裝有磨削砂輪5。

磨削時，工件15安裝在主軸箱2上的主軸C軸3與尾座10之間，並根據工件15安裝尺寸，調整主軸箱2、尾座10在Z軸直線導軌11上的位置，使工件15的蝸杆喉中心平面16與B軸迴轉座7的迴轉中心重合；按工件15的蝸杆母平面傾斜角通過A軸調整機構6調整A軸角度；按工件15蝸杆的基園半徑調整磨頭8在U軸直線導軌14上的位置，使磨削砂輪5的工作面與蝸杆基園17相切；調整基園調整機構9在V軸直線導軌13上的位置，使磨削砂輪5切入到工件15的蝸杆齒槽底部；分別將主軸箱2、尾座10鎖緊在Z軸直線導軌11上，將A軸調整機構6軸鎖緊，將磨頭8鎖緊在U軸上，將基園調整機構9鎖緊在V軸上；所述C軸模擬蝸杆轉動、B軸模擬蝸杆的配對蝸輪轉動，且C軸、B軸的運動關係等同於蝸杆與配對蝸輪的傳動比，通過C軸、B軸數控聯動實現工件15蝸杆螺旋齒面的磨削。

單頭蝸杆磨削時，C軸帶動工件15按蝸杆(右旋)旋向旋轉，B軸逆時針旋轉(左旋蝸杆，B軸順時針旋轉)，磨削砂輪5沿蝸杆右齒面從蝸杆右端螺旋槽入口逆時針旋轉磨削到蝸杆左端螺旋槽出口，直到磨削砂輪5出蝸杆齒槽後，C軸停止轉動，B軸反向微量旋轉，進行磨削進給；進給完成後，C軸和B軸沿反方向旋轉，磨削砂輪5再從蝸杆左端磨削到蝸杆右端，直到磨削砂輪5出蝸杆齒槽後，C軸停止運動，B軸反向微量旋轉再次進給，然後再從蝸杆右端磨削到蝸杆左端，如此循環直到右齒面磨削到正常尺寸。

多頭蝸杆磨削時，先磨削完成一個齒面後，B軸停止，C軸旋轉一個蝸杆分頭角度，使磨削砂輪5進入到下一個齒槽，然後進行該齒面磨削，依次磨削完成所有右齒面。

磨削左齒面時，通過B軸迴轉座7旋轉B軸180°，使磨削砂輪5的工作面旋轉180°，通過U軸調整磨頭8在導軌14上的位置，使磨削砂輪5的工作面與蝸杆基園17的另一側相切，C軸、B軸旋轉方向與磨削右齒面相反，磨削砂輪5沿蝸杆左齒面從蝸杆左端螺旋槽入口順時針旋轉磨削到蝸杆左端螺旋槽出口，磨削循環與磨削右齒面相同。

工作原理：採用C、B二軸數控聯動實現蝸杆螺旋齒面的磨削，具體為，工件隨主軸C軸旋轉一圈，B軸帶動磨削砂輪5沿工件基園中心旋轉一個蝸杆導程(角度)，即工件與砂輪按蝸杆、蝸輪傳動比運動，實現蝸杆全齒面的磨削。

上述實施例，只是本實用新型的較佳實施例，並非用來限制本實用新型實施範圍，故凡以本實用新型權利要求所述內容所做的等同變化，均應包括在本實用新型權利要求範圍之內。