一种数控磨齿机的制作方法

本实用新型属于齿轮加工设备领域，具体涉及一种数控磨齿机。

背景技术：

现有技术中，磨齿机有机械型磨齿机和数控磨齿机，机械型磨齿机因为其结构和调整环节复杂而逐渐被淘汰。现有数控磨齿机利用计算机直接控制三个直线轴(即x、y、z轴)和三个转动轴(即a、b、c轴)，以模拟机械型磨齿机的加工运动，从而加工出齿轮。常见的数控磨齿机如附图1所示，包括机身1，机身1上沿水平方向可转动地设置有b轴2，b轴2上设置有随其一起转动的a轴转台3，a轴转台3上可转动地设置有与b轴2垂直的a轴4(即工件主轴)，a轴4一端安装工件，机身1上设置一支撑立柱5，支撑立柱5上沿x轴方向可移动地设置有x轴滑台6，x轴滑台6上沿y轴方向可移动地设置有y轴滑台7，y轴滑台7侧壁上沿z轴方向可移动地设置有z轴滑台8，z轴滑台8沿竖直方向设置有可转动的c轴9(即砂轮主轴)，c轴9底部设置有砂轮，砂轮位于a轴4上方。上述结构的数控磨齿机虽然能实现齿轮的加工，但是存在以下主要缺陷：

a、为了保证各运动轴不互相干涉，且砂轮能到达工件的加工点位置，砂轮悬伸必须较长，砂轮主轴悬伸长，会导致刚性差，从而在加工强度大的情况下砂轮容易振动，难以保证加工精度；

b、b轴为摇篮结构，而工件加工点位于a轴转台正上方，加工过程中，容易积磨屑，并且在磨削的过程中，磨削液容易滴落到机身上，造成机身容易积油，不仅清洁度低，而且造成磨削液的浪费；

c、加工工件的位置位于b轴的两个旋转支撑之间，影响工件的上下料，及加工过程中的观察；

d、机身上设置支撑立柱，支撑立柱上设置x轴滑台，x轴滑台上设置z轴滑台，轴滑台上设置y轴滑台，最后于y轴滑台设置c轴，在工件主轴上方分布了四个运动轴，这样很容易出现头重脚轻的情况，稳定性差；

e、砂轮用过一段时间后需要修整，修整时必须将砂轮拆卸下来，费时费力。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、占地面积小、稳定性好、操作方便、加工精度高以及砂轮修整方便的数控磨齿机。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种数控磨齿机，包括：

床身；

滑台，滑台沿水平轴向x轴可移动地设置于床身上，滑台上沿水平轴向z轴可移动地设置有立柱，立柱侧壁上沿竖直轴向y轴可移动地设置有砂轮箱体，砂轮箱体内可转动地设置有砂轮主轴c轴，砂轮主轴c轴与z轴方向平行，砂轮主轴c轴的一端安装有用于加工工件的砂轮；

回转轴箱体，回转轴箱体设置于床身上且位于滑台沿z轴方向的一侧，回转轴箱体内可转动地设置有回转轴b轴，回转轴b轴与x轴方向平行，回转轴b轴于回转轴箱体外的一端设置有工件箱体，工件箱体随回转轴b轴一起转动，工件箱体内可转动地设置有工件主轴a轴，工件主轴a轴与回转轴b轴垂直，工件主轴a轴靠近砂轮主轴c轴的一端用于安装工件；

砂轮修整器，砂轮修整器设置于床身上并用于对砂轮进行修整。

可选的，立柱侧壁上沿y轴方向设置有第一导轨，砂轮箱体滑动设置于第一导轨上，床身上沿x轴方向设置有第二导轨，滑台滑动设置于第二导轨上，滑台上沿z轴方向设置有第三导轨，立柱滑动设置于第三导轨上。

可选的，还包括第一驱动装置，第一驱动装置设置于立柱上，第一驱动装置与砂轮箱体传动连接，以用于驱动砂轮箱体沿第一导轨滑动。

可选的，还包括第二驱动装置，第二驱动装置设置于床身上，第二驱动装置与滑台传动连接，以用于驱动滑台沿第二导轨滑动。

可选的，还包括第三驱动装置，第三驱动装置设置于滑台上，第三驱动装置与立柱传动连接，以用于驱动立柱沿第三导轨滑动。

可选的，砂轮和工件的下方设置有油箱，油箱用于收集磨削液。

可选的，砂轮修整器为电机内置式砂轮修整器，包括电机本体和砂轮修整头，电机本体设置于床身上，砂轮修整头设置于电机本体的输出轴上并用于对砂轮进行修整。

本实用新型的有益效果：

本实用新型技术方案中，齿轮的加工取决于砂轮和工件的相对运动，而砂轮与工件的相对位置可以通过床身与滑台的相对位置、滑台与立柱的相对位置、立柱与砂轮箱体的相对位置以及回转轴b轴、砂轮主轴c轴、工件主轴a轴来确定，即砂轮与工件的相对位置可由三个直线轴和三个转动轴来确定，六轴的设定可以保证砂轮和工件能处于任何需要的相对位置。首先，本实用新型的数控磨齿机整机零件少，结构紧凑，占地面积小；其次，砂轮主轴c轴沿水平z轴方向设置，可以使得砂轮箱体的位置较低，进而使数控磨齿机整体的重心较低，稳定性更好；此外，在加工工件时，砂轮主轴c轴不需要伸出砂轮箱体外较长距离，这样使得砂轮抖动较小，加工精度更高；同时，砂轮和工件均位于床身一侧外，不仅观察和操作方便，而且磨屑和磨削液不会落到机身上，清洁度高，排屑容易，磨削液可以收集起来，减少了磨削液的浪费；最后，床身上设置有砂轮修整器，当砂轮在使用完一段时间需要修整时，无需拆卸即可直接修整。

附图说明

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：

图1为现有的数控磨齿机整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例一的另一视角图；

图4为本实用新型实施例一的第三视角图；

图5为本实用新型实施例二的整体结构示意图；

图6为本实用新型实施例二的另一视角图；

图7为本实用新型实施例二的第三视角图。

具体实施方式

实施例一：

如图2至图4所示，本实用新型的一种数控磨齿机，包括床身100，床身100上沿水平轴向x轴可移动地设置有滑台200，滑台200上沿水平轴向z轴可移动地设置有立柱201，立柱201侧壁上沿竖直轴向y轴可移动地设置有砂轮箱体202，砂轮箱体202内可转动地设置有砂轮主轴c轴，砂轮主轴c轴与z轴方向平行，砂轮主轴c轴的一端安装有用于加工工件的砂轮203，床身100上还设置有回转轴箱体204，回转轴箱体204位于滑台200沿z轴方向的一侧，回转轴箱体204内可转动地设置有回转轴b轴，回转轴b轴与x轴方向平行，回转轴b轴于回转轴箱体204外的一端设置有工件箱体205，工件箱体205随回转轴b轴一起转动，工件箱体205内可转动地设置有工件主轴a轴，工件主轴a轴与回转轴b轴垂直，工件主轴a轴靠近砂轮主轴c轴的一端用于安装工件，床身100上还设置有砂轮修整器300，以用于对砂轮203进行修整。

在本实施例中，齿轮齿面的形成取决于砂轮203和工件的相对运动，而砂轮203与工件的相对位置可以通过床身100与滑台200的相对位置、滑台200与立柱201的相对位置、立柱201与砂轮箱体202的相对位置以及回转轴b轴、砂轮主轴c轴、工件主轴a轴来确定，即砂轮203与工件的相对位置可由三个直线轴和三个转动轴来确定，六轴的设定可以保持砂轮203和工件能处于任何需要的相对位置。具体的，在工作过程中，将工件装配于工件主轴a轴上并将砂轮203装配于砂轮主轴c轴上后，控制滑台13沿水平轴向x轴移动至适当位置，控制立柱201沿水平轴向z轴移动至适当位置，控制砂轮箱体202沿竖直轴向y轴移动至适当位置，以使砂轮203与工件接触以便实施磨齿加工，在加工过程中，根据需要，通过适当转动回转轴b轴能够调整工件的加工角度，通过转动工件主轴a轴以及砂轮主轴c轴能够调整工件的加工位置。本实用新型的数控磨齿机整机零件少，结构紧凑，占地面积小。其次，砂轮主轴c轴沿水平z轴方向设置，可以使得砂轮箱体202的位置较低，进而使数控磨齿机整体的重心较低，稳定性更好。此外，在加工工件时，砂轮主轴c轴不需要悬伸出砂轮箱体202外较长距离，这样使得砂轮203抖动较小，加工精度更高。同时，砂轮203和工件均位于床身100一侧外，不仅观察和操作方便，而且磨屑和磨削液不会落到床身100上，清洁度高，排屑方便，能更方便的收集磨削液。而且，回转轴箱体204的位置是固定不变的，这样在加工时操作更加方便，而且加工精度更高。床身100上设置有砂轮修整器300，当砂轮203在使用完一段时间需要修整时，无需拆卸即可直接修整，快捷方便。需要说明的是，提及到的x轴、y轴以及z轴为空间笛卡尔直角坐标系的三个轴，其中x轴和z轴沿水平方向相互垂直设置，y轴沿竖直方向设置。

进一步的，如图2至图4所示，立柱201侧壁上沿y轴方向设置有第一导轨400，砂轮箱体202滑动设置于第一导轨400上，床身100上沿x轴方向设置有第二导轨401，滑台200滑动设置于第二导轨401上，滑台200上沿z轴方向设置有第三导轨402，立柱201滑动设置于第三导轨402上。设置第一导轨400、第二导轨401以及第三导轨402，能够确保砂轮箱体202、滑台200以及立柱201沿相应的方向移动，进而可以减少加工误差。

进一步的，如图2至图4所示，还包括第一驱动装置403，第一驱动装置403设置于立柱201上，第一驱动装置403与砂轮箱体202传动连接，以用于驱动砂轮箱体202沿第一导轨400滑动。

进一步的，如图2至图4所示，第二驱动装置404，第二驱动装置404设置于床身100上，第二驱动装置404与滑台200传动连接，以用于驱动滑台200沿第二导轨401滑动。

进一步的，如图2至图4所示，第三驱动装置405，第三驱动装置405设置于滑台200上，第三驱动装置405与立柱201传动连接，以用于驱动立柱201沿第三导轨402滑动。

通过设置第一驱动装置403、第二驱动装置404以及第三驱动装置405可以实现砂轮箱体202在空间位置上的调整，进而可以实现砂轮203与工件相对位置的调整。

进一步的，如图2至图4所示，第一驱动装置403包括第一丝杠406和第一丝杠螺母，第一丝杠406可转动地设置于立柱201上，第一丝杠406与y轴方向平行，第一丝杠螺母对应第一丝杠406设置于砂轮箱体202上，第一丝杠螺母与第一丝杠406螺纹连接。通过电机驱动第一丝杠406转动，从而使得第一丝杠螺母沿第一丝杠406的轴向移动，第一丝杠螺母带动砂轮箱体202沿y轴方向移动。

进一步的，如图2至图4所示，第二驱动装置404包括第二丝杠407和第二丝杠螺母，第二丝杠407可转动地设置于床身100上，第二丝杠407与x轴方向平行，第二丝杠螺母对应第二丝杠407设置于滑台200上，第二丝杠螺母与第二丝杠407螺纹连接。通过电机驱动第二丝杠407转动，从而使得第二丝杠螺母沿第二丝杠407的轴向移动，第二丝杠螺母带动滑台200沿x轴方向移动。

进一步的，如图2至图4所示，第三驱动装置405包括第三丝杠408和第三丝杠螺母，第三丝杠408可转动地设置于滑台200上，第三丝杠408与z轴方向平行，第三丝杠螺母对应第三丝杠408设置于立柱201上，第三丝杠螺母与第三丝杠408螺纹连接。通过电机驱动第三丝杠408转动，从而使得第三丝杠螺母沿第三丝杠408的轴向移动，第三丝杠螺母带动立柱201沿z轴方向移动。

需要说明的是，电机可以直接驱动第一丝杠406、第二丝杠407以及第三丝杠408转动，电机也可以通过传送带或齿轮等传送机构间接带动驱动第一丝杠406、第二丝杠407以及第三丝杠408转动。此外，还可以在砂轮箱体202、滑台200以及立柱201上直接加工出与第一丝杠406、第二丝杠407以及第三丝杠408相适配的丝孔。

进一步的，第一驱动装置403、第二驱动装置404以及第三驱动装置405中的一个或是多个也可以是直线电机、气缸或油缸中的一种，当第一驱动装置403、第二驱动装置404以及第三驱动装置405为直线电机时，三个直线电机的本体分别设置于立柱201、床身100以及滑台200上，三个直线电机的驱动轴分别与砂轮箱体202、滑台200以及立柱201传动连接。同样，当第一驱动装置403、第二驱动装置404以及第三驱动装置405为气缸或油缸时，三个气缸或油缸的本体分别设置于立柱201、床身100以及滑台200上，三个气缸或油缸的活塞杆分别与砂轮箱体202、滑台200以及立柱201传动连接。

进一步的，如图2至图4所示，第一导轨400为两条，两条第一导轨400分别设置于第一驱动装置403的两侧，第二导轨401为两条，两条第二导轨401分别设置于第二驱动装置404的两侧，第三导轨402为两条，两条第三导轨402分别设置于第三驱动装置405的两侧。这样设置既可以使砂轮箱体202、滑台200以及立柱201在移动过程中更加稳定和平顺，而且，驱动装置设置于对应两条导轨的中间，可以使得整机结构更加紧凑。此外，根据实际需求，第一导轨400、第二导轨401以及第三导轨402的数量还可以多于两条且分别设置于第一驱动装置403、第二驱动装置404以及第三驱动装置405的两侧。

进一步的，如图2和图4所示，砂轮203和工件的下方设置有油箱500，油箱500用于收集磨削液。在磨齿的过程中需要对砂轮203喷磨削液，磨削液能够带走热量，还能够带走磨屑，提高砂轮203的使用寿命，而油箱500用于收集用过后的磨削液，使磨削液能够重复利用。

进一步的，砂轮修整器300为电机内置式砂轮修整器，包括电机本体和砂轮修整头，电机本体设置于床身100上，砂轮修整头设置于电机本体的输出轴上并用于对砂轮203进行修整。砂轮203的位置可以调节，当需要修整砂轮203时，将砂轮203的不同位置与砂轮修整头接触，以对砂轮203进行修整。此外，砂轮修整器300还可以是万用砂轮修整器。

实施例二：

如图5至图7所示，本实施例提供的一种数控磨齿机与实施例一基本相同，其主要不同点在于本实施例的立柱201与滑台200的连接方式以及砂轮修整器300的安装位置与实施例一有所不同。实施例一是于滑台200的上表面水平设置两条第三导轨402，立柱201滑动设置于第三导轨402上，而本实施例的第三导轨402为至少两条且分别设置于滑台200的上表面和靠近刀具箱体202的侧面上，立柱201的下端和远离刀具箱体202的侧壁上沿z轴方向设置有第一开口，使得立柱201沿z轴方向的横截面为倒立的类阶梯形结构，以用于立柱201能够滑动设置于滑台200上表面和侧面的第三导轨402上，滑台200的上端和靠近刀具箱体202的侧壁上沿z轴方向设置有第二开口，使得滑台200沿z轴方向的横截面呈类阶梯形结构，以用于为第三驱动装置405预留安装空间。这样设置不仅结构更为紧凑，还使得立柱201上设置有第一导轨400的侧壁可以往下延伸，从而使得刀具箱体202的位置能够更低，最终使磨齿机整体的重心更低，稳定性更好，同时，滑台200设置第二开口还能减小滑台200的整体重量，进而减少驱动滑台200所需动力，并且，第三驱动装置405设置于滑台200上表面和侧面上的第三导轨402之间，既可以使立柱201在移动过程中更加稳定和平顺，还使得整机结构更加紧凑。此外，实施例一的砂轮修整器300安装于床身100上，而本实施例的砂轮修整器300安装于工件箱体205上，砂轮修整器300可以和工件箱体205一起转动，进而能够更方便地调整砂轮修整器300对砂轮203的修整角度。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型技术方案的范围内。