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CN114951838A - 一种蜗杆砂轮磨齿机 - Google Patents

一种蜗杆砂轮磨齿机 Download PDF

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CN114951838A
CN114951838A CN202210703927.6A CN202210703927A CN114951838A CN 114951838 A CN114951838 A CN 114951838A CN 202210703927 A CN202210703927 A CN 202210703927A CN 114951838 A CN114951838 A CN 114951838A
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China
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grinding wheel
gear
slideway
upright post
rotating shaft
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钟洪海
张全林
唐硕
于定杰
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Hunan Zdcy Cnc Equipment Co ltd
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Abstract

本申请涉及一种蜗杆砂轮磨齿机，包括机床以及设于机床的第一立柱和第二立柱，机床设有第一滑道和第二滑道；第一立柱能够沿第一滑道滑动，第一立柱设有安装台和第三滑道，安装台设有砂轮组件，安装台能够沿第三滑道滑动，并相对于第一立柱绕第一轴线转动，第一轴线与第三滑道垂直；第二立柱能够沿第二滑道滑动，第二立柱设有工作台，工作台用于安装同轴且相对固定的转轴和待加工的齿轮，并可驱动转轴带动齿轮转动，转轴与第三滑道平行，砂轮组件包括用于加工齿轮的砂轮；第一滑道、第二滑道和第三滑道相互垂直。能够有效提高磨齿机的加工稳定性和加工精度。

Description

一种蜗杆砂轮磨齿机
技术领域
本申请涉及机械加工技术领域，具体涉及一种蜗杆砂轮磨齿机。
背景技术
近年来，高速、大扭矩直接驱动技术取得了很大的发展，变速箱齿轮的产量猛增。随着对车辆变速器的效率和噪音的要求越来越高，几乎所有新入市的车型都有很高的精度要求，使得齿轮工件的磨齿工序成为必须。
磨齿机包括机床、立柱和砂轮，其中，立柱设于机床，砂轮设于立柱并用于对齿轮进行加工，现有的磨齿机是将各数控轴都集中在立柱和砂轮之间，传动链较长，整体刚性差，加工稳定性差，并且每一根数控轴的位置误差都会叠加到整体位置误差上，从而影响加工精度。
因此，如何提高磨齿机的加工稳定性和加工精度，是本领域技术人员所需要解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种蜗杆砂轮磨齿机，能够有效提高磨齿机的加工稳定性和加工精度。
为解决上述技术问题，本申请提供一种蜗杆砂轮磨齿机，包括机床以及设于所述机床的第一立柱和第二立柱，所述机床设有第一滑道和第二滑道；所述第一立柱能够沿所述第一滑道滑动，所述第一立柱设有安装台和第三滑道，所述安装台设有砂轮组件，所述安装台能够沿所述第三滑道滑动，并相对于所述第一立柱绕第一轴线转动，所述第一轴线与所述第三滑道垂直；所述第二立柱能够沿所述第二滑道滑动，所述第二立柱设有工作台，所述工作台用于安装同轴且相对固定的转轴和待加工的齿轮，并可驱动所述转轴带动所述齿轮转动，所述转轴与所述第三滑道平行，所述砂轮组件包括用于加工所述齿轮的砂轮；所述第一滑道、所述第二滑道和所述第三滑道相互垂直。
蜗杆砂轮磨齿机包括四个数控轴，分别为X轴、Y轴、Z轴和A轴(第一轴线)，并将这四个数控轴分别设置在两个立柱上，相较于将四个数控轴设置在一个立柱上的方案来说，能够避免每一根数控轴的位置误差都会叠加到整体位置误差上，从而提高加工精度，保证加工效果。并且，随着堆积在同一个立柱的数控轴的数量的增多，机床的整体刚性会递减，因此，设置两个立柱，将第二滑道设置在第二立柱和机床之间(即，将X轴位置的调节设置在第二立柱)时，能够简化安装台和第一立柱之间的传动结构，缩短传动链，并减小砂轮在第一立柱沿第一轴线的悬伸量，提高整体刚度和稳定性，避免加工过程中产生振动等问题，保证加工精度和砂轮的使用寿命。
并且，第一立柱沿第一滑道滑动以及第二立柱沿第二滑道滑动时，是整个立柱的移动，并非是工件在立柱上移动或者安装台在立柱上移动，如此能够进一步提高移动稳定性。
可选地，所述砂轮组件包括砂轮和驱动件，所述驱动件能够驱动所述砂轮绕砂轮轴转动；所述安装台还设有辅助支撑，所述辅助支撑用于支撑所述砂轮轴远离所述驱动件的一端。
可选地，所述驱动件和所述辅助支撑分别设有快换结构，所述砂轮轴的两端分别与所述快换结构连接。
可选地，所述砂轮组件还包括在线动平衡装置。
可选地，所述第二立柱还设有修整装置，所述修整装置包括修整轮和修整驱动件，所述修整驱动件用于驱动所述修整轮绕修整轴线转动，并对所述砂轮进行修整。
可选地，所述修整装置与所述第二立柱固定，且所述修整轴线与所述第三滑道平行。
可选地，所述第二立柱还设有限位座，所述限位座能够沿径向限位所述转轴远离所述工作台的一端。
可选地，所述第二立柱还设有与所述转轴平行的第四滑道，所述限位座能够沿所述第四滑道滑动至与所述转轴的端部限位配合。
可选地，所述限位座设有顶尖结构，所述顶尖结构能够沿轴线抵接所述转轴的端部。
可选地，还包括供油机构，用于向所述砂轮和所述齿轮提供冷却油。
附图说明
图1是本申请实施例所提供的蜗杆砂轮磨齿机的结构示意图；
图2是图1中P的放大图。
附图1-图2中，附图标记说明如下：
1-机床，11-第一滑道，12-第二滑道
2-第一立柱，21-第三滑道；
3-第二立柱，31-第四滑道；
4-安装台，41-辅助支撑，42-快换结构；
5-砂轮组件，51-砂轮，52-驱动件，53-砂轮轴，54-在线动平衡装置；
6-工作台，61-驱动部；
7-修整装置，71-修整轮，72-修整驱动件；
8-限位座，81-顶尖结构；
91-齿轮，92-转轴；
A-第一轴线；B-砂轮轴的旋转轴线；B1-修整轴线；C-转轴的轴线。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步的详细说明。
本申请实施例提供了一种蜗杆砂轮磨齿机，该蜗杆砂轮磨齿机用于对待加工的齿轮进行加工。
如图1所示，蜗杆砂轮磨齿机包括机床1以及设于机床1的第一立柱2和第二立柱3，其中，机床1设有第一滑道11和第二滑道12，第一立柱2能够沿第一滑道11滑动，第二立柱3能够沿第二滑道12滑动。
第一立柱2还设有第三滑道21，第一滑道11、第二滑道12和第三滑道21相互垂直，其中，如图1所示，第一滑道11是沿Y轴方向布置，第二滑道12是沿X轴方向布置，第三滑道21是沿Z轴方向布置。
第一立柱2还设有安装台4，安装台4能够相对于第一立柱2沿第三滑道21滑动并绕第一轴线A转动，该安装台4还设有砂轮组件5，砂轮组件5包括用于对工件进行加工的砂轮51。第一轴线A与第三滑道21垂直，也就是说，第一轴线A与由X轴和Y轴形成的XY面平行。
第二立柱3能够相对于机床1沿第二滑道12滑动，并且该第二立柱3设有工作台6，工作台6用于安装转轴92和待加工的齿轮91，转轴92和齿轮91同轴且相对固定，工作台6还设有驱动部61，转轴92能够在驱动部61的驱动作用下带动齿轮91绕转轴的轴线C转动，该转轴的轴线C与第三滑道21平行设置。
本实施例所提供的蜗杆砂轮磨齿机，依照齿轮91啮合原理运用展成法磨削渐开线圆柱齿轮零件。具体在对待加工的齿轮91进行加工时，先将砂轮51与齿轮91进行对刀，对刀完成后，通过第一立柱2沿第一滑道11滑动、安装台4沿第三滑道21滑动，安装台4绕第一轴线A转动等方式移动砂轮51，使得砂轮51和齿轮91进入正确的啮合位置进行磨削，第二立柱3带动齿轮92沿第二滑道12滑动，能够调整齿轮91径向进刀量，安装台4带动砂轮组件5沿第三滑道21滑动，能够进行齿轮91轴向走刀磨削全齿宽，第一立柱2带动砂轮组件5沿第一滑道11滑动可进行砂轮51的轴向窜刀，安装台4需绕第一轴线A转动至适当的角度，保证砂轮轴的旋转轴线B与齿轮91的轴线(即转轴的轴线C)相交成正确的角度，同时，砂轮51的转速和齿轮91的转速应保持正确的转速比。
具体的，上述“正确的角度”以及“正确的转速比”，可根据齿轮91以及砂轮51的具体情况，根据编程控制即可，在此不做赘述。
本实施例中，该蜗杆砂轮磨齿机包括四个数控轴，分别为X轴、Y轴、Z轴和A轴，并将这四个数控轴分别设置在两个立柱上，相较于将四个数控轴设置在一个立柱上的方案来说，能够避免每一根数控轴的位置误差都会叠加到整体位置误差上，从而提高加工精度，保证加工效果。并且，随着堆积在同一个立柱的数控轴的数量的增多，机床的整体刚性会递减，因此，设置两个立柱，将第二滑道12设置在第二立柱3和机床1之间(即，将X轴位置的调节设置在第二立柱3)时，能够简化安装台4和第一立柱2之间的传动结构，缩短传动链，并减小砂轮51在第一立柱2沿第一轴线A的悬伸量，提高整体刚度和稳定性，避免加工过程中产生振动等问题，保证加工精度和砂轮51的使用寿命。
并且，第一立柱2沿第一滑道11滑动以及第二立柱3沿第二滑道12滑动时，是整个立柱的移动，并非是工件在立柱上移动或者安装台4在立柱上移动，如此能够进一步提高移动稳定性。
本实施例中，对于第一立柱2沿第一滑道11滑动、第二立柱3沿第二滑道12滑动、安装台4沿第三滑道21滑动，可分别通过设置伺服电机和丝杆组件驱动，或者也可以通过伺服电机和齿轮91齿条组件、气缸、液压缸驱动均可，在此不做具体限制。立柱沿X轴、Y轴和Z轴的滑动量可根据实际情况及编程实现数控控制，其对于本领域技术人员来说，已是熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。
并且，对于各滑道的结构，本实施例也不做限制，如可将滑道设置为滑槽或滑轨，立柱和安装台4对应设置有能够沿滑槽或滑轨滑动的滑动件，滑动件为滑块或滑轮等均可。
如图1所示，砂轮组件5还包括驱动件52，该驱动件52用于驱动砂轮51绕砂轮轴53转动，同时，安装台4还设有辅助支撑41，该辅助支撑41用于支撑砂轮轴53远离驱动件52的一端，也就是说，驱动件52从一端驱动砂轮轴53带动砂轮51转动，辅助支撑41能够从另一端对砂轮轴53提供支撑，以保证该砂轮轴53的稳定性，进而保证砂轮51的稳定性，提高加工精度。
砂轮轴53的两端还分别设有快换结构42，两组快换结构42中，一组快换结构42设置于驱动件52，另一组快换结构42设置于辅助支撑41，具体的，对于该快换结构42的具体结构并不做限制，两组快换结构42的设置能够实现砂轮轴53的快速拆装操作，提高便捷性。
砂轮组件5还包括在线动平衡装置54，用于对砂轮51的转动提供动平衡补偿，以进一步保证砂轮51的稳定性，提高加工精度。具体的，本实施例中，对于在线动平衡装置54的具体结构并不做限制，如何通过设置在线动平衡装置54以保证砂轮51的稳定性，是本领域技术人员所熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。
为了保证该蜗杆砂轮磨齿机的加工精度，该蜗杆砂轮磨齿机还包括修整装置7，如图2所示，该修整装置7包括修整轮71和修整驱动件72，修整轮71能够在修整驱动件72的驱动作用下绕其修整轴线B1转动，并对砂轮51进行修整。在对齿轮91进行加工之前，先通过修整轮71对砂轮51进行修整操作，砂轮51修整成形后再与被磨削齿轮91进行对刀，以保证加工精度。
具体的，如图1和图2所示，修整装置7设置在第二立柱3，并且在第二立柱3上，该修整装置7在第二立柱3上沿Z轴方向的位置不变，修整轴线B1与第三滑道21平行，即沿Z轴方向设置，以避免砂轮51在对工件进行加工的过程中，与修整装置7发生干涉。
具体的，修整轮71为金刚轮，当需要对砂轮51进行修整时，安装台4带动砂轮51绕第一轴线A转动至砂轮轴的旋转轴线B与修整轴线B1平行，第一立柱2带动砂轮51沿第一滑道11滑动，安装台4带动砂轮51沿第三滑道21滑动，直至砂轮51移动至修整轮71所在位置，然后启动修整驱动件72，以驱动修整轮71绕修整轴线B1转动，并对砂轮51进行修整。
当然，本实施例中，也可以将该修整装置7设置在机床1上，或者，修整装置7还包括用于驱动其整体移动和转动的驱动部件，使其在不会与砂轮组件5发生干涉的情况下，能够与砂轮51配合，而将修整装置7固定设置在第二立柱3，并将修整轴线B1设置为与第三滑道21平行时，可在保证不会与砂轮组件5发生干涉的同时，简化整体结构，并降低成本。
如图1和图2所示，第二立柱3还设有限位座8，设于工作台6的驱动部61能够驱动转轴92并带动齿轮91绕转轴的轴线C转动，限位座8和工作台6能够分别从两端与转轴92连接，并对转轴92进行径向限位。
详细地讲，转轴92的一端与工作台6连接，转轴92的另一端与限位座8限位连接，转轴92能够相对于限位座8转动，并且限位座8能够限制转轴92的端部发生沿径向的移动，从而减小转轴92在转动的过程中所产生的振动，保证转轴92和工件的稳定性，进而确保加工精度。
如图1所示，第二立柱3还设有第四滑道31，第四滑道31也是沿Z轴方向设置的，即转轴92、第四滑道31和第三滑道21均平行设置，限位座8能够沿第四滑道31滑动。具体的，安装工件时，先将限位座8沿第四滑道31滑动至远离工作台6的一侧，在将转轴92安装于工作台6后，转轴92朝向工作台6的一端被限位，然后将限位座8沿第四滑道31向工作台6的一侧移动直至限位座8与转轴92的端部限位配合，此时，工作台6和限位座8能够分别从两端对转轴92进行限位。第四滑道31的设置，使得限位座8的调节更灵活，便于实现限位座8和转轴92之间的限位连接，并且便于通过限位座8对不同长度的转轴92进行限位。
具体的，当待加工的工件为齿轮轴时，齿轮轴的轴部形成转轴92，当待加工的工件为齿轮91时，可另外设置转轴92，此时，该转轴92为工装轴。
如图2所示，限位座8设有顶尖结构81，该顶尖结构81能够抵接转轴92的端部，并且顶尖结构81抵接的位置与转轴92的轴线共线。或者，限位座8也可通过设置转动件抵接转轴92的端部，该转动件能够随转轴92一同转动即可，而限位座8通过顶尖结构81抵接转轴92时，能够简化整体结构并降低成本。
该蜗杆砂轮磨齿机还包括供油机构(图中未示出)，供油机构用于在砂轮51对齿轮91进行加工的过程中，提供冷却油，以保证砂轮51和齿轮51之间的润滑，并降低砂轮51在对齿轮91进行加工过程中的温度，进而保证加工精度、避免加工过程中产生变形等情况。
具体的，本实施例中，对于供油机构的具体结构并不做限制，如可包括冷却油处理系统、油雾分离系统、清洗机、冷却机组、残油收集装置等，其中，冷却油处理系统包括油箱，高压泵和过滤系统；油雾分离系统用于清洁空气，需要对工作区域提供适当的通风；清洗机用于清洁磨齿后的齿轮，为下道工序做准备；冷却机组用于保持冷却油温度恒定，以保持机床的热稳定性和除掉由磨削产生的热量；在机床内及周边安装附加的防护装置收集由齿轮51和自动上下料系统带出的残油，并需要把残油导流回油箱中。
以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，包括机床(1)以及设于所述机床(1)的第一立柱(2)和第二立柱(3)，所述机床(1)设有第一滑道(11)和第二滑道(12)；
所述第一立柱(2)能够沿所述第一滑道(11)滑动，所述第一立柱(2)设有安装台(4)和第三滑道(21)，所述安装台(4)设有砂轮组件(5)，所述安装台(4)能够沿所述第三滑道(21)滑动，并相对于所述第一立柱(2)绕第一轴线(A)转动，所述第一轴线(A)与所述第三滑道(21)垂直；
所述第二立柱(3)能够沿所述第二滑道(12)滑动，所述第二立柱(3)设有工作台(6)，所述工作台(6)用于安装同轴且相对固定的转轴(92)和待加工的齿轮(91)，并可驱动所述转轴(92)带动所述齿轮(91)转动，所述转轴(92)与所述第三滑道(21)平行，所述砂轮组件(5)包括用于加工所述齿轮(91)的砂轮(51)；
所述第一滑道(11)、所述第二滑道(12)和所述第三滑道(21)相互垂直。
2.根据权利要求1所述的蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述砂轮组件(5)包括砂轮(51)和驱动件(52)，所述驱动件(52)能够驱动所述砂轮(51)绕砂轮轴(53)转动；
所述安装台(4)还设有辅助支撑(41)，所述辅助支撑(41)用于支撑所述砂轮轴(53)远离所述驱动件(52)的一端。
3.根据权利要求2所述的蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述驱动件(52)和所述辅助支撑(41)分别设有快换结构(42)，所述砂轮轴(53)的两端分别与所述快换结构(42)连接。
4.根据权利要求2所述的蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述砂轮组件(5)还包括在线动平衡装置(54)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述第二立柱(3)还设有修整装置(7)，所述修整装置(7)包括修整轮(71)和修整驱动件(72)，所述修整驱动件(72)用于驱动所述修整轮(71)绕修整轴线(B1)转动，并对所述砂轮(51)进行修整。
6.根据权利要求5所述的蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述修整装置(7)与所述第二立柱(3)固定，且所述修整轴线(B1)与所述第三滑道(21)平行。
7.根据权利要求1-4任一项所述的蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述第二立柱(3)还设有限位座(8)，所述限位座(8)能够沿径向限位所述转轴(92)远离所述工作台(6)的一端。
8.根据权利要求7所述的蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述第二立柱(3)还设有与所述转轴(92)平行的第四滑道(31)，所述限位座(8)能够沿所述第四滑道(31)滑动至与所述转轴(92)的端部限位配合。
9.根据权利要求7所述的蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述限位座(8)设有顶尖结构(81)，所述顶尖结构(81)能够沿轴线抵接所述转轴(92)的端部。
10.根据权利要求1-4任一项所述的蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，还包括供油机构，用于向所述砂轮(51)和所述齿轮(91)提供冷却油。
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