專利名稱：磨齒機(jī)用高精度端齒自動(dòng)分度裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于齒輪及齒輪刀具精密制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及利用端齒盤具有較高組合分
度精度的特點(diǎn)并根據(jù)磨齒機(jī)加工主軸軸系的結(jié)構(gòu)，研制出高精度端齒自動(dòng)分度裝置，用以 提高被磨齒輪或齒輪刀具齒距精度的一項(xiàng)技術(shù)。
背景技術(shù)：
在齒輪的磨削加工方法中，大平面砂輪磨齒法可獲得較高的磨齒精度，為國內(nèi)外 標(biāo)準(zhǔn)齒輪普遍采用的加工方法。大平面砂輪磨齒機(jī)的分度系統(tǒng)大部分采用定位爪-分度 盤式分度系統(tǒng)，分度精度主要取決于分度盤齒槽的加工精度。分度盤齒槽的制造累計(jì)偏 差通常為10〃 30〃 ，相鄰齒槽偏差為3〃 5〃 ，這樣的分度盤只適用于磨削5 3級 (IS01328-1 :1995，下同)齒距精度的齒輪。 端齒盤是一種精密的機(jī)械分度裝置，因其具有分度準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)緊湊、能自動(dòng)定心、 無角位移空程、定位重復(fù)精度高等優(yōu)點(diǎn)，在角度精密測量領(lǐng)域中占有重要地位。當(dāng)端齒盤工 作時(shí)，其全部或大部分齒同時(shí)參與嚙合定位，由于端齒嚙合的"誤差均勻化效應(yīng)"和"彈性過 約束原理"，使其組合分度精度大大高于齒盤本身的加工精度。端齒分度裝置較以往分度盤 式分度裝置其分度精度可提高一個(gè)數(shù)量級。目前端齒盤的分度精度可達(dá)±0.2〃 ，甚至更 高，完全滿足1級齒距精度超精密齒輪的加工需求。 當(dāng)前端齒盤主要應(yīng)用于角度精密測量領(lǐng)域。差動(dòng)式端齒盤和彈性端齒盤的研制成 功，大大提高了端齒盤的分度精度與分辨率。然而，將端齒盤應(yīng)用到齒輪加工領(lǐng)域，還處在 嘗試與探索階段?，F(xiàn)有的端齒分度裝置或其它高精度分度裝置，由于結(jié)構(gòu)和性能的差異，均 不適合在磨齒機(jī)上組裝使用。因此，利用端齒盤具有較高組合分度精度的特點(diǎn)，結(jié)合磨齒機(jī) 加工主軸軸系的結(jié)構(gòu)，研制一種適合組裝到磨齒機(jī)上的端齒自動(dòng)分度系統(tǒng)是非常有必要、 有意義的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種磨齒機(jī)用高精度端齒自動(dòng)分度裝置。本發(fā)明 的技術(shù)文案如下 該裝置的核心元件是一對經(jīng)過精密配研的端齒盤，分為固定端齒盤和活動(dòng)
端齒盤，其具體結(jié)構(gòu)根據(jù)磨齒機(jī)加工主軸軸系的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。固定端齒盤固定 到磨齒機(jī)加工主軸的外軸套上，活動(dòng)端齒盤固定到主軸上。機(jī)床原分度系統(tǒng)中的徑向凸輪 改裝成端面凸輪來驅(qū)動(dòng)端齒盤的離合，機(jī)床原分度系統(tǒng)中的馬氏機(jī)構(gòu)及分度掛輪來驅(qū)動(dòng)活 動(dòng)端齒盤粗分度；或使用步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)活動(dòng)端齒盤的離合與粗分度，端齒盤的嚙合定 位靠彈簧力來實(shí)現(xiàn)。 在端齒盤的工作過程中，它的嚙合中心分散在一個(gè)直徑約為lmm的圓周內(nèi)。為了 最大限度的減小端齒盤分度精度的損失，通過對端齒盤安裝基準(zhǔn)面進(jìn)行精密測量與研修， 調(diào)整端齒盤的回轉(zhuǎn)中心與其嚙合中心重合。
本發(fā)明的端齒盤使用硬度較高、耐磨性較好的高速工具鋼材料加工，盤齒為剛性 齒，齒數(shù)可選擇為具有較多公約數(shù)的360、720或1440齒，其齒數(shù)的公約數(shù)即為可加工齒輪 或齒輪刀具的齒數(shù)。 本發(fā)明利用步進(jìn)電機(jī)或機(jī)床原有的馬氏機(jī)構(gòu)級分度掛輪自動(dòng)進(jìn)行分度，自動(dòng)化程 度高。該分度裝置現(xiàn)有的磨齒分度裝置相比具有最高的分度精度和重復(fù)精度，端齒盤經(jīng)過 排列互研后，在自由狀態(tài)下分度精度可達(dá)士0.2"，組合到機(jī)床上后分度精度可達(dá)±1〃 ±3〃 ，重復(fù)精度可達(dá)±0. 1〃 ，滿足加工1級(IS01328-1 :1995)齒距精度的齒輪或齒輪刀 具的需求。


圖1端齒盤工作原理圖。
圖2(a)活動(dòng)端齒盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2(b)固定端齒盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3端齒盤軸向安裝基準(zhǔn)面測量示意圖；
圖4端齒盤徑向安裝基準(zhǔn)面測量示意圖。
圖中1.磨齒心軸；2.活動(dòng)端齒盤；3.固定端齒盤；4.固定軸套；5.加工主軸；
6.角位移控制盤與驅(qū)動(dòng)；7.線位移控制盤與驅(qū)動(dòng)；8.磨齒心軸安裝基準(zhǔn)面； 9.活動(dòng)端齒盤安裝基準(zhǔn)面；10.固定端齒盤安裝基準(zhǔn)面；11.大理石平臺； 12.水平工作臺；13.磁性表座；14.電感測微儀旁向測頭；15.活動(dòng)端齒盤；16.固
定端齒盤；17.測量附件；18.轉(zhuǎn)臺；19.活動(dòng)端齒盤找正圓； 20.固定端齒盤找正圓。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施例。 本發(fā)明的功能跟機(jī)床原有的分度系統(tǒng)一樣，都是為了實(shí)現(xiàn)磨齒的分度，不同的是 分度系統(tǒng)中的精密分度元件及安裝位置。本發(fā)明中的精密分度元件抓端齒盤靠近被磨工 件，軸的扭轉(zhuǎn)變形對分度精度的影響較??；而原機(jī)床中的分度盤遠(yuǎn)離被磨工件，軸的扭轉(zhuǎn)變 形對分度精度的影響較大。加上端齒盤本身的特點(diǎn)，使得該分度裝置與現(xiàn)有的磨齒機(jī)分度 精度相比，具有最高的分度精度與定位重復(fù)精度。 分度時(shí)，端面凸輪推動(dòng)加工主軸帶動(dòng)活動(dòng)端齒盤軸向移動(dòng)，使兩盤脫離嚙合。此時(shí) 馬氏槽輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)分度掛輪的主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過某一傳動(dòng)比的分度掛輪后，驅(qū)動(dòng)加工主軸 轉(zhuǎn)動(dòng)一齒的角度，此時(shí)活動(dòng)端齒盤大體轉(zhuǎn)到所需的角度。上述活動(dòng)端齒盤粗分度的步驟也 可用步進(jìn)電機(jī)來直接驅(qū)動(dòng)。隨著端面凸輪的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，活動(dòng)端齒盤在彈簧力的作用下與固 定端齒盤緊密嚙合并一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了磨齒的精密分度。磨完一齒后，便進(jìn)入下一齒的 分度，依次循環(huán)磨完全齒。
權(quán)利要求
一種磨齒機(jī)用高精度端齒自動(dòng)分度裝置，其特征在于該裝置的核心元件是一對經(jīng)過精密配研的端齒盤，分為固定端齒盤和活動(dòng)端齒盤，其具體結(jié)構(gòu)根據(jù)磨齒機(jī)加工主軸軸系的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)；固定端齒盤固定到磨齒機(jī)加工主軸的外軸套上，活動(dòng)端齒盤固定到主軸上；機(jī)床原分度系統(tǒng)中的徑向凸輪改裝成端面凸輪來驅(qū)動(dòng)端齒盤的離合，機(jī)床原分度系統(tǒng)中的馬氏機(jī)構(gòu)及分度掛輪來驅(qū)動(dòng)活動(dòng)端齒盤粗分度；或使用步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)活動(dòng)端齒盤的離合與粗分度，端齒盤的嚙合定位靠彈簧力來實(shí)現(xiàn)；在端齒盤的工作過程中，它的嚙合中心分散在一個(gè)直徑約為1mm的圓周內(nèi)，通過對端齒盤安裝基準(zhǔn)面進(jìn)行精密測量與研修，調(diào)整端齒盤的回轉(zhuǎn)中心與其嚙合中心重合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磨齒機(jī)用高精度端齒自動(dòng)分度裝置，其特征還在于端 齒盤的盤齒為剛性齒，齒數(shù)選擇為具有較多公約數(shù)的360、720或1440齒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磨齒機(jī)用高精度端齒自動(dòng)分度裝置，屬于齒輪及齒輪刀具精密制造技術(shù)領(lǐng)域。其特征是根據(jù)磨齒機(jī)加工主軸軸系的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)一對端齒盤，固定端齒盤固定到磨齒機(jī)加工主軸的外軸套上，活動(dòng)端齒盤固定到主軸上；機(jī)床原分度系統(tǒng)中的徑向凸輪改裝成端面凸輪來驅(qū)動(dòng)端齒盤的離合，機(jī)床原分度系統(tǒng)中的馬氏機(jī)構(gòu)及分度掛輪來驅(qū)動(dòng)活動(dòng)端齒盤粗分度或用步進(jìn)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)活動(dòng)端齒盤的離合與粗分度，自動(dòng)化程度高。端齒盤經(jīng)過排列互研后，在自由狀態(tài)下分度精度達(dá)±0.2″，組合到機(jī)床上后分度精度達(dá)±1″～±3″，定位重復(fù)精度達(dá)滿足±0.1″，滿足加工1級齒距精度的齒輪或齒輪刀具的需求。
文檔編號B23F23/08GK101695775SQ20091030924
公開日2010年4月21日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者凌四營, 婁志峰, 王曉東, 王立鼎, 馬勇 申請人:大連理工大學(xué);