CN2850786Y - 数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机的双向柔性磨头机构 - Google Patents
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Abstract
一种数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机的双向柔性磨头机构，在包括有机身和立柱的数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机上，还设置有双向柔性磨头机构，立柱上设置有水平移动机构和垂直移动机构，垂直移动机构是通过水平移动机构而设置在立柱上，磨头机构支架滑动的安装在垂直移动机构上，双向柔性磨头机构包括有固定在弧形支架内侧的电主轴和通过砂轮芯轴与电主轴连接的砂轮。本实用新型由安装在立柱上两个数控轴的直线运动及安装在工作台上的旋转数控轴的三轴连动来完成对弧齿锥齿轮齿顶的倒棱，并且，通过设置在电主轴上部的两组轴向移动的弹簧，自动的调整砂轮的上下移动，通过设置在电主轴下部的径向移动的弹簧自动的调整砂轮的左右移动，保证了磨削的精度。提高了磨削效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种齿轮加工机床。特别是涉及一种加工准确，精度高，效率高的数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机的双向柔性磨头机构。
背景技术
弧齿锥齿轮是汽车的主传动用的齿轮，其是通过行星机构带动车轮转动。制作弧齿锥齿轮，首先是做出毛坯，进行粗加工、精加工后，再进行热处理，热处理后齿轮的棱部位产生变形，如图1所示，齿轮的棱角50、49产生变形。而且在加工弧齿锥齿轮时也存在有加工误差，如果不对其进行处理直接用于汽车组装，在汽车运行时必然因其棱部位的变形，而导致噪音增大。
为了确保齿轮的棱部位不出现误差，在所有的加工工序完成后，还要对棱部位进行倒棱的磨削加工。如图1所示，弧齿锥齿轮的一个齿的两个侧面是不相同的，其中一侧面是凹进面47，另一侧面是凸出面48。通常是采用由人工手持角磨机对倒棱部位进行磨削。但是，即使是人工磨削，也很难保证磨削的一致性和均匀性，在使用手工倒棱加工时对于凹进面47容易出现中间磨的少，两端磨的多，而对于凸出面48是中间磨的多，两端磨的少的情况。很难用机械加工实现对其的磨削，而且，人工磨削生产效率也低。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种加工准确，精度高，效率高的数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机的双向柔性磨头机构。
本实用新型所采用的技术方案是：一种数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机的双向柔性磨头机构，在包括有机身和设置在机身上的立柱的数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机上，还设置有用于对弧齿锥齿轮进行倒棱磨削的双向柔性磨头机构，其中，立柱上设置有水平移动机构和垂直移动机构，垂直移动机构是通过水平移动机构而设置在立柱上，用于固定双向柔性磨头机构的磨头机构支架滑动的安装在垂直移动机构上，磨头机构支架包括有用于滑动连接在垂直移动机构上的平面支架和位于平面支架前侧并与其一体形成的弧形支架，其中弧形支架的内周面呈凸形结构，双向柔性磨头机构固定设置在弧形支架的内侧，包括有固定在弧形支架内侧的电主轴和通过砂轮芯轴与电主轴连接的砂轮。
在电主轴和弧形支架之间的上端依次设置有上轴承套，法兰，涨紧环及顶部法兰，在法兰和上轴承套的顶端之间还设置有弹簧；在电主轴和弧形支架之间的下端依次紧密的设置有下轴承套，底部法兰，在底部法兰的径向还嵌入有弹簧。
所述的法兰的外侧为球型结构与上轴承套的内周面为线结合。
在法兰的侧边还设置有用于限制电主轴上、下移动的夹紧油缸，其夹紧油缸固定设置在构成磨头支架的平面支架上，并通过与其连为一体的卡件卡在法兰上。
本实用新型的数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机的双向柔性磨头机构，由安装在立柱上两个数控轴的直线运动及安装在工作台上的旋转数控轴的三轴连动来完成对弧齿锥齿轮齿顶的倒棱，并且，通过设置在电主轴上部的两对轴向移动的弹簧，自动的调整砂轮的上下移动，还通过设置在电主轴下部的径向移动的弹簧46自动的调整砂轮的左右移动，保证了磨削的精度。解决了弧齿锥齿轮齿顶倒棱只能应用手工的技术难题。本机床设计结构合理、工作可靠，倒棱精度高，效果好，效率高。
附图说明
图1是弧齿锥齿轮的结构示意图；
图2是本实用新型的数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机的整体结构示意图；
图3是本实用新型数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机双向柔性磨头在电主轴下部的径向截面的结构示意图；
图4是图3的A-A剖面示意图；
图5是图3的B-B剖面示意图。
其中：
1：电控柜 2：直线导轨
3：滚珠丝杠 4：伺服电机
5：双向柔性磨头机构 6：立滑板
7：伺服电机 8：立柱
9：翻转工作台 10：机身
11：翻转工作台底座 12：主轴
13：直线导轨 14：滚珠丝杠
15：磨头机构支架 16：弹簧
17：平面支架 18：弧形支架
19：砂轮 20：电主轴
21：砂轮芯轴 31：齿轮
32：上轴承套 33：法兰
34：涨紧环 35：顶部法兰
36a、36b：弹簧 37：夹紧油缸
44：下轴承套 45：底部法兰
46：弹簧 47：凹进面
48：凸出面 49：齿轮的棱角
50：齿轮的棱角 51：线接触点
52：卡件
具体实施方式
下面，结合附图和具体实施例详细说明本实用新型的数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机的双向柔性磨头机构。
如图2所示，本实用新型的数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机，包括有：机身10和电控柜1，设置在机身10上的立柱8，设置在机身10上的且位于立柱8前侧的翻转工作台底座11和安装在翻转工作台底座11上的翻转工作台9，立柱8上设置有水平移动机构和垂直移动机构，其垂直移动机构是通过水平移动机构而设置在立柱8上，垂直移动机构上设置有用于对弧齿锥齿轮进行倒棱磨削的双向柔性磨头机构5，在翻转工作台9上与双向柔性磨头机构5相对应的位置处设置有用于安装被加工齿轮的主轴12。
其中，水平移动机构包括有：伺服电机7，与伺服电机7相连接的滚珠丝杠3，固定在立柱8上且位于滚珠丝杠3上、下两侧的直线导轨2。
垂直移动机构包括有：滑动的安装在水平移动机构的直线导轨2上，且与水平移动机构的滚珠丝杠3相连接的立滑板6，设置在立滑板6上部的伺服电机4，与伺服电机8相连接的滚珠丝杠14，设置在立滑板6两侧的直线导轨13，用于固定双向柔性磨头机构5的磨头机构支架15滑动的安装在直线导轨13上，且与滚珠丝杠14相连接，在直线导轨13上且位于双向柔性磨头机构支架15的上侧还设置有弹簧16。
水平移动机构通过伺服电机7和滚珠丝杠3的运动，使立滑板6在直线导轨2上作水平直线运动，行程可达到450mm。垂直移动机构通过伺服电机4和滚珠丝杠14作垂直直线运动，行程可达到140mm。
磨头机构支架15包括有用于连接在立滑板6上的平面支架17和位于平面支架17前侧并与其一体形成的用于固定双向柔性磨头机构5的弧形支架18，其中弧形支架18的内周面呈凸形结构。
翻转工作台9包括有可进行转动同时进行分齿的蜗轮付和伺服电机(图中未示)，安装于翻转工作台9上的主轴12是通过蜗轮付与设置在翻转工作台底座11上的伺服电机(图中未示)相连接，并利用油缸对被加工件进行夹紧，从而能够使被加工的弧齿锥齿轮翻转0-30度，可将其面锥调整到处于水平位置。
如图3、图4、图5所示，双向柔性磨头机构包括有：固定在构成磨头支架的弧形支架18内侧的电主轴20和通过砂轮芯轴21与其连接的砂轮21；其中，在电主轴20和弧形支架18之间的上端依次设置有上轴承套32，法兰33，涨紧环34及顶部法兰35，在法兰33和上轴承套32的顶端之间还对称设置有一对弹簧36a和一对弹簧36b(图中未示)，为了使电主轴20能够进行径向的摆动，其法兰33的外侧为球形结构与上轴承套32的内周面为线结合，并形成线结合点51。法兰33的侧边还设置有可限制法兰33上下移动的夹紧油缸37，使电主轴20在刚性状态下对齿轮31进行修整。其夹紧油缸37固定设置在构成磨头支架的平面支架17上，并通过与其边为一体的卡件52卡在法兰33上，在需要对齿轮31进行修整时，通过夹紧油缸37的作用，使与其相连的卡件52卡住法兰33不能上下移动。顶部法兰35通过螺栓固定在法兰33上；在电主轴20和弧形支架18之间的下端依次紧密的设置有下轴承套44，底部法兰45，底部法兰45通过螺栓固定在弧形支架18上，在底部法兰45的径向还嵌入有一对可对电主轴20的径向摆动进行调整的弹簧46。
双向柔性磨头机构，采用双向同时对齿轮一个齿槽的两条齿顶曲线倒棱磨削方式。磨头在三个数控轴(即三个伺服电机)的控制下，由电主轴20带动砂轮19对齿顶进行双向倒棱磨削，这就需要两个方向上的调整。即，轴向调整，当磨削力增大时，由弹簧36a的调整砂轮19可向上进行轴向位移以减小磨削量；当磨削力减小时，由弹簧36b的调整砂轮19可向下进行轴向位移以增大磨削量。这样使磨削力与弹簧力始终保持平衡，确保轴向的一致性；再有是对径向摆动的调整，目的是调整左右两边的磨削力，在双向磨削中当左边的磨削力大时砂轮向右摆动，当左边的磨削力小时砂轮向右摆动，从而使左右两边齿顶上的磨削力大小一致，力的大小由弹簧46调整。
在双向柔性磨头机构5中所使用的电主轴20是采用洛阳轴承研究所生产的电主轴。
Claims (4)
1.一种数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机的双向柔性磨头机构，在包括有机身(10)和设置在机身(10)上的立柱(8)的数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机上，其特征在于，还设置有用于对弧齿锥齿轮进行倒棱磨削的双向柔性磨头机构(5)，其中，立柱(8)上设置有水平移动机构和垂直移动机构，垂直移动机构是通过水平移动机构而设置在立柱(8)上，用于固定双向柔性磨头机构(5)的磨头机构支架(15)滑动的安装在垂直移动机构上，磨头机构支架(15)包括有用于滑动连接在垂直移动机构上的平面支架(17)和位于平面支架(17)前侧并与其一体形成的弧形支架(18)，其中弧形支架(18)的内周面呈凸形结构，双向柔性磨头机构(5)固定设置在弧形支架(18)的内侧，包括有固定在弧形支架(18)内侧的电主轴(20)和通过砂轮芯轴(21)与电主轴(20)连接的砂轮(19)。
2.根据权利要求1所述的数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机的双向柔性磨头机构，其特征在于，在电主轴(20)和弧形支架(18)之间的上端依次设置有上轴承套(32)，法兰(33)，涨紧环(34)及顶部法兰(35)，在法兰(33)和上轴承套(32)的顶端之间还设置有弹簧(36a、36b)；在电主轴(20)和弧形支架(18)之间的下端依次紧密的设置有下轴承套(44)，底部法兰(45)，在底部法兰(45)的径向还嵌入有弹簧(46)。
3.根据权利要求1所述的数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机的双向柔性磨头机构，其特征在于，所述的法兰(33)的外侧为球型结构与上轴承套(32)的内周面为线结合。
4.根据权利要求1所述的数控弧齿锥齿轮齿顶倒棱机的双向柔性磨头机构，其特征在于，在法兰(33)的侧边还设置有用于限制电主轴(20)上、下移动的夹紧油缸(37)，其夹紧油缸(37)固定设置在构成磨头支架的平面支架(17)上，并通过与其连为一体的卡件(52)卡在法兰(33)上。
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