CN203124868U - 一种面齿轮数控磨齿加工机床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种面齿轮数控磨齿加工机床，其特征是：机床床身（1）上安装有C轴圆弧导轨（2），C轴旋转工作台（3）安装在C轴圆弧导轨（2）上，C轴旋转工作台（3）上安装有面齿轮（28）；机床床身（1）上安装有X轴直线导轨（7），X轴滑台（8）沿X轴直线导轨（7）往复运动，X轴滑台（8）上安装有Y轴直线导轨（9），Y轴滑台（10）沿Y轴直线导轨（9）往复运动，Y轴滑台（10）上安装有B轴圆弧导轨（13），B轴圆弧导轨（13）上安装有B轴旋转工作台（14），Z轴滑台（19）嵌入于B轴旋转工作台（14）中；机床床身（1）上还安装有蜗杆砂轮修整装置。该机床可实现面齿轮磨齿加工与蜗杆修整加工一体化。

Description

一种面齿轮数控磨齿加工机床

技术领域

本实用新型涉及齿轮机床技术领域，特别涉及一种面齿轮数控磨齿加工机床。 

背景技术

面齿轮传动是指圆柱齿轮与锥齿轮相啮合实现空间相交或交错轴之间的传动。与锥齿轮相比较，面齿轮传动具有重合度大、承载能力强、稳定性强、振动小、占空间小等优点。随着航空航天事业的发展，面齿轮传动在飞行器的动力装置中得到了广泛应用，占有很重要的地位。 

面齿轮加工方法是面齿轮研究的主要任务之一，近年来国内外学者对其做了很多研究，但目前在国内对面齿轮的加工方法大多为插齿加工，加工出的面齿轮精度较低，承载能力较差，使得面齿轮的应用只能停留在低速、轻载的场合，并不能满足航空器械的传动要求，为了满足市场需求，则需实现面齿轮的高精度制造。要使面齿轮的传动性能进一步提高，一般需对面齿轮进行热处理，而热处理将对面齿轮齿面产生热胀变形，影响面齿轮的精度和传动性能，由于热处理后齿面硬度很高，采用一般的加工方法不易加工，必须研究磨齿加工方法才能解决。 

发明内容

本实用新型针对目前国内尚缺乏一种专用设备来解决面齿轮磨削加工问题，为面齿轮磨削加工专用设备的发展提供了一套机床结构，它结构简单，刚性好。 

本实用新型的面齿轮数控磨齿加工机床的具体技术方案是，机床床身（1）上安装有C轴圆弧导轨（2），C轴旋转工作台（3）安装在C轴圆弧导轨（2）上，C轴旋转工作台（3）上安装有面齿轮（28）；机床床身（1）上安装有X轴直线导轨（7），X轴伺服电动机（5）通过X轴丝杆（6）带动X轴滑台（8）沿X轴直线导轨（7）实现在X轴方向的往复运动，X轴滑台（8）上安装有Y轴直线导轨（9），Y轴伺服电动机（11）驱动Y轴滑台（10）沿Y轴方向做往复运动，Y轴滑台（10）上安装有B轴圆弧导轨（13），B轴圆弧导轨（13）上安装有B轴旋转工作台（14），Z轴滑台（19）嵌入于B轴旋转工作台（14）中，主轴电机（15）通过主轴（20）驱动蜗杆砂轮（21）旋转；机床床身（1）上安装有支撑A轴旋转台（24）的支架和驱动其旋转的A轴伺服电动机（26），电主轴（27）嵌入于A轴旋转台（24）内，驱动砂轮片（22）旋转。 

所述Z轴滑台（19）嵌入于B轴旋转工作台（14）中，是由Z轴伺服电动机（17）通过垂直丝杆（18）驱动实现直线往复运动的。 

所述蜗杆砂轮（21）与主轴（20）固联，主轴（20）嵌入于Z轴滑台（19）内，是由主轴电机（15）驱动旋转的。 

所述A轴旋转台（24）安装在床身1的支架上，是由A轴伺服电动机（26）通过减速器（25）驱动实现旋转运动的。 

所述砂轮片（22）是由电主轴（27）驱动旋转的。 

本实用新型设计的面齿轮数控磨齿加工机床，将面齿轮毛坯安装台设计为水平放置，有效降低了机床***的重心，增强了机床的抗振性，同时在满足加工要求的前提下，将所设计机床的运动轴数减少为八个，大大降低了数控的难度，提高了机床的加工精度，且降低了机床生产成本。可以实现高精度面齿轮数控磨齿加工。 

附图说明

图1为面齿轮数控磨齿机床三维主视图。 

图2为面齿轮数控磨齿机床背面三维视图。 

图3为X轴传动***示意图。 

图4为面齿轮数控磨齿机床左侧三维视图。 

图5为蜗杆砂轮示意图 

图6为蜗杆砂轮修整加工方案2示意图。 

图7为蜗杆砂轮修整加工方案1示意图。 

图8为机床加工时的坐标***。 

具体实施方式

参见图1，本实用新型的面齿轮数控磨齿加工机床，包括导轨、丝杆、滑台、旋转工作台和主轴，机床床身（1）上安装有C轴圆弧导轨（2），C轴旋转工作台（3）安装在C轴圆弧导轨（2）上，C轴旋转工作台（3）上安装有面齿轮（28）。机床床身（1）上安装有X轴直线导轨（7），X轴伺服电动机（5）通过X轴丝杆（6）带动X轴滑台（8）沿X轴直线导轨（7）实现在X轴方向的往复运动。X轴滑台（8）上安装有Y轴直线导轨（9），Y轴伺服电动机（11）驱动Y轴滑台（10）沿Y轴方向做往复运动。Y轴滑台（10）上安装有B轴圆弧导轨（13），B轴圆弧导轨（13）上安装有B轴旋转工作台（14）。Z轴滑台（19）嵌入于B轴旋转工作台（14）中。主轴电机（15）通过主轴（20）驱动蜗杆砂轮（21）旋转。机床床身（1）上安装有支撑A轴旋转台（24）的支架和驱动其旋转的A轴伺服电动机（26），电主轴（27）嵌入于A轴旋转台（24）内，驱动砂轮片（22）旋转。 

蜗杆磨削加工面齿轮的具体实施方式 

1.在C轴旋转工作台（3）上安装面齿轮（28），在主轴电机（15）上安装蜗杆砂轮（21）。启动数控程序后，数控***首先控制B轴旋转工作台（14）回转λ_w角度，控制X轴滑台（8）、Y轴滑台（10）自动移动至对刀坐标位置，然后手动控制Z轴滑台（19）向下移动至啮合位置实现对刀，对刀完成后，将对刀数据输入程序界面，生成磨齿加工程序。 

2.启动磨齿加工程序，数控***将控制X轴滑台（8）、Y轴滑台（10）、Z轴滑台（19）、C轴旋转工作台（3）和主轴电机（15）联动，实现磨齿加工，在加工过程中，蜗杆砂轮（21）处于面齿轮（28）的上方，蜗杆砂轮（21）首先从靠近面齿轮（28）外端处开始加工，然后逐渐由数控***控制Y轴滑台（10）向面齿轮内端方向进给，直至加工完面齿轮整个齿廓。 

3.当面齿轮加工余量按几次加工工序分配时，重复步骤1、2的操作，直到加工完整个齿轮。 

4.当加工完成后，数控***首先控制Z轴滑台（19）向上移动至安全位置，主轴停转，然后控制X轴滑台（8）、Y轴滑台（10）、C轴旋转工作台（3）和主轴电机（15）回到机床初始位置。 

修整蜗杆具体实施方式 

实施方案1 

1.在主轴电机（15）上安装蜗杆砂轮（21），在电主轴（27）上安装砂轮片（22），此时为图6所示的成形砂轮片，加工时砂轮片（22）处于蜗杆砂轮（21）的下方。启动数控程序后，数控***首先控制B轴旋转工作台（14）回转λ_w角度，控制X轴滑台（8）、Y轴滑台（10）自动移动至对刀坐标位置，然后手动控制Z轴滑台（19）向下移动至啮合位置实现对刀，对刀完成后，将对刀数据输入程序界面，生成蜗杆修整加工程序。 

2.启动蜗杆修整加工程序，数控***将控制X轴滑台（8）、Y轴滑台（10）、Z轴滑台（19）、A轴旋转台（24）和主轴电机（15）联动，实现修整加工，在加工过程中，蜗杆砂轮（21）处于砂轮片（22）的上方绕自身轴线按照一定转速旋转，砂轮片（22）按照一定的转速跟随A轴旋转台（24）旋转，从蜗杆砂轮（21）的一侧向另一侧加工，直至加工完整个蜗杆螺旋面。 

3. 当加工完蜗杆砂轮（21）的整个螺旋面后，数控***首先控制Z轴滑台（19）向上移动至安全位置，主轴停转，然后控制X轴滑台（8）、Y轴滑台（10）、A轴旋转台（24）和主轴电机（15）回到机床初始位置。 

实施方案2 

将实施方案1中的蜗杆修整砂轮片（22）换成图5所示的锥面砂轮，其他具体实施方式与方案1相同，只是生成的数控程序不同。

Claims (5)

1.一种面齿轮数控磨齿加工机床，包括导轨、丝杆、滑台、旋转工作台和主轴，其特征在于：机床床身（1）上安装有C轴圆弧导轨（2），C轴旋转工作台（3）安装在C轴圆弧导轨（2）上，C轴旋转工作台（3）上安装有面齿轮（28）,机床床身（1）上安装有X轴直线导轨（7），X轴伺服电动机（5）通过X轴丝杆（6）带动X轴滑台（8）沿X轴直线导轨（7）实现在X轴方向的往复运动，X轴滑台（8）上安装有Y轴直线导轨（9），Y轴伺服电动机（11）驱动Y轴滑台（10）沿Y轴方向做往复运动，Y轴滑台（10）上安装有B轴圆弧导轨（13），B轴圆弧导轨（13）上安装有B轴旋转工作台（14），Z轴滑台（19）嵌入于B轴旋转工作台（14）中，主轴电机（15）通过主轴（20）驱动蜗杆砂轮（21）旋转,机床床身（1）上安装有支撑A轴旋转台（24）的支架和驱动其旋转的A轴伺服电动机（26），电主轴（27）嵌入于A轴旋转台（24）内，驱动砂轮片（22）旋转。

2.根据权利要求1所述的面齿轮数控磨齿加工机床，其特征是：Z轴滑台（19）嵌入于B轴旋转工作台（14）中，是由Z轴伺服电动机（17）通过垂直丝杆（18）驱动实现直线往复运动的。

3.根据权利要求1所述的面齿轮数控磨齿加工机床，其特征是：蜗杆砂轮（21）与主轴（20）固联，主轴（20）嵌入于Z轴滑台（19）内，是由主轴电机（15）驱动旋转的。

4.根据权利要求1所述的面齿轮数控磨齿加工机床，其特征是：A轴旋转台（24）安装在床身1的支架上，是由A轴伺服电动机（26）通过减速器（25）驱动实现旋转运动的。

5.根据权利要求1所述的面齿轮数控磨齿加工机床，其特征是：砂轮片（22）是由电主轴（27）驱动旋转的。

Images