大模数齿轮齿面抛光设备及抛光工艺的制作方法

1.本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种大模数齿轮齿面抛光设备及抛光工艺。


背景技术：

2.目前大模数齿面精加工使用的一般是精滚、成型磨齿进行齿面精加工。
3.1、精滚的刃具寿命段，加工时间长，刀具成本高；
4.2、成型磨的效率低，加工节拍长，设备投入大，单件费用高。
5.现有的齿轮齿面精加工工序中滚齿工序，包括铣齿加滚齿、倒棱、热后成型磨齿等；不同的工序需要不同的设备来实现，比如铣齿和倒棱采用如图1所示的铣棱机床来实现，成型磨齿需要取下工件装夹到成型磨齿机床来实现，成本高，而且加工时长。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明提出了一种成本低、加工节拍少、减少物流节点、设备投入少的大模数齿轮齿面抛光设备及抛光工艺。
7.本发明采用的技术方案是：
8.一种大模数齿轮齿面抛光设备，包括数控齿轮铣棱机床，其特征在于：所述数控齿轮铣棱机床的铣刀轴的一侧安装有气动控制机构，所述气动控制机构包括可高速旋转的气动工具，所述气动工具的端部设有可与工件轴联动并沿着工件齿面渐开线运动进行工件抛光的气动磨头。
9.进一步，所述气动工具通过固定基座与数控齿轮铣棱机床连接。
10.进一步，所述固定基座通过一可伸缩气缸与数控齿轮铣棱机床连接。当设备在进行旋风倒角时，可伸缩气缸保持在回退状态，避免干涉；当进入打磨成型时，可伸缩气缸伸出在程序的控制下，气动磨头高速旋转，沿齿面渐开线轨迹做抛光运动。
11.进一步，所述可伸缩气缸包括气缸底座和可沿气缸底座伸缩的气缸滑座，所述固定基座固定在气缸滑座上，所述气缸底座固定在数控齿轮铣棱机床的铣刀轴的一侧。
12.进一步，所述气动磨头为一千叶轮。
13.进一步，所述数控齿轮铣棱机床为ykf9332型数控齿轮铣棱机床。
14.进一步，所述数控齿轮铣棱机床采用西门子808d数控系统控制。
15.上述大模数齿轮齿面抛光设备的抛光工艺，其特征在于：在工件进行倒棱时同步启动气动磨头进行抛光工序。本发明在倒棱的过程中完成了齿面抛光的作用，不增加额外的加工时间；以16mn为例，滚齿工序，铣齿加滚齿需要30min；倒棱10min，抛齿15min；整个滚齿—倒棱—抛齿时间与滚齿—倒棱时间一致，都是30min，瓶颈工序还是滚齿，不改变应有的节拍，成型磨齿的节拍直接取消，从而减少加工节拍。
16.进一步，所述气动磨头的抛光工序包括：通过工件主轴的旋转跟气动磨头的径向进给运动复合，沿着齿面渐开线方向进行恒线速度均匀打磨运动，同时沿着齿宽方向做匀
速运动，来实现齿轮整个的齿面抛光。
17.进一步，所述大模数齿轮齿面抛光设备的工件加工采用干式工艺加工。
18.本发明的优点是：
19.1、成本优势：热后成型磨齿工序前移热前加工工序，成型磨齿工序约每件300元，改为热前抛齿工序在10元以内，成本直线下降；
20.2、节拍优势：成型磨齿加工1件需要1小时，改为抛光后，在倒棱的过程中完成了齿面抛光的作用，不增加额外的加工时间；以16mn为例，滚齿工序，铣齿加滚齿需要30min；倒棱10min，抛齿15min；整个滚齿—倒棱—抛齿时间与滚齿—倒棱时间一致；都是30min，瓶颈工序还是滚齿，不改变应有的节拍；成型磨齿的节拍直接取消。
21.3、物流优势：热后成型磨齿取消，减少了物流节点，产品周转速度加快。
22.4、资金投入少、占地面积小，减少装夹次数：直接在倒棱机上改造，不需新设计设备；且两工序用同一台设备完成，减少了装夹次数的同时，也减少了设备占地面积。
附图说明
23.图1是本发明的原有结构示意图；
24.图2是本发明的结构示意图；
25.图3是本发明的气动控制机构的结构示意图。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
28.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在
第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
30.实施例一
31.参见图2、图3，本实施例提供了一种大模数齿轮齿面抛光设备，包括数控齿轮铣棱机床，所述数控齿轮铣棱机床1的铣刀轴3的一侧安装有气动控制机构2，所述气动控制机构2包括可高速旋转的气动工具21，所述气动工具21的端部设有可与工件轴联动并沿着工件齿面渐开线运动进行工件抛光的气动磨头22。
32.本实施例所述气动工具21通过固定基座23与数控齿轮铣棱机床1连接。所述固定基座23通过一可伸缩气缸与数控齿轮铣棱机床1连接。当设备在进行旋风倒角时，可伸缩气缸保持在回退状态，避免干涉；当进入打磨成型时，可伸缩气缸伸出在程序的控制下，气动磨头高速旋转，沿齿面渐开线轨迹做抛光运动。所述可伸缩气缸包括气缸底座24和可沿气缸底座24伸缩的气缸滑座25，所述固定基座23固定在气缸滑座25上，所述气缸底座24固定在数控齿轮铣棱机床1的铣刀轴的一侧。本发明在倒棱的过程中完成了齿面抛光的作用，不增加额外的加工时间；以16mn为例，滚齿工序，铣齿加滚齿需要30min；倒棱10min，抛齿15min；整个滚齿—倒棱—抛齿时间与滚齿—倒棱时间一致，都是30min，瓶颈工序还是滚齿，不改变应有的节拍，成型磨齿的节拍直接取消，从而减少加工节拍。
33.本实施例所述气动磨头22为一千叶轮。使用千叶轮的高速旋转，不影响其齿轮精度的前提下对齿面进行抛光。粗糙度可稳定在rz7.5max之内。
34.本实施例所述数控齿轮铣棱机床为ykf9332型数控齿轮铣棱机床，采用西门子808d数控系统控制，可同时对盘类、短轴类齿轮零件上下两个端面进行齿廓铣棱加工。
35.本实施例所述机床为立式布局，两个刀轴分别布置在同一异形立柱相邻的两个组合型滑座上，具有齿廓铣棱功能。可以根据被加工工件参数差异，来调整打磨位置高度、打磨速度。工件分度和进给运动采用数控差补原理。工件主轴采用伺服电机带动，可实现回转速度的调节。通过工件主轴的旋转跟磨头的径向进给运动复合，沿着齿面渐开线方向进行恒线速度均匀打磨运动，同时沿着齿宽方向做匀速运动，来实现齿轮整个的齿面抛光。
36.机床加工采用干式工艺进行加工，机床结构紧凑，采用全封闭防护，自动化程度高，防护罩配有观察窗，并采用气动开启和关闭。
37.本发明资金投入少、占地面积小，减少装夹次数，直接在倒棱机上改造，不需新设计设备；且两工序用同一台设备完成，减少了装夹次数的同时，也减少了设备占地面积。
38.实施例二
39.本实施例提供了一种实施例所述的大模数齿轮齿面抛光设备的抛光工艺，在工件进行倒棱时同步启动气动磨头22进行抛光工序。
40.本实施例所述气动磨头的抛光工序包括：通过工件主轴的旋转跟气动磨头22的径向进给运动复合，沿着齿面渐开线方向进行恒线速度均匀打磨运动，同时沿着齿宽方向做匀速运动，来实现齿轮整个的齿面抛光。
41.本实施例所述大模数齿轮齿面抛光设备的工件加工采用干式工艺加工。
42.本发明成本优势：热后成型磨齿工序前移热前加工工序，成型磨齿工序约每件300元，改为热前抛齿工序在10元以内，成本直线下降；节拍优势：成型磨齿加工1件需要1小时，改为抛光后，在倒棱的过程中完成了齿面抛光的作用，不增加额外的加工时间；以16mn为
例，滚齿工序，铣齿加滚齿需要30min；倒棱10min，抛齿15min；整个滚齿—倒棱—抛齿时间与滚齿—倒棱时间一致；都是30min，瓶颈工序还是滚齿，不改变应有的节拍；成型磨齿的节拍直接取消。物流优势：热后成型磨齿取消，减少了物流节点，产品周转速度加快。