CN114871510A - 一种斜齿轮磨齿加工机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磨齿机技术领域，具体为一种斜齿轮磨齿加工机床，包括机床主体、偏转驱动组件、同心驱动组件和多爪夹持组件，机床主体表面固定安装有机头升降座，滚齿驱动机头的表面设有滚齿驱动机头，偏转驱动组件固定安装于滚齿驱动机头的输出端，同心驱动组件固定安装于偏转驱动组件的内侧，多爪夹持组件活动安装于同心驱动组件的表面。通过设置新型同心夹持结构，利用偏转驱动组件和同心驱动组件驱动多爪夹持组件进行工件配体夹持，仅需驱动杆的运动即可通过同心驱动组件实现多爪夹持组件的一键夹持，多个夹持爪对胚体表面同步夹持，并使胚体圆心与滚齿驱动机头的工作圆心对准，实现同心夹持，工作效率提高且圆心校对精准。

Description

一种斜齿轮磨齿加工机床

技术领域

本发明涉及磨齿机技术领域，具体为一种斜齿轮磨齿加工机床。

背景技术

普通的直齿轮沿齿宽同时进入啮合，因而产生冲击振动噪音，传动不平稳。斜齿圆柱齿轮传动则优于直齿，且可凑紧中心距用于高速重载。为了提高齿轮的传动精度和硬度，需要对齿轮进行磨削加工。利用磨齿机对圆柱齿轮或某些齿轮的轮齿齿面进行磨削加工的过程叫做磨齿，磨齿的作用主要用于消除热处理后轮齿的变形和提高齿轮精度，磨削后轮齿的精度可达6～3级(JB179-83)或更高，磨齿加工是必不可少的，齿轮传动是各机械部件的传动纽带，是机械设备实现正常高效工作的基础，齿轮磨齿不仅能显着提高劳动生产率，而且能有效地保证产品的质量和降低成本，可以提高技术工人的技术水平，提高零件产品的合格率，促进机械行业的发展。

现有技术中磨齿夹具中齿轮的安装定位都是通过固定轴套来定位安装，如遇到不同尺寸的齿轮无法实现精确定位，在胚体的夹持定位过程中需要人工进行同心校对即保证胚体圆心位于机头旋转轴心线上，否则生产的齿轮结构出现偏心无法进行使用，为保证加工精度需要采用各种精密仪器进行反复测心，操作繁琐效率低下，且长时间加工磨齿后由于旋转离心作用导致夹具松脱等情况出现定位不准确的问题，这给齿轮磨齿的精度造成巨大干扰，需要重新校对，另外现有的磨齿加工机床仅能通过人工进行更换或移动刀头满足不用大小规格的齿轮磨削加工，适用度较低，使用体验较差。

有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种斜齿轮磨齿加工机床，来解决目前存在的同心夹持效率低下误差大且机床结构固定造成的适用度较低的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种斜齿轮磨齿加工机床，包括：机床主体、偏转驱动组件、同心驱动组件和多爪夹持组件，所述机床主体表面固定安装有机头升降座，所述机头升降座的表面设有滚齿驱动机头，所述偏转驱动组件固定安装于滚齿驱动机头的输出端，所述同心驱动组件固定安装于偏转驱动组件的内侧，所述多爪夹持组件活动安装于同心驱动组件的表面，所述机床主体的表面设有多轴机械臂，所述多轴机械臂的末端设有驱动电机，且驱动电机的输出端可拆卸套接有滚齿刀头；

所述偏转驱动组件包括偏转动环、定环座和驱动杆，所述定环座固定安装于滚齿驱动机头的输出端，所述偏转动环和定环座的外周均设有若干定耳板，所述驱动杆的两端分别与偏转动环外周定耳板的表面和定环座外周定耳板的表面活动连接，所述同心驱动组件包括分别固定于偏转动环和定环座内侧的主动盘和定导盘，所述主动盘和定导盘之间设有若干运动盘片，所述主动盘和定导盘的表面分别开设有与运动盘片数量相同的导销槽和偏转滑槽，所述运动盘片的表面设有套接于导销槽内侧偏转滑槽，所述运动盘片的另一侧设有滑动安装于偏转滑槽内侧的偏转导条；所述多爪夹持组件包括爪盘座以及若干夹持爪，所述夹持爪的底端固定连接有与运动盘片表面固定连接的驱动连销，所述夹持爪滑动安装于爪盘座的表面。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述多轴机械臂为四轴伺服机械臂结构，所述驱动电机为伺服电机结构，所述多轴机械臂和驱动电机、滚齿驱动机头的输入端电性连接有控制器，所述控制器为PLC控制器或单片机。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述滚齿刀头的表面设有若干切削齿刃，所述切削齿刃之间设有退废间隙，所述切削齿刃刃口呈锐角三角形状。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述偏转驱动组件、同心驱动组件和多爪夹持组件的圆心位于滚齿驱动机头的轴心线上，所述定耳板的数量为若干并呈圆形阵列分布于偏转动环和定环座的外周，所述驱动杆为电动推杆结构。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述夹持爪的数量与运动盘片的数量相等且一一对应，所述夹持爪沿垂直爪盘座和滚齿驱动机头的径向布置，所述爪盘座的表面设有若干运动导轨，所述夹持爪的端部设有滑动安装于运动导轨表面的同心滑块，所述运动导轨的内侧开设有用于驱动连销滑动的通槽，若干运动导轨沿爪盘座的径向布置。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述运动盘片、导销槽和偏转滑槽的数量为六组，且各运动盘片呈圆形阵列分布于主动盘和定导盘的内侧，所述运动盘片的两侧分别与主动盘和定导盘的表面滑动抵接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述主动盘和定导盘为圆环片状结构，所述导销槽呈弧形结构，所述偏转滑槽呈直线槽状结构，且所述偏转滑槽沿定导盘的内环切向方向布置。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动杆的两端均设有套环，所述定耳板的表面固定安装有轴销，所述驱动杆的两转动套接于所述轴销的外侧。

本发明所取得的有益效果为：

1.本发明中，通过设置新型同心夹持结构，利用偏转驱动组件和同心驱动组件驱动多爪夹持组件进行工件配体夹持，仅需驱动杆的运动即可通过同心驱动组件实现多爪夹持组件的一键夹持，多个夹持爪对胚体表面同步夹持，并使胚体圆心与滚齿驱动机头的工作圆心对准，实现同心夹持，工作效率提高且圆心校对精准，无需人工反复校对操作。

2.本发明中，通过设置偏转式驱动结构，利用偏转动环和定环座之间的相对偏转驱动同心驱动组件和多爪夹持组件对胚体夹持，在工作过程中由滚齿驱动机头的旋转运动附加工件胚体、多爪夹持组件和偏转动环一定的旋转动能，在该旋转动能使工件胚体、多爪夹持组件和偏转动环产生惯性势能，使得工件胚体在高速转动中夹持力度与旋转速率呈正比关系，提高对工件胚体的夹持效果，夹持工作更加稳定。

3.本发明中，通过设置一体式自动化数控磨齿加工机床结构，利用多轴机械臂和滚齿驱动机头驱动滚齿刀头和胚体工件进行相对旋转运动，在滚齿刀头和胚体的相对运动下进行胚体表面齿槽的磨削加工，多轴机械臂的多轴运动结构可根据程序设定滚齿刀头的自由角度从而进行不同规格大小的斜齿轮加工，实用性高且自动化程度高。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的多轴机械臂和偏转驱动组件结构示意图；

图3为本发明一个实施例的滚齿刀头结构示意图；

图4为本发明一个实施例的偏转驱动组件和多爪夹持组件安装结构示意图；

图5为本发明一个实施例的同心驱动组件安装结构示意图；

图6为本发明一个实施例的多爪夹持组件安装结构示意图；

图7为本发明一个实施例的同心驱动组件分解结构示意图。

附图标记：

100、机床主体；110、机头升降座；120、滚齿驱动机头；130、多轴机械臂；140、滚齿刀头；

200、偏转驱动组件；210、偏转动环；220、定环座；230、定耳板；240、驱动杆；

300、同心驱动组件；310、主动盘；320、定导盘；330、运动盘片；311、导销槽；321、偏转滑槽；331、运动轴销；332、偏转导条；

400、多爪夹持组件；410、爪盘座；420、夹持爪；411、运动导轨；421、同心滑块；422、驱动连销。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种斜齿轮磨齿加工机床。

结合图1-图7所示，本发明提供的一种斜齿轮磨齿加工机床，包括：机床主体100、偏转驱动组件200、同心驱动组件300和多爪夹持组件400，机床主体100表面固定安装有机头升降座110，机头升降座110的表面设有滚齿驱动机头120，偏转驱动组件200固定安装于滚齿驱动机头120的输出端，同心驱动组件300固定安装于偏转驱动组件200的内侧，多爪夹持组件400活动安装于同心驱动组件300的表面，机床主体100的表面设有多轴机械臂130，多轴机械臂130的末端设有驱动电机，且驱动电机的输出端可拆卸套接有滚齿刀头140；偏转驱动组件200包括偏转动环210、定环座220和驱动杆240，定环座220固定安装于滚齿驱动机头120的输出端，偏转动环210和定环座220的外周均设有若干定耳板230，驱动杆240的两端分别与偏转动环210外周定耳板230的表面和定环座220外周定耳板230的表面活动连接，同心驱动组件300包括分别固定于偏转动环210和定环座220内侧的主动盘310和定导盘320，主动盘310和定导盘320之间设有若干运动盘片330，主动盘310和定导盘320的表面分别开设有与运动盘片330数量相同的导销槽311和偏转滑槽321，运动盘片330的表面设有套接于导销槽311内侧偏转滑槽321，运动盘片330的另一侧设有滑动安装于偏转滑槽321内侧的偏转导条332；多爪夹持组件400包括爪盘座410以及若干夹持爪420，夹持爪420的底端固定连接有与运动盘片330表面固定连接的驱动连销422，夹持爪420滑动安装于爪盘座410的表面。

在该实施例中，多轴机械臂130为四轴伺服机械臂结构，驱动电机为伺服电机结构，多轴机械臂130和驱动电机、滚齿驱动机头120的输入端电性连接有控制器，控制器为PLC控制器或单片机。

具体的，多轴机械臂130的多轴运动结构可根据程序设定滚齿刀头140的自由角度从而进行不同规格大小的斜齿轮加工，在滚齿刀头140和胚体的相对运动下进行胚体表面齿槽的磨削加工，实用性高且自动化程度高。

在该实施例中，滚齿刀头140的表面设有若干切削齿刃，切削齿刃之间设有退废间隙，切削齿刃刃口呈锐角三角形状。

具体的，利用锐角三角形状切削齿刃在旋转运动中其刃口锐角进行切削给进，并通过三角形状切削齿刃进行磨齿间隙切削处理，有效提高单次切屑量从而提高磨齿加工效率。

在该实施例中，偏转驱动组件200、同心驱动组件300和多爪夹持组件400的圆心位于滚齿驱动机头120的轴心线上，定耳板230的数量为若干并呈圆形阵列分布于偏转动环210和定环座220的外周，定耳板230为电动推杆结构。

具体的，利用偏转驱动组件200、同心驱动组件300和多爪夹持组件400与滚齿驱动机头120的同心布置便于工件在多爪夹持组件400夹持过程中与滚齿驱动机头120进行同心校对，多个定耳板230的驱动进行偏转动环210和定耳板230的相对偏转实现多爪夹持组件400的一键夹持，多个夹持爪420对胚体表面同步夹持，并使胚体圆心与滚齿驱动机头120的工作圆心对准，实现同心校对和夹持。

在该实施例中，夹持爪420的数量与运动盘片330的数量相等且一一对应，夹持爪420沿垂直爪盘座410和滚齿驱动机头120的径向布置，爪盘座410的表面设有若干运动导轨411，夹持爪420的端部设有滑动安装于运动导轨411表面的同心滑块421，运动导轨411的内侧开设有用于驱动连销422滑动的通槽，若干运动导轨411沿爪盘座410的径向布置。

具体的，利用运动导轨411和同心滑块421的相对滑动对夹持爪420的运动进行导向，使夹持爪420在爪盘座410表面相对爪盘座410的径向滑动进行夹持工件运动，由多个夹持爪420的同步运动调整工件位置并对工件外周同步夹持，进行圆心校对。

在该实施例中，运动盘片330、导销槽311和偏转滑槽321的数量为六组，且各运动盘片330呈圆形阵列分布于主动盘310和定导盘320的内侧，运动盘片330的两侧分别与主动盘310和定导盘320的表面滑动抵接。

进一步的，主动盘310和定导盘320为圆环片状结构，导销槽311呈弧形结构，偏转滑槽321呈直线槽状结构，且偏转滑槽321沿定导盘320的内环切向方向布置。

具体的，在主动盘310和定导盘320的偏转作用下，主动盘310通过表面导销槽311带动运动轴销331进行运动，运动盘片330受运动轴销331的牵引运动其表面偏转导条332在偏转滑槽321内侧滑动，从而在运动轴销331和偏转导条332的作用下，使运动盘片330以运动中的运动轴销331为圆心偏转运动，运动盘片330一端偏转距离圆心距逐渐减小，实现夹持驱动。

在该实施例中，驱动杆240的两端均设有套环，定耳板230的表面固定安装有轴销，驱动杆240的两转动套接于轴销的外侧。

具体的，驱动杆240的驱动作用下，偏转动环210在定环座220表面沿驱动杆240的伸长方向进行偏转，由套环和轴销的转动使驱动杆240跟随偏转动环210和定环座220的偏转运动，将驱动杆240的伸缩作用转换为偏转动环210和定环座220的相对偏转。

本发明的工作原理及使用流程：

在使用该磨齿机时，首先根据齿轮规格选用合适大小柱状胚体结构以及合适规格的滚齿刀头140，将滚齿刀头140固定于多轴机械臂130的执行末端，由控制端输入磨齿加工规格并根据程序控制多轴机械臂130的多轴驱动调节滚齿刀头140位置和倾角，并在加工过程中由控制端进行多轴机械臂130的进量控制，将柱状胚体对向滚齿驱动机头120端头***，通过控制器控制驱动杆240进行工作；

在驱动杆240的驱动作用下，偏转动环210在定环座220表面沿驱动杆240的伸长方向进行偏转，使主动盘310和定导盘320发生相对偏转，在主动盘310和定导盘320的偏转作用下，主动盘310通过表面导销槽311带动运动轴销331进行运动，运动盘片330受运动轴销331的牵引运动其表面偏转导条332在偏转滑槽321内侧滑动，从而在运动轴销331和偏转导条332的作用下，使运动盘片330以运动中的运动轴销331为圆心偏转运动，运动盘片330一端偏转距离圆心距逐渐减小，带动驱动连销422同步运动，在驱动连销422的驱动下爪盘座410在主动盘310的内侧偏转，且驱动连销422在运动导轨411的导向下驱动同心滑块421和夹持爪420偏向圆心运动，由夹持爪420对胚体外侧同步夹持，使胚体圆心与偏转驱动组件200、同心驱动组件300和滚齿驱动机头120的圆心位于同一轴线上，完成夹持和同心校对，由多轴机械臂130和滚齿驱动机头120驱动滚齿刀头140和胚体工件进行相对旋转运动，在滚齿刀头140和胚体的相对运动下进行胚体表面齿槽的磨削加工，在滚齿驱动机头120的旋转运动中使加工件胚体、多爪夹持组件400和偏转动环210产生一定的旋转动能，在该旋转动能使工件胚体、多爪夹持组件400和偏转动环210产生惯性势能，使得工件胚体在高速转动中受到的夹持力度与旋转速率呈正比关系，提高对工件胚体的夹持效果，避免因运动离心造成夹持效果减低和圆心偏离。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种斜齿轮磨齿加工机床，其特征在于，包括：机床主体（100）、偏转驱动组件（200）、同心驱动组件（300）和多爪夹持组件（400），所述机床主体（100）表面固定安装有机头升降座（110），所述机头升降座（110）的表面设有滚齿驱动机头（120），所述偏转驱动组件（200）固定安装于滚齿驱动机头（120）的输出端，所述同心驱动组件（300）固定安装于偏转驱动组件（200）的内侧，所述多爪夹持组件（400）活动安装于同心驱动组件（300）的表面，所述机床主体（100）的表面设有多轴机械臂（130），所述多轴机械臂（130）的末端设有驱动电机，且驱动电机的输出端可拆卸套接有滚齿刀头（140）；

所述偏转驱动组件（200）包括偏转动环（210）、定环座（220）和驱动杆（240），所述定环座（220）固定安装于滚齿驱动机头（120）的输出端，所述偏转动环（210）和定环座（220）的外周均设有若干定耳板（230），所述驱动杆（240）的两端分别与偏转动环（210）外周定耳板（230）的表面和定环座（220）外周定耳板（230）的表面活动连接，所述同心驱动组件（300）包括分别固定于偏转动环（210）和定环座（220）内侧的主动盘（310）和定导盘（320），所述主动盘（310）和定导盘（320）之间设有若干运动盘片（330），所述主动盘（310）和定导盘（320）的表面分别开设有与运动盘片（330）数量相同的导销槽（311）和偏转滑槽（321），所述运动盘片（330）的表面设有套接于导销槽（311）内侧偏转滑槽（321），所述运动盘片（330）的另一侧设有滑动安装于偏转滑槽（321）内侧的偏转导条（332）；

所述多爪夹持组件（400）包括爪盘座（410）以及若干夹持爪（420），所述夹持爪（420）的底端固定连接有与运动盘片（330）表面固定连接的驱动连销（422），所述夹持爪（420）滑动安装于爪盘座（410）的表面。

2.根据权利要求1所述的一种斜齿轮磨齿加工机床，其特征在于，所述多轴机械臂（130）为四轴伺服机械臂结构，所述驱动电机为伺服电机结构，所述多轴机械臂（130）和驱动电机、滚齿驱动机头（120）的输入端电性连接有控制器，所述控制器为PLC控制器或单片机。

3.根据权利要求1所述的一种斜齿轮磨齿加工机床，其特征在于，所述滚齿刀头（140）的表面设有若干切削齿刃，所述切削齿刃之间设有退废间隙，所述切削齿刃刃口呈锐角三角形状。

4.根据权利要求1所述的一种斜齿轮磨齿加工机床，其特征在于，所述偏转驱动组件（200）、同心驱动组件（300）和多爪夹持组件（400）的圆心位于滚齿驱动机头（120）的轴心线上，所述定耳板（230）的数量为若干并呈圆形阵列分布于偏转动环（210）和定环座（220）的外周，所述驱动杆（240）为电动推杆结构。

5.根据权利要求1所述的一种斜齿轮磨齿加工机床，其特征在于，所述夹持爪（420）的数量与运动盘片（330）的数量相等且一一对应，所述夹持爪（420）沿垂直爪盘座（410）和滚齿驱动机头（120）的径向布置，所述爪盘座（410）的表面设有若干运动导轨（411），所述夹持爪（420）的端部设有滑动安装于运动导轨（411）表面的同心滑块（421），所述运动导轨（411）的内侧开设有用于驱动连销（422）滑动的通槽，若干运动导轨（411）沿爪盘座（410）的径向布置。

6.根据权利要求1所述的一种斜齿轮磨齿加工机床，其特征在于，所述运动盘片（330）、导销槽（311）和偏转滑槽（321）的数量为六组，且各运动盘片（330）呈圆形阵列分布于主动盘（310）和定导盘（320）的内侧，所述运动盘片（330）的两侧分别与主动盘（310）和定导盘（320）的表面滑动抵接。

7.根据权利要求1所述的一种斜齿轮磨齿加工机床，其特征在于，所述主动盘（310）和定导盘（320）为圆环片状结构，所述导销槽（311）呈弧形结构，所述偏转滑槽（321）呈直线槽状结构，且所述偏转滑槽（321）沿定导盘（320）的内环切向方向布置。

8.根据权利要求1所述的一种斜齿轮磨齿加工机床，其特征在于，所述驱动杆（240）的两端均设有套环，所述定耳板（230）的表面固定安装有轴销，所述驱动杆（240）的两转动套接于所述轴销的外侧。

Images