小型弧齿锥齿轮数控蜗盘砂轮研齿机及其加工步骤的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明所述的小型弧齿锥齿轮数控蜗盘砂轮研齿机及其加工步骤，涉及一种蜗盘砂轮研齿机。
【背景技术】
[0002]弧齿锥齿轮是螺旋锥齿轮的一种，其轮齿节线是圆弧的一部分。在齿轮副的啮合过程中，轮齿由一端至另一端逐渐而平稳地进入啮合，同时啮合的齿数多，与直齿锥齿轮相比，弧齿锥齿轮具有重迭系数较大、齿面比压较低、传动平稳、冲击和噪音比较小、承载能力高和寿命长等优点。因此弧齿锥齿轮在传递相交轴间的运动中得到相当广泛的应用，尤其是在汽车、飞机、机床、石油、化工、冶金、矿山机械等行业应用更为广泛。
[0003]用蜗杆砂轮磨齿是连续分度的，而工件的转速又快，所以在目前的各种磨齿方法中，要算这种方法的效率最高。磨齿精度可以达到JB123-60的4级。为了满足齿轮精加工的生产率和精度不断提高的要求，我国已有许多齿轮机床制造厂、齿轮加工厂和学校等单位发扬自力更生的精神，研制了多种形式的蜗杆砂轮磨齿机，如￥7165、￥7182、￥71822、YA7182A等磨齿机。实践证明，用这种磨齿机加工中等精度(5-6级)的齿轮是相当方便的。普遍认为，如果采用下述的新工艺方案，即用压力加工方法粗加工齿形后，经过热处理，用蜗盘砂轮精加工齿形，看来是很有发展前途的。但是现有加工设备不能满足齿轮加工精度及表面粗糙度的要求。
[0004]随着国家工业化水平的提高，对弧齿锥齿轮传动要求也越来越高。因此，对弧齿锥齿轮进行数字化集成制造，将CNC技术应用到生产中去，无论是在提高弧齿锥齿轮传动质量方面，还是在扩大市场需求方面都有重要的意义。
[0005]针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的小型弧齿锥齿轮数控蜗盘砂轮研齿机及其加工步骤，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。
【发明内容】
[0006]鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研究设计一种新型的
[0007]小型弧齿锥齿轮数控蜗盘砂轮研齿机及其加工步骤。用以解决现有技术中存在的齿轮加工精度不高，表面粗糙度不足等问题。
[0008]数控弧齿锥齿轮研齿机是一种高效精加工机床，它类似于圆柱齿轮的蜗杆砂轮磨齿机，连续磨削，没有分度装置，而是连续分度，故效率高。目前国内外的铣齿机和磨齿机都是加工一个齿然后再分度，本发明的设备是连续滚动磨齿，高效。本发明可大大提高加工效率，降低成本，效益显著。
[0009]本发明的技术解决方案是这样实现的:
[0010]本发明所述的小型弧齿锥齿轮数控蜗盘砂轮研齿机，包括底板、底座、立板、支撑块、滚珠丝杠、导轨、滑块、滚珠丝杠副、F型支撑板、联轴器1、伺服电机1、连接板;底座装于底板上部左侧;立板装于底座上;滚珠丝杠通过支撑块装于底座的侧壁上；导轨装于底座的侧壁上;伺服电机I通过F型支撑板装于底座的顶部，伺服电机I通过联轴器I与滚珠丝杠相连接;连接板通过滚珠丝杠副与滚珠丝杠相连接，同时连接板与滑块相连接，滑块装于导轨上;其特征在于连接板上装有加工动力头系统;十字工作台装于底板上部右侧;可调角度工作台装于十字工作台上;工件动力头系统装于可调角度工作台上；
[0011]本发明所述的加工动力头系统包括:伺服电机Π、联轴器Π、蜗轮蜗杆组合1、蜗盘砂轮轴、箱体及蜗盘砂轮;箱体装于连接板;伺服电机π装于箱体的上部，通过联轴器Π与蜗轮蜗杆组合I相连接;蜗轮蜗杆组合I与蜗盘砂轮轴相连接;蜗盘砂轮装于蜗盘砂轮轴上，蜗盘砂轮轴转动蜗盘砂轮对工件进行加工；
[0012]本发明所述的工件动力头系统包括:工件、工件轴、箱体、蜗轮蜗杆组合Π、联轴器m、伺服电机m;伺服电机m装于箱体上，通过联轴器m与蜗轮蜗杆组合π，蜗轮蜗杆组合π与工件轴;工件装于工件轴上;工件轴转动带动工件旋转。
[0013]本发明所述的加工动力头系统与工件动力头系统有内联系传动链，使蜗盘砂轮轴与工件轴之间保持一定的数比关系，可以展成法加工渐开线齿形，且在弧半径相同时只通过改变数控程序来调整工件蜗盘砂轮的径向位置，即可啮合加工不同模数的渐开线齿形；它类似于圆柱齿轮的蜗杆砂轮磨齿机，连续磨削，没有分度装置，而是连续分度，连续滚动磨齿，故效率高。能通过改变数控程序中的数控代码，可对不同齿数和模数的齿轮进行加工。
[0014]本发明所述的蜗盘砂轮是一个平顶弧齿锥齿轮上镀有CBN磨料，相当于渐开线齿轮滚刀一样的直线刃与工件边啮合边磨削加工。
[0015]本发明所述的小型弧齿锥齿轮数控蜗盘砂轮研齿机的加工步骤:其步骤为:
[0016]a、将蜗盘砂轮与工件装配好；
[0017]b、调整十字工作台运动到X、Y平面内指定工作位置；
[0018]C、调整可调角度工作台至指定角度即顶锥角，使工件到达指定位置待加工；
[0019]d、开启伺服电机I通过滚珠丝杠及滚珠丝杠副带动加工动力头系统上下运动调整至指定工作位置即磨齿深度；
[0020]e、开启伺服电机Π与伺服电机ΙΠ，通过内联系传动链的调整，通过数控程序使蜗盘砂轮与工件达到指定的数比关系，蜗盘砂轮与工件旋转啮合实现对工件的加工。
[0021]本发明的优点是显而易见的，主要表现在:
[0022](I)本发明研齿技术是一种连续磨削技术，现有小型弧齿锥齿轮磨齿技术需要加工一齿之后需要分度再加工另一齿，本发明研齿技术效率高；
[0023](2)本发明研齿技术机床结构简单，传动链短，精度高，没有分度装置，可连续分度，连续滚动磨齿，效率高；
[0024](3)本发明研齿技术比普通研齿技术精度高，现有普通研齿技术没有内联系传动链，而是自由带动的两个齿轮自由对研，只能提高表面粗糙度精度，而不能提高齿形精度；本发明的研齿技术由于有数控内联系传动链，可以提高齿形精度，又能提高粗糙度精度；
[0025](3)、本发明研齿技术机床能通过改变特定数控程序中的数控代码，调整工件与蜗盘砂轮的径向位置，可对不同齿数和模数的齿轮进行加工。
[0026]本发明具有结构新颖、加工间便、使用方便、齿轮加工精度高，加工效率高、表面粗糙度高等优点，其大批量投入市场必将产生积极的社会效益和显著的经济效益。
【附图说明】
[0027]本发明共有3幅附图，其中:
[0028]附图1为本发明结构示意图；
[0029]附图2为附图1的侧视图；
[°03°]附图3为附图1的俯视图。
[0031]在图中:1、底板2、底座3、立板4、支撑块5、滚珠丝杠6、导轨7、滑块8、滚珠丝杠副9、F型支撑板10、联轴器I 11、伺服电机I 12、连接板13、伺服电机Π 14、联轴器Π 15、蜗轮蜗杆组合I 16、蜗盘砂轮轴17、箱体18、蜗盘砂轮19、工件20、工件轴21、蜗轮蜗杆组合Π 22、联轴器m 23、伺服电机m 24、可调角度工作台25、十字工作台。
【具体实施方式】
[0032]本发明的具体实施例如附图所示，小型弧齿锥齿轮数控蜗盘砂轮研齿机，包括底板1、底座2、立板3、支撑块4、滚珠丝杠7、导轨6、滑块7、滚珠丝杠副8、F型支撑板9、联轴器I10、伺服电机111、连接板12;底座2装于底板I上部左侧;立板3装于底座2上;滚珠丝杠7通过支撑块4装于底座2的侧壁上;导轨6装于底座2的侧壁上;伺服电机111通过F型支撑板9装于底座2的顶部，伺服电机111通过联轴器110与滚珠丝杠7相连接;连接板12通过滚珠丝杠副8与滚珠丝杠7相连接，同时连接板12与滑块7相连接，滑块7装于导轨6上;其特征在于连接板12上装有加工动力头系统;十字工作台25装于底板I上部右侧;可调角度工作台24装于十字工作台25上;工件动力头系统装于可调角度工作台24上；
[0033]加工动力头系统包括:伺服电机Π13、联轴器Π 14、蜗轮蜗杆组合115、蜗盘砂轮轴16、箱体17及蜗盘砂轮18;箱体17装于连接板12;伺服电机Π 13装于箱体17的上部，通过联轴器Π 14与蜗轮蜗杆组合115相连接;蜗轮蜗杆组合115与蜗盘砂轮轴16相连接;蜗盘砂轮18装于蜗盘砂轮轴16上，蜗盘砂轮轴16转动蜗盘砂轮18对工件进行加工；
[0034]工件动力头系统包括:工件19、工件轴20、箱体17、蜗轮蜗杆组合Π21、联轴器ΙΠ22、伺服电机ΙΠ23;伺服电机ΙΠ23装于箱体17上，通过联轴器ΙΠ22与蜗轮蜗杆组合Π21，蜗轮蜗杆组合Π 21与工件轴20;工件19装于工件轴20上;工件轴20转动带动工件旋转。
[0035]加工动力头系统与工件动力头系统有内联系传动链，使蜗盘砂轮轴16与工件轴20之间保持一定的数比关系，且在弧半径相同时只通过改变数控程序来调整工件蜗盘砂轮的径向位置，即可啮合加工不同模数的渐开线齿形。
[0036]蜗盘砂轮18上镀有CBN磨料，是一个平顶弧齿锥齿轮上镀有CBN磨料，相当于渐开线齿轮滚刀一样的直线刃与工件边啮合边磨削加工。
[0037]小型弧齿锥齿轮数控蜗盘砂轮研齿机的加工步骤:其步骤为:
[0038]a、将蜗盘砂轮18与工件19装配好；
[0039]b、调整十字工作台运动到X、Y平面内指定工作位置；
[0040]C、调整可调角度工作台至指定角度即顶锥角，使工件19到达指定位置待加工；
[0041]d、开启伺服电机111通过滚珠丝杠7及滚珠丝杠副8带动加工动力头系统上下运动调整至指定工作位置即磨齿深度；
[0042]e、开启伺服电机Π 13与伺服电机ΙΠ23，通过内联系传动链的调整，通过数控程序使蜗盘砂轮18与工件19达到指定的数比关系，蜗盘砂轮13与工件19旋转啮合实现对工件的加工。
[0043]以上所述，仅为本发明的较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，所有熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，根据本发明的技术方案及其本发明的构思加以等同替换或改变均应涵盖在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种小型弧齿锥齿轮数控蜗盘砂轮研齿机，包括底板(1)、底座(2)、立板(3)、支撑块(4)、滚珠丝杠(5)、导轨(6)、滑块(7)、滚珠丝杠副(8)、F型支撑板(9)、联轴器1(10)、伺服电机I (11)、连接板(12);底座(2)装于底板(I)上部左侧;立板(3)装于底座(2)上；滚珠丝杠(5)通过支撑块(4)装于底座(2)的侧壁上;导轨(6)装于底座(2)的侧壁上;伺服电机I(Il)通过F型支撑板(9)装于底座(2)的顶部，伺服电机I(Il)通过联轴器1(10)与滚珠丝杠(5)相连接;连接板(12)通过滚珠丝杠副(8)与滚珠丝杠(5)相连接，同时连接板(12)与滑块(7)相连接，滑块(7)装于导轨(6)上;其特征在于连接板(12)上装有加工动力头系统;十字工作台(25)装于底板(I)上部右侧;可调角度工作台(24)装于十字工作台(25)上;工件动力头系统装于可调角度工作台(24)上； 所述的加工动力头系统包括:伺服电机Π (13)、联轴器Π (14)、蜗轮蜗杆组合1(15)、蜗盘砂轮轴(16)、箱体(17)及蜗盘砂轮(18);箱体(17)装于连接板(12);伺服电机Π (13)装于箱体(17)的上部，通过联轴器Π (14)与蜗轮蜗杆组合1(15)相连接;蜗轮蜗杆组合1(15)与蜗盘砂轮轴(16)相连接;蜗盘砂轮(18)装于蜗盘砂轮轴(16)上，蜗盘砂轮轴(16)转动蜗盘砂轮(18)对工件进行加工； 所述的工件动力头系统包括:工件(19)、工件轴(20)、箱体(17)、蜗轮蜗杆组合Π (21)、联轴器ΙΠ(22)、伺服电机ΠΚ23);伺服电机ΙΠ(23)装于箱体(17)上，通过联轴器ΙΠ(22)与蜗轮蜗杆组合Π (21)，蜗轮蜗杆组合Π (21)与工件轴(20);工件(19)装于工件轴(20)上;工件轴(20)转动带动工件旋转。2.根据权利要求1所述的小型弧齿锥齿轮数控蜗盘砂轮研齿机，其特征在于所述的加工动力头系统与工件动力头系统有内联系传动链，使蜗盘砂轮轴(16)与工件轴(20)之间保持一定的数比关系，且在弧半径相同时只通过改变数控程序来调整工件蜗盘砂轮的径向位置，即可啮合加工不同模数的渐开线齿形。3.根据权利要求1所述的小型弧齿锥齿轮数控蜗盘砂轮研齿机，其特征在于所述的蜗盘砂轮(18)是在平顶弧齿锥齿轮上镀有CBN磨料。4.一种小型弧齿锥齿轮数控蜗盘砂轮研齿机的加工步骤:其步骤为: a、将蜗盘砂轮(18)与工件(19)装配好； b、调整十字工作台运动到X、Y平面内指定工作位置； C、调整可调角度工作台至指定角度即顶锥角，使工件(19)到达指定位置待加工； d、开启伺服电机I(Il)通过滚珠丝杠(5)及滚珠丝杠副(8)带动加工动力头系统上下运动调整至指定工作位置即磨齿深度； e、开启伺服电机Π(13)与伺服电机ΙΠ(23)，通过内联系传动链的调整，通过数控程序使蜗盘砂轮(18)与工件(19)达到指定的数比关系，蜗盘砂轮(13)与工件(19)旋转啮合实现对工件的加工。
【专利摘要】本发明所述的小型弧齿锥齿轮数控蜗盘砂轮研齿机及其加工步骤，涉及一种蜗盘砂轮研齿机。本发明所述包括底板、底座、立板、支撑块、滚珠丝杠、导轨、滑块、滚珠丝杠副、F型支撑板、联轴器Ⅰ、伺服电机Ⅰ、连接板；底座装于底板上部左侧；立板装于底座上；滚珠丝杠通过支撑块装于底座的侧壁上；导轨装于底座的侧壁上；伺服电机Ⅰ通过F型支撑板装于底座的顶部，伺服电机Ⅰ通过联轴器Ⅰ与滚珠丝杠相连接；连接板通过滚珠丝杠副与滚珠丝杠相连接，同时连接板与滑块相连接，滑块装于导轨上；其特征在于连接板上装有加工动力头系统；十字工作台装于底板上部右侧；可调角度工作台装于十字工作台上；工件动力头系统装于可调角度工作台上。
【IPC分类】B23F23/12, B23F21/02, B23F19/02
【公开号】CN105710454
【申请号】CN201610204042
【发明人】刘元伟, 杨均阅, 王世鹏, 沙汀, 李永琢, 王祥霖, 李世亮
【申请人】大连交通大学