新型高效數(shù)控磨齒的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型高效數(shù)控磨齒機(jī)，其包括機(jī)架、左右工作臺、前后工作臺、Z軸滑動機(jī)構(gòu)、C軸工件夾持機(jī)構(gòu)、X軸滑動機(jī)構(gòu)、B軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、V軸修整機(jī)構(gòu)、U軸修整機(jī)構(gòu)和磨頭機(jī)構(gòu)，左右工作臺橫向設(shè)置在機(jī)架的前部位置，C軸工件夾持機(jī)構(gòu)設(shè)置在左右工作臺上，前后工作臺縱向設(shè)置在所述機(jī)架的尾部位置，磨頭機(jī)構(gòu)設(shè)置在前后工作臺上；本實用新型設(shè)計巧妙、合理，操作簡易，功能多，可實現(xiàn)普通圓柱直齒輪、斜齒輪、螺桿、蝸桿及環(huán)面蝸桿的高效磨削，一機(jī)多用，適用范圍廣，而且具有磨頭修整功能，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，另外整體結(jié)構(gòu)簡潔，易于制造生產(chǎn)，利于廣泛推廣應(yīng)用。
【專利說明】新型高效數(shù)控磨齒機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及蝸桿磨齒【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種新型高效數(shù)控磨齒機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]蝸桿傳動是機(jī)械裝備中常用的傳動類型，具有傳動比范圍寬(通常一級傳動比可達(dá)5?100)、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、運(yùn)動平穩(wěn)、噪聲低等特點。具有高的承載能力，傳動效率高，壽命長，平均分度誤差小等特點，因此得到比較廣泛的應(yīng)用。
[0003]蝸桿傳動按結(jié)構(gòu)特點和加工原理分為普通圓柱蝸桿傳動和環(huán)面蝸桿傳動兩大類。
[0004]其中普通圓柱蝸桿傳動包括阿基米德圓柱蝸桿(ZA型)、漸開線圓柱蝸桿(ZI型)、法向直廓蝸桿(ZN)型、錐面包絡(luò)圓柱蝸桿(ZK型)和圓弧圓柱蝸桿(ZC型)五小類。
[0005]環(huán)面蝸桿傳動包括直廓環(huán)面蝸桿(TSL型)、平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿(TOP型)和錐面包絡(luò)環(huán)面蝸桿等三小類。
[0006]上述八類蝸桿除直廓環(huán)面蝸桿(TSL型)不能磨削外，其余均可以通過磨削提高傳動精度和齒面光潔度，進(jìn)而提高傳動效率。
[0007]現(xiàn)有的一些蝸桿磨床雖然能大致滿足普通的磨齒要求，但設(shè)計都不算巧妙，傳動結(jié)構(gòu)簡單，加工過程比較慢，加工精度不高，加工范圍單一，并且電耗大，加工成本高；尤其是，配置了數(shù)控系統(tǒng)的磨齒機(jī)，如果沒有自動修齒裝置，其磨削加工效率將大打折扣，傳統(tǒng)的蝸桿磨床已不能適應(yīng)和滿足當(dāng)前市場的需求。
[0008]因此，需要研發(fā)一種體積小，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，進(jìn)一步提升加工精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量的新型高效數(shù)控磨齒機(jī)為當(dāng)世之所需。
實用新型內(nèi)容
[0009]針對上述不足，本實用新型的目的在于，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(jī)。
[0010]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的技術(shù)方案是:一種新型高效數(shù)控磨齒機(jī)，其包括機(jī)架、左右工作臺、前后工作臺、Z軸滑動機(jī)構(gòu)、C軸工件夾持機(jī)構(gòu)、X軸滑動機(jī)構(gòu)、B軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、V軸修整機(jī)構(gòu)、U軸修整機(jī)構(gòu)和磨頭機(jī)構(gòu)，所述左右工作臺通過所述Z軸滑動機(jī)構(gòu)橫向設(shè)置在所述機(jī)架的前部位置，并受該Z軸滑動機(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)縱向設(shè)置在所述機(jī)架的尾部位置，并受該X軸滑動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動沿X軸方向相對所述C軸工件夾持機(jī)構(gòu)作靠近或分離動作，所述磨頭機(jī)構(gòu)設(shè)置在前后工作臺上，所述V軸修整機(jī)構(gòu)通過B軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)豎直設(shè)置在所述前后工作臺上，所述U軸修整機(jī)構(gòu)對應(yīng)所述磨頭機(jī)構(gòu)的上方位置橫向設(shè)置在所述V軸修整機(jī)構(gòu)上。
[0011]作為本實用新型的一種改進(jìn)，所述機(jī)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(jī)架的整體截面外形輪廓呈T字形。
[0012]作為本實用新型的一種改進(jìn)，所述Z軸滑動機(jī)構(gòu)包括Z軸伺服電機(jī)、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(jī)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。
[0013]作為本實用新型的一種改進(jìn)，所述C軸工件夾持機(jī)構(gòu)包括調(diào)整座、C軸伺服電機(jī)、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(jī)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。
[0014]作為本實用新型的一種改進(jìn)，所述X軸滑動機(jī)構(gòu)包括X軸伺服電機(jī)、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(jī)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。
[0015]作為本實用新型的一種改進(jìn)，所述磨頭機(jī)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(jī)，該磨頭驅(qū)動電機(jī)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(jī)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。
[0016]作為本實用新型的一種改進(jìn)，所述B軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括B軸伺服電機(jī)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(jī)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。
[0017]作為本實用新型的一種改進(jìn)，所述B軸伺服電機(jī)為帶有剎車裝置的高扭矩大慣量電機(jī)，所述磨頭驅(qū)動電機(jī)為伺服主軸電機(jī)。
[0018]作為本實用新型的一種改進(jìn)，所述V軸修整機(jī)構(gòu)包括V軸支架、V軸修整電機(jī)、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(jī)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。
[0019]作為本實用新型的一種改進(jìn)，所述U軸修整機(jī)構(gòu)包括磨頭修整架、左側(cè)金剛筆、夕卜圓修整金剛筆、右側(cè)金剛筆、U軸修整電機(jī)、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(jī)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η形部，該η形部類似η形結(jié)構(gòu)，所述左側(cè)金剛筆設(shè)置在該η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η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η形部的中間位置，且朝向所述磨頭的外圓周面。
[0020]本實用新型的有益效果為:本實用新型設(shè)計巧妙、合理，體積小，操作簡易，通過C軸工件夾持機(jī)構(gòu)、B軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、Z軸滑動機(jī)構(gòu)、X軸滑動機(jī)構(gòu)和磨頭機(jī)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(jī)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。
[0021]本實用新型磨頭機(jī)構(gòu)中的磨頭與所述C軸工件夾持機(jī)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(jī)構(gòu)，減少了調(diào)整環(huán)節(jié)，使得磨頭剛性更好，精度更高。
[0022]本實用新型的U軸修整機(jī)構(gòu)與V軸修整機(jī)構(gòu)聯(lián)動相互垂直設(shè)置，而且U軸修整機(jī)構(gòu)、V軸修整機(jī)構(gòu)與磨頭機(jī)構(gòu)在機(jī)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(jī)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。克服了其它方案僅有一個修整軸，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。
[0023]本實用新型采用四軸聯(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(jī)床體積更小，工件裝夾更合理，機(jī)床精度更高。由于U軸修整機(jī)構(gòu)與V軸修整機(jī)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(bǔ)償，因為，修整機(jī)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。
[0024]本實用新型磨頭驅(qū)動電機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)床工作效率。磨頭驅(qū)動電機(jī)優(yōu)選為伺服主軸電機(jī)，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肖IJ，顯著提高磨削效率。
[0025]本實用新型磨頭工作角度調(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(jī)床手動調(diào)整環(huán)節(jié)，實現(xiàn)機(jī)床自動調(diào)整、自動加工，有效提高了機(jī)床的自動化水平和加工精度、效率。
[0026]本實用新型可以配合六軸四聯(lián)動全數(shù)字控制系統(tǒng)來使用，使得機(jī)床可實現(xiàn)全封閉防護(hù)設(shè)計，機(jī)床工作時防護(hù)門關(guān)閉，實現(xiàn)機(jī)床全過程自動加工，不需操作者手動操作機(jī)床，機(jī)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(jī)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。
[0027]下面結(jié)合附圖與實施例，對本實用新型進(jìn)一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖一。
[0029]圖2是本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖二。
[0030]圖3是本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖三。
【具體實施方式】
[0031 ] 參見圖1、圖2和圖3，本實施例提供的一種新型高效數(shù)控磨齒機(jī)，其包括機(jī)架1、左右工作臺2、前后工作臺10、Z軸滑動機(jī)構(gòu)3、C軸工件夾持機(jī)構(gòu)4、X軸滑動機(jī)構(gòu)5、B軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6、V軸修整機(jī)構(gòu)7'U軸修整機(jī)構(gòu)8和磨頭機(jī)構(gòu)9，所述左右工作臺2通過所述Z軸滑動機(jī)構(gòu)3橫向設(shè)置在所述機(jī)架I的前部位置，并受該Z軸滑動機(jī)構(gòu)3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(jī)構(gòu)4設(shè)置在所述左右工作臺2上，所述前后工作臺10通過X軸滑動機(jī)構(gòu)5縱向設(shè)置在所述機(jī)架I的尾部位置，并受該X軸滑動機(jī)構(gòu)5的驅(qū)動沿X軸方向相對所述C軸工件夾持機(jī)構(gòu)4作靠近或分離動作，所述磨頭機(jī)構(gòu)9設(shè)置在前后工作臺10上，所述V軸修整機(jī)構(gòu)7通過B軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6豎直設(shè)置在所述前后工作臺10上，所述U軸修整機(jī)構(gòu)8對應(yīng)所述磨頭機(jī)構(gòu)9的上方位置橫向設(shè)置在所述V軸修整機(jī)構(gòu)7上。本實用新型的U軸修整機(jī)構(gòu)8與V軸修整機(jī)構(gòu)7聯(lián)動相互垂直設(shè)置，而且U軸修整機(jī)構(gòu)8、V軸修整機(jī)構(gòu)7與磨頭機(jī)構(gòu)9在機(jī)械設(shè)計上是相對獨立，均安裝在同一前后工作臺10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(jī)構(gòu)7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。
[0032]所述機(jī)架I包括前床身11和后床身12，該后床身12的一端垂直連接在所述前床身11的一側(cè)壁中間位置，該機(jī)架I的整體截面外形輪廓呈T字形。結(jié)構(gòu)更為緊湊、合理，有效縮小體積。
[0033]所述Z軸滑動機(jī)構(gòu)3包括Z軸伺服電機(jī)31、Z軸導(dǎo)軌32、Z軸絲桿33及與該Z軸絲桿33相適配的Z軸絲桿螺母座，所述Z軸導(dǎo)軌32沿Z軸方向設(shè)置在所述前床身11的端面，所述左右工作臺2活動設(shè)置在該Z軸導(dǎo)軌32上，所述Z軸絲桿33對應(yīng)左右工作臺2的下方位置設(shè)置在所述前床身11上，所述Z軸絲桿螺母座設(shè)置在所述左右工作臺2的底部，且與所述Z軸絲桿33相適配，所述Z軸伺服電機(jī)31設(shè)置在前床身11的一側(cè)壁，且與所述Z軸絲桿33 —端相連接。
[0034]所述C軸工件夾持機(jī)構(gòu)4包括調(diào)整座41、C軸伺服電機(jī)42、C軸主軸43、頭架44、頭架頂尖45、尾架46、尾架頂尖47，所述調(diào)整座41設(shè)置在所述左右工作臺2上，所述頭架44設(shè)置在所述調(diào)整座41的一端，并在調(diào)整座41底部設(shè)有能將該調(diào)整座41定位固定在所述左右工作臺2上的鎖定固定塊48，對應(yīng)調(diào)整座41的兩側(cè)位置于所述左右工作臺2上設(shè)有調(diào)整螺栓49，所述頭架頂尖45設(shè)置在所述頭架44的內(nèi)側(cè)壁上，所述C軸伺服電機(jī)42設(shè)置在所述頭架44的外側(cè)壁上，并通過所述C軸主軸43與所述頭架頂尖45相連接，所述調(diào)整座41的中心位置設(shè)有一沿Z軸方向延伸的導(dǎo)架導(dǎo)軌50，所述尾架頂尖47通過所述尾架46設(shè)置在所述調(diào)整座41的另一端，并朝向所述頭架頂尖45，所述尾架46的底部設(shè)有與所述導(dǎo)架導(dǎo)軌50相對應(yīng)的鎖定位。通過調(diào)整螺栓49對調(diào)整座41進(jìn)行調(diào)整，以保證工件與磨頭軸線嚴(yán)格平行，極大地消除了工件粗加工時不同心問題。調(diào)整完畢，鎖定所述鎖定固定塊48，使調(diào)整座41牢牢地固定在所述左右工作臺2上。
[0035]所述X軸滑動機(jī)構(gòu)5包括X軸伺服電機(jī)51、X軸前后工作臺52、X軸導(dǎo)軌53、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53沿X軸方向設(shè)置在所述后床身12的頂面，所述前后工作臺10活動設(shè)置在該X軸導(dǎo)軌53上，所述X軸絲桿對應(yīng)前后工作臺10的下方位置設(shè)置在所述后床身12上，所述X軸絲桿螺母座設(shè)置在所述前后工作臺10的底部，且與所述X軸絲桿相適配，所述X軸伺服電機(jī)51設(shè)置在后床身12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52設(shè)置在所述前后工作臺10上。
[0036]所述磨頭機(jī)構(gòu)9包括磨頭91和能驅(qū)動該磨頭91轉(zhuǎn)動的磨頭驅(qū)動電機(jī)92，該磨頭驅(qū)動電機(jī)92設(shè)置在所述X軸前后工作臺52的前部位置,所述磨頭91設(shè)置在該磨頭驅(qū)動電機(jī)92的驅(qū)動軸上，且該磨頭91的軸線與所述頭架頂尖45的軸線在同一水平高度上。工作高度均在同一水平高度上，不論磨頭91工作角度如何調(diào)整，磨頭91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(jī)構(gòu)，減少了調(diào)整環(huán)節(jié)，使得磨頭91剛性更好，精度更聞。
[0037]所述B軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6包括B軸伺服電機(jī)61和B軸旋轉(zhuǎn)臺面62，該B軸旋轉(zhuǎn)臺面62設(shè)置在所述X軸前后工作臺52靠近所述磨頭91 一側(cè)的側(cè)壁上，所述B軸伺服電機(jī)61設(shè)置在所述X軸前后工作臺52的另一側(cè)壁上，并能驅(qū)動所述B軸旋轉(zhuǎn)臺面62轉(zhuǎn)動。所述B軸伺服電機(jī)61與B軸旋轉(zhuǎn)臺面62之間優(yōu)選設(shè)有一高精度軸徑向軸承，以充分保證支持雙向的徑向負(fù)載和軸向負(fù)載以及傾斜位移。
[0038]所述B軸伺服電機(jī)61為帶有剎車裝置的高扭矩大慣量電機(jī)。在調(diào)整好磨頭91所要的角度后，啟動剎車裝置，嚴(yán)格保證磨頭91的高剛性。
[0039]所述磨頭驅(qū)動電機(jī)92為伺服主軸電機(jī)。磨頭驅(qū)動電機(jī)92優(yōu)選為伺服主軸電機(jī)，用其來驅(qū)動磨頭91，可實現(xiàn)恒線速度磨削，解決了磨頭91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。本實用新型磨頭驅(qū)動電機(jī)92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(jī)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(jī)與工件的干涉難題。實現(xiàn)了磨頭91工作角度方便、任意調(diào)整，提高了機(jī)床工作效率。本實用新型磨頭工作角度調(diào)整軸可以采用數(shù)字伺服控制，大大提高了蝸桿磨削時磨頭91工作角度的調(diào)整精度，取消了機(jī)床手動調(diào)整環(huán)節(jié)，實現(xiàn)機(jī)床自動調(diào)整、自動加工，有效提高了機(jī)床的自動化水平和加工精度、效率。
[0040]所述V軸修整機(jī)構(gòu)7包括V軸支架71、V軸修整電機(jī)72、V軸導(dǎo)軌73、V軸滑塊74、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71的下端設(shè)置在所述B軸旋轉(zhuǎn)臺面62的側(cè)面上，所述V軸導(dǎo)軌73沿V軸方向設(shè)置在V軸支架71的一側(cè)面，所述V軸滑塊74活動設(shè)置在該V軸導(dǎo)軌73上，所述V軸絲桿對應(yīng)V軸滑塊74的位置設(shè)置在所述V軸支架71上，所述V軸絲桿螺母座設(shè)置在所述V軸滑塊74上，且與所述V軸絲桿相適配，所述V軸伺服電機(jī)設(shè)置在所述V軸支架71的上端，且與所述V軸絲桿一端相連接。
[0041]所述U軸修整機(jī)構(gòu)8包括磨頭修整架81、左側(cè)金剛筆82、外圓修整金剛筆83、右側(cè)金剛筆84、U軸修整電機(jī)85、U軸導(dǎo)軌86、U軸滑塊87、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86沿U軸方向設(shè)置在所述V軸滑塊74上，所述U軸滑塊87活動設(shè)置在該U軸導(dǎo)軌86上，所述U軸絲桿對應(yīng)U軸滑塊87的位置設(shè)置在所述V軸滑塊74上，所述U軸絲桿螺母座設(shè)置在所述U軸滑塊87上，且與所述U軸絲桿相適配，所述U軸伺服電機(jī)設(shè)置在所述V軸滑塊74 一側(cè)，且與所述U軸絲桿一端相連接，所述磨頭修整架81的上端固定在所述U軸滑塊87上，下端形成一與所述磨頭91外形輪廓相適配的η形部，該η形部類似η形結(jié)構(gòu)，所述左側(cè)金剛筆82設(shè)置在該η形部的左自由端，且朝向所述磨頭91的左側(cè)面，所述右側(cè)金剛筆84設(shè)置在該η形部的右自由端，且朝向所述磨頭91的右側(cè)面，所述外圓修整金剛筆83設(shè)置在該η形部的中間位置，且朝向所述磨頭91的外圓周面。
[0042]工作原理:工作時，工件頂在頭架頂尖45和尾架頂尖47之間，C軸伺服電機(jī)427通過C軸主軸43帶動工件上的工件夾頭與工件一起旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)C軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
[0043]Z軸伺服電機(jī)31通過Z軸絲桿33與Z軸絲桿螺母座相配合帶動前后工作臺移動，實現(xiàn)工件相對磨頭91在Z軸方向上的直線運(yùn)動。X軸伺服電機(jī)51通過X軸絲桿與X軸絲桿螺母座相配合從而帶動前后工作臺10以及前后工作臺10上面的B軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6、V軸修整機(jī)構(gòu)7'U軸修整機(jī)構(gòu)8和磨頭機(jī)構(gòu)9 一起前后直線移動，實現(xiàn)磨頭91的在X軸方向上的直線運(yùn)動。B軸伺服電機(jī)61帶動B軸旋轉(zhuǎn)臺面62以及B軸旋轉(zhuǎn)臺面62上的磨頭91和V軸修整機(jī)構(gòu)7、U軸修整機(jī)構(gòu)8旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)磨頭91的B軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。通過Z、X、C、B四軸聯(lián)動可實現(xiàn)磨削蝸桿、直齒輪、斜齒輪、螺桿等所需要的運(yùn)動軌跡；U、V軸兩軸聯(lián)動，可實現(xiàn)磨頭左側(cè)面修整左側(cè)金剛筆82、磨頭右側(cè)面修整右側(cè)金剛筆84及砂輪外圓面修整外圓金剛筆，實現(xiàn)高效對任意輪廓的磨頭進(jìn)行修整。
[0044]Z軸相對于X軸的軸向運(yùn)動及B軸與C軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可實現(xiàn)普通圓柱蝸桿的磨削；Z軸相對于X軸的曲線(任意半徑圓弧)運(yùn)動及B軸與C軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可實現(xiàn)環(huán)面蝸桿的磨肖IJ。磨頭91直接安裝在磨頭驅(qū)動電機(jī)92的驅(qū)動軸上，不需要任何傳動機(jī)構(gòu)，直接帶動磨頭91旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)磨頭91無偏心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(主軸徑向跳動小于I μ m,軸向跳動小于2 μ m)，完成磨頭91的高精度磨削運(yùn)動。同時，此結(jié)構(gòu)的緊湊型設(shè)計，大大減小了 B軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6的體積，提升了旋轉(zhuǎn)的角度范圍，保證了 B軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6的高剛性。
[0045]V軸修整電機(jī)72通過V軸絲桿與V軸螺母座相配合從而驅(qū)動V軸滑塊74沿磨頭91徑向上下移動，實現(xiàn)V軸修整機(jī)構(gòu)7的修整，磨頭修整架81通過U軸滑塊87設(shè)置在U軸導(dǎo)軌86上，并位于磨頭91的上方，磨頭修整架81通過U軸修整電機(jī)85的驅(qū)動，沿U軸導(dǎo)軌86方向作直線移動；
[0046]U軸修整機(jī)構(gòu)8安裝在V軸滑塊74上，通過U、V軸兩軸聯(lián)動，實現(xiàn)帶動左側(cè)金剛筆82、外圓修整金剛筆83和右側(cè)金剛筆84，以高效對磨頭91的輪廓進(jìn)行修整。
[0047]通過調(diào)整B軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6，以對磨頭91作相應(yīng)的工作角度調(diào)整，實現(xiàn)普通圓柱蝸桿導(dǎo)程角或環(huán)面蝸桿母平面傾斜角的調(diào)整。所述B軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6可以在正負(fù)90度范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，此設(shè)計的好處還在于可以對直齒輪和斜齒輪進(jìn)行磨削加工。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91修整后，其磨頭磨削軌跡控制更有利于數(shù)控系統(tǒng)補(bǔ)償，因為，修整機(jī)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。
[0048]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本實用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本實用新型并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本實用新型的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本實用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本實用新型構(gòu)成任何限制，采用與其相同或相似的其它結(jié)構(gòu)的裝置，均在本實用新型保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種新型高效數(shù)控磨齒機(jī)，其特征在于:其包括機(jī)架、左右工作臺、前后工作臺、Z軸滑動機(jī)構(gòu)、C軸工件夾持機(jī)構(gòu)、X軸滑動機(jī)構(gòu)、B軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、V軸修整機(jī)構(gòu)、U軸修整機(jī)構(gòu)和磨頭機(jī)構(gòu)，所述左右工作臺通過所述Z軸滑動機(jī)構(gòu)橫向設(shè)置在所述機(jī)架的前部位置，并受該Z軸滑動機(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)縱向設(shè)置在所述機(jī)架的尾部位置，并受該X軸滑動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動沿X軸方向相對所述C軸工件夾持機(jī)構(gòu)作靠近或分離動作,所述磨頭機(jī)構(gòu)設(shè)置在前后工作臺上，所述V軸修整機(jī)構(gòu)通過B軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)豎直設(shè)置在所述前后工作臺上，所述U軸修整機(jī)構(gòu)對應(yīng)所述磨頭機(jī)構(gòu)的上方位置橫向設(shè)置在所述V軸修整機(jī)構(gòu)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型高效數(shù)控磨齒機(jī)，其特征在于，所述機(jī)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(jī)架的整體截面外形輪廓呈T字形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型高效數(shù)控磨齒機(jī)，其特征在于，所述Z軸滑動機(jī)構(gòu)包括Z軸伺服電機(jī)、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(jī)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。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型高效數(shù)控磨齒機(jī)，其特征在于，所述C軸工件夾持機(jī)構(gòu)包括調(diào)整座、C軸伺服電機(jī)、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(jī)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。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型高效數(shù)控磨齒機(jī)，其特征在于，所述X軸滑動機(jī)構(gòu)包括X軸伺服電機(jī)、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(jī)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。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型高效數(shù)控磨齒機(jī)，其特征在于，所述磨頭機(jī)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(jī)，該磨頭驅(qū)動電機(jī)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(jī)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。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新型高效數(shù)控磨齒機(jī)，其特征在于，所述B軸旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括B軸伺服電機(jī)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(jī)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。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型高效數(shù)控磨齒機(jī)，其特征在于，所述B軸伺服電機(jī)為帶有剎車裝置的高扭矩大慣量電機(jī)，所述磨頭驅(qū)動電機(jī)為伺服主軸電機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型高效數(shù)控磨齒機(jī)，其特征在于，所述V軸修整機(jī)構(gòu)包括V軸支架、V軸修整電機(jī)、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(jī)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。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的新型高效數(shù)控磨齒機(jī)，其特征在于，所述U軸修整機(jī)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(jī)、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(jī)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η形部，所述左側(cè)金剛筆設(shè)置在該η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η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η形部的中間位置，且朝向所述磨頭的外圓周面。
【文檔編號】B23F13/00GK203725922SQ201320432188
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月20日
【發(fā)明者】林守金, 趙葉坤, 鄒曉陽, 王君毅 申請人:佛山市邁雷特數(shù)控技術(shù)有限公司