數(shù)控磨齒機

用于圓柱形正齒輪、漸開線斜齒輪及漸開線花鍵研究，針對齒輪嚙合齒形磨削研究。

磨削最大齒輪直徑（mm） φ650 磨削齒輪最大模數(shù)（mm） 35 磨削最大齒寬（mm） 630 工作臺上磨削范圍（mm） 350～1000 加工齒輪精度 AGMA 14－13級 (相當(dāng)于DIN 3962標(biāo)準(zhǔn)3－4級)。

《新型高效數(shù)控磨齒機》涉及蝸桿磨齒技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型高效數(shù)控磨齒機。

圖1是《新型高效數(shù)控磨齒機》的立體結(jié)構(gòu)示意圖一。

圖2是《新型高效數(shù)控磨齒機》的立體結(jié)構(gòu)示意圖二。

圖3是《新型高效數(shù)控磨齒機》的立體結(jié)構(gòu)示意圖三。

新型高效數(shù)控磨齒機專利目的

《新型高效數(shù)控磨齒機》的目的在于，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙、合理，體積小，操作簡單，效率高，加工精度高，適用范圍廣，并且具有磨頭修整功能，有效保證產(chǎn)品質(zhì)量的新型高效數(shù)控磨齒機。

新型高效數(shù)控磨齒機技術(shù)方案

《新型高效數(shù)控磨齒機》所提供的技術(shù)方案是：一種新型高效數(shù)控磨齒機，其包括機架、左右工作臺、前后工作臺、Z軸滑動機構(gòu)、C軸工件夾持機構(gòu)、X軸滑動機構(gòu)、B軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、V軸修整機構(gòu)、U軸修整機構(gòu)和磨頭機構(gòu)，所述左右工作臺通過所述Z軸滑動機構(gòu)橫向設(shè)置在所述機架的前部位置，并受該Z軸滑動機構(gòu)的驅(qū)動沿Z軸方向作往返滑動動作，所述C軸工件夾持機構(gòu)設(shè)置在所述左右工作臺上，所述前后工作臺通過X軸滑動機構(gòu)縱向設(shè)置在所述機架的尾部位置，并受該X軸滑動機構(gòu)的驅(qū)動沿X軸方向相對所述C軸工件夾持機構(gòu)作靠近或分離動作，所述磨頭機構(gòu)設(shè)置在前后工作臺上，所述V軸修整機構(gòu)通過B軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu)豎直設(shè)置在所述前后工作臺上，所述U軸修整機構(gòu)對應(yīng)所述磨頭機構(gòu)的上方位置橫向設(shè)置在所述V軸修整機構(gòu)上。

作為《新型高效數(shù)控磨齒機》的一種改進(jìn)，所述機架包括前床身和后床身，該后床身的一端垂直連接在所述前床身的一側(cè)壁中間位置，該機架的整體截面外形輪廓呈T字形。

作為《新型高效數(shù)控磨齒機》的一種改進(jìn)，所述Z軸滑動機構(gòu)包括Z軸伺服電機、Z軸導(dǎo)軌、Z軸絲桿及與該Z軸絲桿相適配的Z軸絲桿螺母座，所述Z軸導(dǎo)軌沿Z軸方向設(shè)置在所述前床身的端面，所述左右工作臺活動設(shè)置在該Z軸導(dǎo)軌上，所述Z軸絲桿對應(yīng)左右工作臺的下方位置設(shè)置在所述前床身上，所述Z軸絲桿螺母座設(shè)置在所述左右工作臺的底部，且與所述Z軸絲桿相適配，所述Z軸伺服電機設(shè)置在前床身的一側(cè)壁，且與所述Z軸絲桿一端相連接。

作為《新型高效數(shù)控磨齒機》的一種改進(jìn)，所述C軸工件夾持機構(gòu)包括調(diào)整座、C軸伺服電機、C軸主軸、頭架、頭架頂尖、尾架、尾架頂尖，所述調(diào)整座設(shè)置在所述左右工作臺上，所述頭架設(shè)置在所述調(diào)整座的一端，并在調(diào)整座底部設(shè)有能將該調(diào)整座定位固定在所述左右工作臺上的鎖定固定塊，對應(yīng)調(diào)整座的兩側(cè)位置于所述左右工作臺上設(shè)有調(diào)整螺栓，所述頭架頂尖設(shè)置在所述頭架的內(nèi)側(cè)壁上，所述C軸伺服電機設(shè)置在所述頭架的外側(cè)壁上，并通過所述C軸主軸與所述頭架頂尖相連接，所述調(diào)整座的中心位置設(shè)有一沿Z軸方向延伸的導(dǎo)架導(dǎo)軌，所述尾架頂尖通過所述尾架設(shè)置在所述調(diào)整座的另一端，并朝向所述頭架頂尖，所述尾架的底部設(shè)有與所述導(dǎo)架導(dǎo)軌相對應(yīng)的鎖定位。

作為《新型高效數(shù)控磨齒機》的一種改進(jìn)，所述X軸滑動機構(gòu)包括X軸伺服電機、X軸前后工作臺、X軸導(dǎo)軌、X軸絲桿及與該X軸絲桿相適配的X軸絲桿螺母座，所述X軸導(dǎo)軌沿X軸方向設(shè)置在所述后床身的頂面，所述前后工作臺活動設(shè)置在該X軸導(dǎo)軌上，所述X軸絲桿對應(yīng)前后工作臺的下方位置設(shè)置在所述后床身上，所述X軸絲桿螺母座設(shè)置在所述前后工作臺的底部，且與所述X軸絲桿相適配，所述X軸伺服電機設(shè)置在后床身的一側(cè)壁，且與所述X軸絲桿一端相連接，所述X軸前后工作臺設(shè)置在所述前后工作臺上。

作為《新型高效數(shù)控磨齒機》的一種改進(jìn)，所述磨頭機構(gòu)包括磨頭和能驅(qū)動該磨頭轉(zhuǎn)動的磨頭驅(qū)動電機，該磨頭驅(qū)動電機設(shè)置在所述X軸前后工作臺的前部位置，所述磨頭設(shè)置在該磨頭驅(qū)動電機的驅(qū)動軸上，且該磨頭的軸線與所述頭架頂尖的軸線在同一水平高度上。

作為《新型高效數(shù)控磨齒機》的一種改進(jìn)，所述B軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括B軸伺服電機和B軸旋轉(zhuǎn)臺面，該B軸旋轉(zhuǎn)臺面設(shè)置在所述X軸前后工作臺靠近所述磨頭一側(cè)的側(cè)壁上，所述B軸伺服電機設(shè)置在所述X軸前后工作臺的另一側(cè)壁上，并能驅(qū)動所述B軸旋轉(zhuǎn)臺面轉(zhuǎn)動。

作為《新型高效數(shù)控磨齒機》的一種改進(jìn)，所述B軸伺服電機為帶有剎車裝置的高扭矩大慣量電機，所述磨頭驅(qū)動電機為伺服主軸電機。

作為《新型高效數(shù)控磨齒機》的一種改進(jìn)，所述V軸修整機構(gòu)包括V軸支架、V軸修整電機、V軸導(dǎo)軌、V軸滑塊、V軸絲桿及與該V軸絲桿相適配的V軸絲桿螺母座，所述V軸支架的下端設(shè)置在所述B軸旋轉(zhuǎn)臺面的側(cè)面上，所述V軸導(dǎo)軌沿V軸方向設(shè)置在V軸支架的一側(cè)面，所述V軸滑塊活動設(shè)置在該V軸導(dǎo)軌上，所述V軸絲桿對應(yīng)V軸滑塊的位置設(shè)置在所述V軸支架上，所述V軸絲桿螺母座設(shè)置在所述V軸滑塊上，且與所述V軸絲桿相適配，所述V軸伺服電機設(shè)置在所述V軸支架的上端，且與所述V軸絲桿一端相連接。

作為《新型高效數(shù)控磨齒機》的一種改進(jìn)，所述U軸修整機構(gòu)包括磨頭修整架、左側(cè)金剛筆、外圓修整金剛筆、右側(cè)金剛筆、U軸修整電機、U軸導(dǎo)軌、U軸滑塊、U軸絲桿及與該U軸絲桿相適配的U軸絲桿螺母座，所述U軸導(dǎo)軌沿U軸方向設(shè)置在所述V軸滑塊上，所述U軸滑塊活動設(shè)置在該U軸導(dǎo)軌上，所述U軸絲桿對應(yīng)U軸滑塊的位置設(shè)置在所述V軸滑塊上，所述U軸絲桿螺母座設(shè)置在所述U軸滑塊上，且與所述U軸絲桿相適配，所述U軸伺服電機設(shè)置在所述V軸滑塊一側(cè)，且與所述U軸絲桿一端相連接，所述磨頭修整架的上端固定在所述U軸滑塊上，下端形成一與所述磨頭外形輪廓相適配的n形部，該n形部類似n形結(jié)構(gòu)，所述左側(cè)金剛筆設(shè)置在該n形部的左自由端，且朝向所述磨頭的左側(cè)面，所述右側(cè)金剛筆設(shè)置在該n形部的右自由端，且朝向所述磨頭的右側(cè)面，所述外圓修整金剛筆設(shè)置在該n形部的中間位置，且朝向所述磨頭的外圓周面。

新型高效數(shù)控磨齒機改善效果

《新型高效數(shù)控磨齒機》的有益效果為：該發(fā)明設(shè)計巧妙、合理，體積小，操作簡易，通過C軸工件夾持機構(gòu)、B軸旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、Z軸滑動機構(gòu)、X軸滑動機構(gòu)和磨頭機構(gòu)的相互配合工作，能快速實現(xiàn)二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿、錐面包絡(luò)環(huán)面蝸桿和普通圓柱蝸桿等多種蝸桿的磨削，由于左右工作臺可以作類似外圓磨床的調(diào)整，還可以對直齒輪、斜齒輪及螺桿進(jìn)行磨削加工，實現(xiàn)一機多用，有效解決了一般蝸桿磨床只能磨削一種蝸桿的缺陷，功能多，適用范圍廣。另外具有磨頭修整功能，可以實現(xiàn)高效對任意輪廓的磨頭進(jìn)行修整，大大提升了磨頭的剛性，有效提高加工精度，而且整體結(jié)構(gòu)簡潔，易于制造生產(chǎn)，利于廣泛推廣應(yīng)用。

《新型高效數(shù)控磨齒機》磨頭機構(gòu)中的磨頭與所述C軸工件夾持機構(gòu)中的頭架頂尖結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙，工作高度均在同一水平高度上，不論磨頭工作角度如何調(diào)整，磨頭工作面始終與磨頭傾斜角調(diào)整軸重合，取消了磨頭高度調(diào)整機構(gòu)，減少了調(diào)整環(huán)節(jié)，使得磨頭剛性更好，精度更高。

《新型高效數(shù)控磨齒機》的U軸修整機構(gòu)與V軸修整機構(gòu)聯(lián)動相互垂直設(shè)置，而且U軸修整機構(gòu)、V軸修整機構(gòu)與磨頭機構(gòu)在機械設(shè)計上是相對獨立，均安裝在同一前后工作臺上，坐標(biāo)系相對獨立，修整時磨頭時，只需旋轉(zhuǎn)，無須沿軸向或徑向移動，僅通過修整U、V軸修整機構(gòu)聯(lián)動，就可實現(xiàn)磨頭任意截面的精確修整，解決了多種蝸桿需不同截面磨頭磨削的問題?？朔似渌桨竷H有一個修整軸，另一軸通過磨頭移動來實現(xiàn)，這樣在修整時，磨頭軸既要轉(zhuǎn)動又要移動，容易引起共振，同時，在磨削加工時，磨頭軸的剛性不夠，容易引起磨頭軸向串動或抖動，影響加工精度。

《新型高效數(shù)控磨齒機》采用四軸聯(lián)動原理，克服了一般環(huán)面蝸桿磨床磨削小中心距工件需要大直徑前后工作臺的缺陷，使得機床體積更小，工件裝夾更合理，機床精度更高。由于U軸修整機構(gòu)與V軸修整機構(gòu)采用“分離式”設(shè)計，在磨削完成更換工件的間隔，也可以執(zhí)行磨頭修整動作；同時，磨頭修整后，其磨頭磨削軌跡控制更有利于數(shù)控系統(tǒng)補償，因為，修整機構(gòu)的設(shè)計更有利于控制模型的建立和控制方案的實施，在實際使用中已得到充分驗證。

《新型高效數(shù)控磨齒機》磨頭驅(qū)動電機的選型及安裝位置設(shè)計巧妙、獨特，既解決了普通環(huán)面蝸桿磨床由于電機和皮帶的位置與磨頭角度調(diào)整的干涉難題，又解決了錐包蝸桿磨削時電機與工件的干涉難題。實現(xiàn)了磨頭工作角度方便、任意調(diào)整，提高了機床工作效率。磨頭驅(qū)動電機優(yōu)選為伺服主軸電機，用其來驅(qū)動磨頭，可實現(xiàn)恒線速度磨削，解決了磨頭磨損直徑變小后由于線速度減小磨削質(zhì)量降低的問題。也可根據(jù)磨頭直徑或型式選擇不同速度磨削，顯著提高磨削效率。

《新型高效數(shù)控磨齒機》磨頭工作角度調(diào)整軸可以采用伺服軸數(shù)字控制，大大提高了蝸桿磨削時磨頭工作角度的調(diào)整精度，取消了機床手動調(diào)整環(huán)節(jié)，實現(xiàn)機床自動調(diào)整、自動加工，有效提高了機床的自動化水平和加工精度、效率。

《新型高效數(shù)控磨齒機》可以配合六軸四聯(lián)動全數(shù)字控制系統(tǒng)來使用，使得機床可實現(xiàn)全封閉防護(hù)設(shè)計，機床工作時防護(hù)門關(guān)閉，實現(xiàn)機床全過程自動加工，不需操作者手動操作機床，機床更安全、環(huán)保，保護(hù)了操作者的身體健康，保護(hù)了環(huán)境，降低了機床對操作者的水平要求，能為用戶創(chuàng)造更高的效益，具有顯著經(jīng)價值。