CN105195833A - 数控内齿珩磨轮刀架 - Google Patents

Abstract

一种数控内齿珩磨轮刀架，包括刀杆、与刀杆连接的刀头，刀头包括具有固定孔的固定件、旋转驱动件、内珩轮及内珩轮夹持件，固定件与刀杆固定连接，刀杆与固定件的固定孔的中轴线垂直，内珩轮夹持件安装在固定件的固定孔中，内珩轮夹持件与固定件能够相对转动，内珩轮安装在内珩轮夹持件中，旋转驱动件从刀杆内部穿入固定件的固定孔，并与内珩轮夹持件连接，旋转驱动件驱动安装有内珩轮的内珩轮夹持件与固定件相对转动，以使内珩轮对位于内珩轮中的被珩齿轮做齿面精加工。

Description

数控内齿珩磨轮刀架

技术领域

本发明涉及硬齿面齿轮精密加工技术领域，特别涉及一种数控内齿珩磨轮刀架。

背景技术

高精度硬齿面齿轮是汽车、风力发电、船舶、机床、航空航天、高铁等领域中必不可少的机械传动部件。根据中国齿轮专业协会统计，中国齿轮市场规模预计到2015年达2200-2500亿元，得益于汽车、风电、高铁等行业的快速发展，50%以上的新增齿轮市场需求来自于这些行业。国家在“十二五”期间重点支持齿轮等基础构件的长寿命、抗疲劳、结构减重、无应力集中制造与装配等关键技术突破。硬齿面精密齿轮精加工工序的主要目的是实现齿轮最大的承载能力和最小的传动噪音。高精度硬齿面齿轮精加工工艺是实现高质量齿轮最大承载力和最小传动噪音的有效制造技术。传统的滚齿/插齿-剃齿/磨齿-热处理等加工工艺已经无法满足齿轮在高端机电装备中传动精度、传动噪声和降低制造成本等方面的要求，而相应的硬齿面精加工方法---强力珩齿、车齿等，成为齿轮制造技术研究的主导方向。

自上世纪50年代后期美国将外啮合珩齿加工技术应用以来，珩齿加工技术已经逐渐成为硬齿面齿轮精加工的主要方法之一。研究发现珩齿不仅能有效降低齿轮噪音和表面粗糙度，而且珩齿后齿面形成的特有的表面结构特征能增强齿面耐磨性，使得珩齿成为在硬齿面齿轮磨削后常用的一种精加工工艺。传统珩齿加工技术存在珩削余量小，最高仅有10-15μm切削量；加工质量主要依赖于上一道加工工序（剃齿等）保证；珩后的齿形、齿向修正能力差；珩磨轮采用环氧树脂材料制造，精度较低，使用寿命短，齿面加工精度不高等缺陷。使得自由珩削加工的应用受到一定的限制，要么用于去除热处理后的残余应力、修光、碰磕和去毛刺等辅助工序，要么用于磨削后为降低高性能齿轮噪音，增强齿面压应力，提高齿轮的使用寿命等场合，较大的制约了珩齿加工技术的发展。

热处理后硬齿面精加工方法主要有硬齿面剃齿、硬齿面磨齿、硬齿面精滚和硬齿面珩齿等。当硬齿面齿轮加工精度控制在ISO5级甚至更高的精度时，在制造成本持平的前提下，强力珩齿加工技术能够满足高端装备对齿轮精度、承载能力、运动速率、平稳性、工作寿命和噪声等传动性能的要求。目前国外正在大力推广采用滚齿－热处理－强力珩齿这种加工新工艺，但国内广泛推广和普及还存在困难。

数控内齿珩轮强力珩齿加工是应用内齿轮形珩磨轮与被珩齿轮做啮合传动，相当于一对交错轴斜齿轮传动，利用其齿面间的相对滑动速度和压力来进行珩磨的一种齿面精加工方法。数控内齿珩轮强力珩齿机是批量加工精密外齿、双联齿轮、轴齿轮、鼓形齿的关键设备，可对淬硬或非淬硬的圆柱直、斜齿轮加工。珩齿生产效率高，成本低，可以降低齿轮噪声，提高齿轮承载能力，延长齿轮寿命，减少齿面粗糙度，可将齿面粗糙度加工至Ra0.63um以下，齿轮精度可以达到6~7级。相对于外齿珩轮珩齿加工而言，其具有更高的齿形和齿距精度。内珩磨轮刀架是实现上述加工过程最主要的功能部件之一，然而现有的内珩磨轮刀架结构单一，不能满足市场多类型的需求。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种结构简单及方便使用的数控内齿珩磨轮刀架。

一种数控内齿珩磨轮刀架，包括刀杆、与刀杆连接的刀头，刀头包括具有固定孔的固定件、旋转驱动件、内珩轮及内珩轮夹持件，固定件与刀杆固定连接，刀杆与固定件的固定孔的中轴线垂直，内珩轮夹持件安装在固定件的固定孔中，内珩轮夹持件与固定件能够相对转动，内珩轮安装在内珩轮夹持件中，旋转驱动件从刀杆内部穿入固定件的固定孔，并与内珩轮夹持件连接，旋转驱动件驱动安装有内珩轮的内珩轮夹持件与固定件相对转动，以使内珩轮对位于内珩轮中的被珩齿轮做齿面精加工。

上述数控内齿珩磨轮刀架中，刀杆的一端与珩磨机床连接、刀杆的另一端与刀头连接，刀头的固定件与刀杆固定连接，刀杆与固定件的固定孔的中轴线垂直，内珩轮夹持件安装在固定件的固定孔中，内珩轮夹持件与固定件能够相对转动，内珩轮安装在内珩轮夹持件中，旋转驱动件从刀杆内部穿入固定件的固定孔，并与内珩轮夹持件连接，珩磨机床为旋转驱动件提供电能，旋转驱动件驱动安装有内珩轮的内珩轮夹持件与固定件相对转动，同时数控系统控制内齿珩磨轮刀架整体转动及移动，以使内珩轮对位于内珩轮中的被珩齿轮做齿面精加工。

附图说明

附图1为一较佳实施方式的数控内齿珩磨轮刀架的结构示意图。

附图2为图1中数控内齿珩磨轮刀架的爆炸结构示意图。

附图3为图1中数控内齿珩磨轮刀架的另一角度的爆炸结构示意图。

附图4为图1中数控内齿珩磨轮刀架的剖面结构示意图。

图中：数控内齿珩磨轮刀架10、刀杆20、刀头30、固定件31、固定孔310、穿过孔3100、第一定位环状凸部3101、第二定位环状凸部3102、固定架311、环状密封件312、环状前盖板313、第三环状定位凸部3131、第四环状定位凸部3132、环状后盖板314、第五环状定位凸部3141、第六环状定位凸部3142、第七环状定位凸部3143、旋转驱动件32、内珩轮33、定位槽330、内珩轮夹持件34、锥度固定孔340、第一滚动轴承342、第二滚动轴承343、蜗轮件344、锥度通孔3440、环状圆弧齿面3441、定位槽3442、变径锥度套345、定位凸块3450。

具体实施方式

请参看图1至图4，数控内齿珩磨轮刀架10包括刀杆20、与刀杆20连接的刀头30，刀头30包括具有固定孔310的固定件31、旋转驱动件32、内珩轮33及内珩轮夹持件34，固定件31与刀杆20固定连接，刀杆20与固定件31的固定孔310的中轴线垂直，内珩轮夹持件34安装在固定件31的固定孔310中，内珩轮夹持件34与固定件31能够相对转动，内珩轮33安装在内珩轮夹持件34中，旋转驱动件32从刀杆20内部穿入固定件31的固定孔310，并与内珩轮夹持件34连接，旋转驱动件32驱动安装有内珩轮33的内珩轮夹持件34与固定件31相对转动，以使内珩轮33对位于内珩轮33中的被珩齿轮做齿面精加工。其中，旋转驱动件32的驱动端为蜗杆，旋转驱动件32与内珩轮夹持件34之间采用蜗杆、蜗轮配合关系实现传动。

内珩轮夹持件34具有锥度固定孔340，锥度固定孔340的孔壁上设置有定位凸部，内珩轮33的外壁与内珩轮夹持件34的锥度固定孔340的形状相配合，内珩轮33的外壁上设置有定位槽330，内珩轮33安装在内珩轮夹持件34的锥度固定孔340中时，锥度固定孔340的孔壁上的定位凸部嵌在内珩轮33的外壁上的定位槽330中。

在本实施方式中，内珩轮夹持件34包括第一滚动轴承342、第二滚动轴承343、蜗轮件344、变径锥度套345，蜗轮件344为柱状，蜗轮件344具有锥度通孔3440、蜗轮件344的外壁上还设置与蜗杆配合的环状圆弧齿面3441，锥度通孔3440的内壁上设置有定位槽3442，定位槽3442靠近锥度通孔3440的大端口，且定位槽3442延伸至锥度通孔3440的大端口，变径锥度套345与锥度通孔3440相配合，变径锥度套345的外壁上设置有定位凸块3450，定位凸块3450靠近变径锥度套345的大端口，且定位凸块3450延伸至变径锥度套345的大端口，变径锥度套345构成所述锥度固定孔340，变径锥度套345的内壁上设置所述定位凸部，内珩轮33安装在变径锥度套345中时，变径锥度套345的内壁上的定位凸部嵌在内珩轮33的外壁上的定位槽330中；第一滚动轴承342、第二滚动轴承343的外圈与固定件31的固定孔310的内壁相对固定，第一滚动轴承342、第二滚动轴承343的内圈对应的套设在蜗轮件312的两端，且第一滚动轴承342、第二滚动轴承343的内圈与蜗轮件312的两端固定连接。

进一步的，固定件31包括固定架311、两个环状密封件312、环状前盖板313、环状后盖板314，固定架311上开设有所述固定孔310，所述固定孔310的内壁上开设有供旋转驱动件32穿过的穿过孔3100，所述固定孔310的内壁上设置有第一定位环状凸部3101、第二定位环状凸部3102，第一定位环状凸部3101对应的靠近所述固定孔310的上开口，第二定位环状凸部3102对应的靠近所述固定孔310的下开口，蜗轮件312设置在所述固定孔310中后，第一滚动轴承342、第二滚动轴承343对应的从所述固定孔310的上开口、下开口安装后，第一定位环状凸部3101阻挡第一滚动轴承342的外圈、第二定位环状凸部3102阻挡第二滚动轴承343的外圈，以使第一滚动轴承342、第二滚动轴承343之间的距离固定，两个环状密封件312对应的从所述固定孔310的上开口、下开口安装后，环状前盖板313、环状后盖板314对应的覆盖在所述固定孔310的上开口、下开口上，并与固定架311固定连接，以将内珩轮夹持件34固定在所述固定孔310中。

进一步的，环状前盖板313的与环状后盖板314相对的面上设置有第三环状定位凸部3131、第四环状定位凸部3132，环状后盖板314的与环状前盖板313相对的面上设置有第五环状定位凸部3141、第六环状定位凸部3142、第七环状定位凸部3143，环状前盖板313的第三环状定位凸部3131与第一滚动轴承342的外圈抵接，环状前盖板313的第四环状定位凸部3132与蜗轮件344的端部抵接，环状后盖板314的第五环状定位凸部3141与第二滚动轴承343的外圈抵接，环状后盖板314的第六环状定位凸部3142与蜗轮件344的另一端部及变径锥度套345的端部抵接，环状后盖板314的第七环状定位凸部3143与内珩轮33的端部抵接，以此将第一滚动轴承342、第二滚动轴承343、蜗轮件344、变径锥度套345及内珩轮33固定在一起。

Claims (6)

1.一种数控内齿珩磨轮刀架，其特征在于：包括刀杆、与刀杆连接的刀头，刀头包括具有固定孔的固定件、旋转驱动件、内珩轮及内珩轮夹持件，固定件与刀杆固定连接，刀杆与固定件的固定孔的中轴线垂直，内珩轮夹持件安装在固定件的固定孔中，内珩轮夹持件与固定件能够相对转动，内珩轮安装在内珩轮夹持件中，旋转驱动件从刀杆内部穿入固定件的固定孔，并与内珩轮夹持件连接，旋转驱动件驱动安装有内珩轮的内珩轮夹持件与固定件相对转动，以使内珩轮对位于内珩轮中的被珩齿轮做齿面精加工。

2.如权利要求1所述的数控内齿珩磨轮刀架，其特征在于：旋转驱动件的驱动端为蜗杆，旋转驱动件与内珩轮夹持件之间采用蜗杆、蜗轮配合关系实现传动。

3.如权利要求1或2所述的数控内齿珩磨轮刀架，其特征在于：内珩轮夹持件具有锥度固定孔，锥度固定孔的孔壁上设置有定位凸部，内珩轮的外壁与内珩轮夹持件的锥度固定孔的形状相配合，内珩轮的外壁上设置有定位槽，内珩轮安装在内珩轮夹持件的锥度固定孔中时，锥度固定孔的孔壁上的定位凸部嵌在内珩轮的外壁上的定位槽中。

4.如权利要求3所述的数控内齿珩磨轮刀架，其特征在于：内珩轮夹持件包括第一滚动轴承、第二滚动轴承、蜗轮件、变径锥度套，蜗轮件为柱状，蜗轮件具有锥度通孔、蜗轮件的外壁上还设置与蜗杆配合的环状蜗轮滚刀，锥度通孔的内壁上设置有定位槽，定位槽靠近锥度通孔的大端口，且定位槽延伸至锥度通孔的大端口，变径锥度套与锥度通孔相配合，变径锥度套的外壁上设置有定位凸块，定位凸块靠近变径锥度套的大端口，且定位凸块延伸至变径锥度套的大端口，变径锥度套构成所述锥度固定孔，变径锥度套的内壁上设置所述定位凸部，内珩轮安装在变径锥度套中时，变径锥度套的内壁上的定位凸部嵌在内珩轮的外壁上的定位槽中；第一滚动轴承、第二滚动轴承的外圈与固定件的固定孔的内壁相对固定，第一滚动轴承、第二滚动轴承的内圈对应的套设在蜗轮件的两端，且第一滚动轴承、第二滚动轴承的内圈与蜗轮件的两端固定连接。

5.如权利要求4所述的数控内齿珩磨轮刀架，其特征在于：固定件包括固定架、两个环状密封件、环状前盖板、环状后盖板，固定架上开设有所述固定孔，所述固定孔的内壁上开设有供旋转驱动件穿过的穿过孔，所述固定孔的内壁上设置有第一定位环状凸部、第二环状凸部，第一定位环状凸部对应的靠近所述固定孔的上开口，第二定位环状凸部对应的靠近所述固定孔的下开口，蜗轮件设置在所述固定孔中后，第一滚动轴承、第二滚动轴承对应的从所述固定孔的上开口、下开口安装后，第一定位环状凸部阻挡第一滚动轴承的外圈、第二定位环状凸部阻挡第二滚动轴承的外圈，以使第一滚动轴承、第二滚动轴承之间的距离固定，两个环状密封件对应的从所述固定孔的上开口、下开口安装后，环状前盖板、环状后盖板对应的覆盖在所述固定孔的上开口、下开口上，并与固定架固定连接，以将内珩轮夹持件固定在所述固定孔中。

6.如权利要求5所述的数控内齿珩磨轮刀架，其特征在于：环状前盖板的与环状后盖板相对的面上设置有第三环状定位凸部、第四环状定位凸部，环状后盖板的与环状前盖板相对的面上设置有第五环状定位凸部、第六环状定位凸部、第七环状定位凸部，环状前盖板的第三环状定位凸部与第一滚动轴承的外圈抵接，环状前盖板的第四环状定位凸部与蜗轮件的端部抵接，环状后盖板的第五环状定位凸部与第二滚动轴承的外圈抵接，环状后盖板的第六环状定位凸部与蜗轮件的另一端部及变径锥度套的端部抵接，环状后盖板的第七环状定位凸部与内珩轮的端部抵接，以此将第一滚动轴承、第二滚动轴承、蜗轮件、变径锥度套及内珩轮固定在一起。