數(shù)控齒條倒角的制造方法
【專利摘要】一種數(shù)控齒條倒角機(jī)，其底座的臺面后方橫向設(shè)置有X軸直線導(dǎo)軌Ⅰ，前方縱向設(shè)置有Y軸直線導(dǎo)軌Ⅱ；直線導(dǎo)軌Ⅰ上設(shè)置有滑臺Ⅰ，滑臺Ⅰ上固定有立柱，且滑臺Ⅰ通過設(shè)置在底座臺面上的X軸絲桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動左右運(yùn)動；立柱的右端面上垂直設(shè)有Z軸直線導(dǎo)軌Ⅲ，直線導(dǎo)軌Ⅲ上設(shè)置有滑板Ⅰ，倒角頭Ⅰ設(shè)置在滑板Ⅰ上，且滑板Ⅰ通過設(shè)置在立柱上的Z軸絲桿機(jī)構(gòu)Ⅰ驅(qū)動上下運(yùn)動；直線導(dǎo)軌Ⅱ上設(shè)置有滑臺Ⅱ，滑臺Ⅱ上設(shè)置有工裝夾具，且滑臺Ⅱ通過設(shè)置在底座臺面上的Y軸絲桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動前后運(yùn)動；本發(fā)明采用仿形跟隨原理加工齒條倒角，加工精度高，一致性好，效率高。特別是倒角時工件固定不動，倒角頭運(yùn)動完成倒角，尤其適用長齒條的倒角加工。
【專利說明】數(shù)控齒條倒角機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于齒條制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種數(shù)控齒條倒角機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002] 齒條作為機(jī)械傳動的一個重要部件，隨著傳動精度的提高，齒條齒端倒角已成為 齒條生產(chǎn)不可或缺的加工工序，而且對其加工質(zhì)量有著越來越嚴(yán)格的要求。已有的齒條倒 角機(jī)使用砂輪磨削倒角，加工精度低，一致性差，倒角質(zhì)量難以保證，尤其是倒角工作時齒 條必須運(yùn)動，只能適應(yīng)較短齒條的倒角加工，難以適應(yīng)較長齒條的倒角加工。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題：提供一種數(shù)控齒條倒角機(jī)，采用仿形跟隨原理加工齒條 倒角，加工精度高，一致性好，效率高。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種數(shù)控齒條倒角機(jī)，具有底座，所述底座的臺面后方橫向 設(shè)置有X軸直線導(dǎo)軌I，前方縱向設(shè)置有Y軸直線導(dǎo)軌II ;所述直線導(dǎo)軌I上設(shè)置有滑臺 I，滑臺I上固定有立柱，且滑臺I通過設(shè)置在底座臺面上的X軸絲桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動左右運(yùn)動； 所述立柱的右端面上垂直設(shè)有Z軸直線導(dǎo)軌III，直線導(dǎo)軌III上設(shè)置有滑板I，倒角頭I設(shè) 置在滑板I上，且滑板I通過設(shè)置在立柱上的Z軸絲桿機(jī)構(gòu)I驅(qū)動上下運(yùn)動；所述直線導(dǎo) 軌II上設(shè)置有滑臺II，滑臺II上設(shè)置有工裝夾具，且滑臺II通過設(shè)置在底座臺面上的Y軸 絲桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動前后運(yùn)動；
[0005] 所述倒角頭I包括兩根水平安裝在滑板I上的滾動直線導(dǎo)套副I，所述滾動直線 導(dǎo)套副I的前端固定有托板I，后端固定有連扳I ;所述托板I的上部垂直固定有電主軸 I，電主軸I的下端安裝有倒角刀具I ;所述托板I的下方水平安裝有仿形頭I，且仿形頭 I位于倒角刀具I的下方；所述滑板I上固定有回縮氣缸I，且回縮氣缸I的活塞桿與連 扳I固定連接，使仿形頭I在移動過程中其工作面始終緊貼在齒形的表面上，進(jìn)而使倒角 刀具I跟隨仿形頭I的運(yùn)動軌跡同步運(yùn)動。
[0006] 所述直線導(dǎo)軌III上設(shè)置有滑板II，且滑板II通過設(shè)置在立柱上的Z軸絲桿機(jī)構(gòu)II 驅(qū)動上下運(yùn)動；所述滑板II位于滑板I的下方，倒角頭II設(shè)置在滑板II上；
[0007] 所述倒角頭II包括兩根水平安裝在滑板II上的滾動直線導(dǎo)套副II，所述滾動直線 導(dǎo)套副II的前端固定有托板II，后端固定有連扳II ;所述托板II的下部垂直固定有電主軸 II，電主軸II的上端安裝有倒角刀具II ;所述托板II的上方水平安裝有仿形頭II，且仿形頭 II位于倒角刀具II的上方；所述滑板II上固定有回縮氣缸II，且回縮氣缸II的活塞桿與連 扳II固定連接，使仿形頭II在移動過程中其工作面始終緊貼在齒形的表面上，進(jìn)而使倒角 刀具II跟隨仿形頭II的運(yùn)動軌跡同步運(yùn)動。
[0008] 所述托板I呈"L"形，電主軸I垂直固定在"L"形的垂直面上，仿形頭I通過燕尾 槽調(diào)節(jié)裝置安裝在"L"形水平面的下方，使仿形頭I可左右移動調(diào)節(jié)。
[0009] 所述托板II呈倒"L"形，電主軸II垂直固定在倒"L"形的垂直面上，仿形頭II通過 燕尾槽調(diào)節(jié)裝置安裝在倒"L"形水平面的上方，使仿形頭II可左右移動調(diào)節(jié)。
[0010] 所述工裝夾具包括固定在工作臺上的支柱，安裝在支柱頂部的快速夾鉗，固定在 快速夾鉗夾頭下端的壓板；所述支柱內(nèi)側(cè)上部具有大臺肩，所述壓板位于大臺肩的上方。 [0011] 所述工裝夾具包括固定在工作臺上的支柱，所述支柱內(nèi)側(cè)上部具有大臺肩，輔助 夾臺位于大臺肩上且固定在支柱上；所述輔助夾臺的頂部安裝有快速夾鉗，內(nèi)側(cè)上部具有 中臺肩，內(nèi)側(cè)中部具有小臺肩，內(nèi)側(cè)下部具有缺口，快速夾鉗的夾頭下端固定有壓板，且壓 板位于中臺肩的上方。
[0012] 所述底座的臺面上設(shè)有螺旋排屑器，且螺旋排屑器位于倒角刀具I的正下方。
[0013] 所述底座的臺面上設(shè)有螺旋排屑器，且螺旋排屑器位于倒角刀具I的正下方。
[0014] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)和效果：
[0015] 1、本發(fā)明采用仿形跟隨原理加工齒條倒角，通過仿形頭緊貼齒形的表面移動，使 仿形頭的運(yùn)動軌跡與齒廓外形相吻合，倒角刀具跟隨仿形頭的運(yùn)動軌跡同步運(yùn)動，刀具工 作路徑和仿形頭運(yùn)動軌跡一致，實現(xiàn)了仿形跟隨加工齒條倒角，且倒角大小由伺服控制系 統(tǒng)編程控制，加工精度高，倒角面光潔平整，一致性好，效率高。倒角精度公差可控制在 0. 1mm以內(nèi)。此外，倒角刀具采用銑削刀具，加工后不易產(chǎn)生二次毛刺。
[0016] 2、本發(fā)明具有上下兩個倒角頭，大齒條一次裝夾，可同時完成齒條上下兩個端面 的倒角，小齒條兩個上下并排裝夾，可同時完成對兩個齒條上下兩個端面的倒角，效率高。
[0017] 2、本發(fā)明采用立式結(jié)構(gòu)，且工件固定不動，倒角頭運(yùn)動，完成對齒條端面齒棱的倒 角，尤其適用長齒條的倒角加工。
[0018] 3、本發(fā)明采用數(shù)控系統(tǒng)控制，直線導(dǎo)軌導(dǎo)向，伺服電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠定位，運(yùn)動平 穩(wěn)可罪，進(jìn)一步提1? 了加工精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)主視圖，
[0020] 圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)俯視圖，
[0021] 圖3為本發(fā)明上倒角頭結(jié)構(gòu)示意圖，
[0022] 圖4為本發(fā)明下倒角頭結(jié)構(gòu)示意圖，
[0023] 圖5為本發(fā)明裝夾大齒條時工裝夾具的結(jié)構(gòu)示意圖，
[0024] 圖6為本發(fā)明裝夾小齒條時工裝夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖1、2、3、4、5、6描述本發(fā)明的第一種實施例。
[0026] -種數(shù)控齒條倒角機(jī)，具有底座1，所述底座1的臺面后方橫向設(shè)置有X軸直線導(dǎo) 軌I 2,前方縱向設(shè)置有Y直線導(dǎo)軌II 3;所述直線導(dǎo)軌I 2上設(shè)置有滑臺I 4,滑臺I 4上 固定有立柱6,且滑臺I 4通過設(shè)置在底座1臺面上的X軸絲桿機(jī)構(gòu)5驅(qū)動左右運(yùn)動；所述 立柱6的右端面上垂直設(shè)有Z軸直線導(dǎo)軌1117,直線導(dǎo)軌III7上設(shè)置有滑板I 8,倒角頭I 12 設(shè)置在滑板I 8上，且滑板I 8通過設(shè)置在立柱6上的Z軸絲桿機(jī)構(gòu)I 10驅(qū)動上下運(yùn)動； 所述直線導(dǎo)軌II 3上設(shè)置有滑臺II 9,滑臺II 9上設(shè)置有工裝夾具22,且滑臺II 9通過設(shè)置 在底座1臺面上的Y軸絲桿機(jī)構(gòu)11驅(qū)動前后運(yùn)動；
[0027] 所述倒角頭I 12包括兩根水平安裝在滑板I 8上的滾動直線導(dǎo)套副I 14,所述滾 動直線導(dǎo)套副I 14的前端固定有"L"形托板I 15,后端固定有連扳I 20;所述"L"形托板 I 15的上部垂直面上垂直固定有電主軸I 16,電主軸I 16的下端安裝有倒角刀具I 17 ; 所述"L"形托板I 15水平面的下方通過燕尾槽調(diào)節(jié)裝置13水平安裝有仿形頭I 18,且仿 形頭I 18可左右移動調(diào)節(jié)，使仿形頭I 18位于倒角刀具I 17的正下方；所述滑板I 8上 固定有回縮氣缸I 19,且回縮氣缸I 19的活塞桿與連扳I 20固定連接，使仿形頭I 18在 移動過程中其工作面始終緊貼在齒形的表面上，進(jìn)而使倒角刀具I 17跟隨仿形頭I 18的 運(yùn)動軌跡同步運(yùn)動。
[0028] 所述直線導(dǎo)軌III 7上設(shè)置有滑板II 23,且滑板II 23通過設(shè)置在立柱6上的Z軸 絲桿機(jī)構(gòu)II 24驅(qū)動上下運(yùn)動；所述滑板II 23位于滑板I 8的下方，倒角頭II 25設(shè)置在滑 板II 23上；所述倒角頭II 25包括兩根水平安裝在滑板II 23上的滾動直線導(dǎo)套副II 26,所 述滾動直線導(dǎo)套副II 26的前端固定有倒"L"形托板II 27,后端固定有連扳II 21 ;所述倒 "L"形托板II 27的下部垂直面上垂直固定有電主軸II 28,電主軸II 28的上端安裝有倒角 刀具II 29 ;所述倒"L"形托板II 27水平面的上方通過燕尾槽調(diào)節(jié)裝置13水平安裝有仿形 頭II 30,且仿形頭II 30可左右移動調(diào)節(jié)，使仿形頭II 30位于倒角刀具II 29的正上方；所 述滑板II 23上固定有回縮氣缸II 31，且回縮氣缸II 31的活塞桿與連扳II 21固定連接，使 仿形頭II 30在移動過程中其工作面始終緊貼在齒形的表面上，進(jìn)而使倒角刀具II 29跟隨 仿形頭II 30的運(yùn)動軌跡同步運(yùn)動。
[0029] 所述底座1的臺面上設(shè)有螺旋排屑器40,且螺旋排屑器40位于倒角刀具I 17的 正下方。所述螺旋排屑器40的左端設(shè)有鐵屑收集箱41。
[0030] 裝夾大齒條時，所述工裝夾具22包括固定在工作臺9上的三個支柱32,安裝在支 柱32頂部的快速夾鉗33,固定在快速夾鉗33夾頭下端的壓板34 ;所述支柱32內(nèi)側(cè)上部具 有大臺肩35,所述壓板34位于大臺肩35的上方。使用時，將大齒條42置于大臺肩35上且 齒面向內(nèi)，放下快速夾鉗33的夾頭，通過壓板34將大齒條42壓緊固定即可開始倒角。
[0031] 大齒條倒角工作原理：通過Y軸絲桿機(jī)構(gòu)11驅(qū)動滑臺II 9向后運(yùn)動，使裝夾固定 好的大齒條進(jìn)入上下兩個倒角頭之間；通過X軸絲桿機(jī)構(gòu)5驅(qū)動滑臺I 4調(diào)整立柱6的位 置使上倒角頭I 12、下倒角頭II 25水平移動至齒條的最右端，通過Z軸絲桿機(jī)構(gòu)I 10驅(qū)動 滑板I 8向下運(yùn)動至合適位置，使仿形頭I 18插入齒條最右端兩齒形之間上部，并使倒角 刀具I 17與齒形上端接觸，通過Z軸絲桿機(jī)構(gòu)II 24驅(qū)動滑板II 23向上運(yùn)動至合適位置， 使仿形頭II 30插入齒條最右端兩齒形之間下部，并使倒角刀具II 29與齒形下端接觸。啟 動電主軸I 16和電主軸II 28,啟動X軸絲桿機(jī)構(gòu)5驅(qū)動滑臺I 4勻速向左運(yùn)動，通過齒條 推動上下兩個仿形頭緊貼齒形的表面前后移動，在回縮氣缸的作用下，滾動直線導(dǎo)套副始 終保持沿水平方向向前移動的趨勢，保證上下兩個仿形頭在移動過程中其工作面始終緊貼 在齒形的表面上，使上下兩個仿形頭的運(yùn)動軌跡與齒廓外形相吻合，上下兩個倒角刀具分 別跟隨上下兩個仿形頭的運(yùn)動軌跡同步運(yùn)動，使倒角刀具的工作路徑與仿形頭的運(yùn)動軌跡 一致，通過倒角刀具旋轉(zhuǎn)對齒條的上下兩端同時銑削倒角，實現(xiàn)了仿形跟隨加工齒條倒角， 且倒角大小由伺服控制系統(tǒng)編程控制。倒角完成后，上下兩個倒角頭回退，工裝夾具回退， 然后卸下加工好的齒條即可。
[0032] 裝夾小齒條時，所述工裝夾具22包括固定在工作臺9上的三個支柱32,所述支柱 32內(nèi)側(cè)上部具有大臺肩35,輔助夾臺36位于大臺肩35上且固定在支柱32上；所述輔助夾 臺36的頂部安裝有快速夾鉗33,內(nèi)側(cè)上部具有中臺肩37,內(nèi)側(cè)中部具有小臺肩38,內(nèi)側(cè)下 部具有缺口 39,快速夾鉗33的夾頭下端固定有壓板34,且壓板34位于中臺肩37的上方。 缺口 39的作用在于避免輔助夾臺36與下倒角頭互相干涉。使用時，將第一根小齒條43置 于小臺肩38上且齒面向內(nèi)，并在第一根小齒條43上放置墊板44,然后在墊板44上放置第 二根小齒條43,最后放下快速夾鉗33的夾頭，通過壓板34將兩根小齒條43壓緊固定即可 開始倒角。
[0033] 小齒條倒角工作原理與大齒條倒角工作原理基本一致，也就是說將兩個小齒條裝 夾后可看成是一個大齒條，按照大齒條的倒角原理即可完成兩個小齒條其中一面的倒角。 不同之處在于兩個小齒條其中一面倒角完成后，抬起夾頭33,將兩個小齒條取下后翻轉(zhuǎn)，使 未倒角的兩個面分別朝上和朝下，按照上述方法重新裝夾后，按照大齒條的倒角原理即可 完成兩個小齒條另外一面的倒角。
[0034] 本發(fā)明采用立式結(jié)構(gòu)，且工件固定不動，倒角頭運(yùn)動，完成對齒條端面齒棱的倒 角，尤其適用長齒條的倒角加工。
[0035] 技術(shù)參數(shù)
[0036] 工件最大長度： 1600mm 工件最大螺旋角： ±30° 加工齒條模數(shù)： 1-18mm 工件最大軸向高度： 240mm 倒角刀具轉(zhuǎn)速： 2000-8000rpm 倒棱寬度： 0.5-3 mm
[0037] 上述實施例，只是本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限制本發(fā)明實施范圍，故凡以本 發(fā)明權(quán)利要求所述內(nèi)容所做的等同變化，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種數(shù)控齒條倒角機(jī)，具有底座（1)，其特征是：所述底座（1)的臺面后方橫向設(shè)置 有X軸直線導(dǎo)軌I (2)，前方縱向設(shè)置有Y軸直線導(dǎo)軌II (3);所述直線導(dǎo)軌I (2)上設(shè)置 有滑臺I (4)，滑臺I (4)上固定有立柱（6)，且滑臺I (4)通過設(shè)置在底座（1)臺面上的 X軸絲桿機(jī)構(gòu)（5)驅(qū)動左右運(yùn)動；所述立柱（6)的右端面上垂直設(shè)有Z軸直線導(dǎo)軌III (7)， 直線導(dǎo)軌III (7)上設(shè)置有滑板I (8)，倒角頭I (12)設(shè)置在滑板I (8)上，且滑板I (8)通 過設(shè)置在立柱（6)上的Z軸絲桿機(jī)構(gòu)I (10)驅(qū)動上下運(yùn)動；所述直線導(dǎo)軌II (3)上設(shè)置有 滑臺II (9)，滑臺II (9)上設(shè)置有工裝夾具（22)，且滑臺II (9)通過設(shè)置在底座（1)臺面上 的Y軸絲桿機(jī)構(gòu)（11)驅(qū)動前后運(yùn)動； 所述倒角頭I (12)包括兩根水平安裝在滑板I (8)上的滾動直線導(dǎo)套副I (14)，所 述滾動直線導(dǎo)套副I (14)的前端固定有托板I (15)，后端固定有連扳I (20);所述托板 I (15)的上部垂直固定有電主軸I (16)，電主軸I (16)的下端安裝有倒角刀具I (17); 所述托板I (15)的下方水平安裝有仿形頭I (18)，且仿形頭I (18)位于倒角刀具I (17) 的下方；所述滑板I (8)上固定有回縮氣缸I (19)，且回縮氣缸I (19)的活塞桿與連扳 I (20)固定連接，使仿形頭I (18)在移動過程中其工作面始終緊貼在齒形的表面上，進(jìn)而 使倒角刀具I (17)跟隨仿形頭I (18)的運(yùn)動軌跡同步運(yùn)動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控齒條倒角機(jī)，其特征是：所述直線導(dǎo)軌III (7)上設(shè)置有 滑板II (23)，且滑板II (23)通過設(shè)置在立柱（6)上的Z軸絲桿機(jī)構(gòu)II (24)驅(qū)動上下運(yùn)動； 所述滑板II (23)位于滑板I (8)的下方，倒角頭II (25)設(shè)置在滑板II (23)上； 所述倒角頭II (25)包括兩根水平安裝在滑板II (23)上的滾動直線導(dǎo)套副II (26)，所 述滾動直線導(dǎo)套副II (26)的前端固定有托板II (27)，后端固定有連扳II (21);所述托板 II (27)的下部垂直固定有電主軸II (28)，電主軸II (28)的上端安裝有倒角刀具II (29); 所述托板II (27)的上方水平安裝有仿形頭II (30)，且仿形頭II (30)位于倒角刀具II (29) 的上方；所述滑板II (23)上固定有回縮氣缸II (31)，且回縮氣缸II (31)的活塞桿與連扳 Π (21)固定連接，使仿形頭II (30)在移動過程中其工作面始終緊貼在齒形的表面上，進(jìn)而 使倒角刀具II (29)跟隨仿形頭II (30)的運(yùn)動軌跡同步運(yùn)動。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控齒條倒角機(jī)，其特征是：所述托板I (15)呈"L"形，電 主軸I (16)垂直固定在"L"形的垂直面上，仿形頭I (18)通過燕尾槽調(diào)節(jié)裝置（13)安裝 在"L"形水平面的下方，使仿形頭I (18)可左右移動調(diào)節(jié)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)控齒條倒角機(jī)，其特征是：所述托板II (27)呈倒"L"形， 電主軸II (28)垂直固定在倒"L"形的垂直面上，仿形頭II (30)通過燕尾槽調(diào)節(jié)裝置（13) 安裝在倒"L"形水平面的上方，使仿形頭II (30)可左右移動調(diào)節(jié)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的數(shù)控齒條倒角機(jī)，其特征是：所述工裝夾具（22) 包括固定在工作臺（9)上的支柱（32)，安裝在支柱（32)頂部的快速夾鉗（33)，固定在快速 夾鉗（33)夾頭下端的壓板（34);所述支柱（32)內(nèi)側(cè)上部具有大臺肩（35)，所述壓板（34) 位于大臺肩（35)的上方。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的數(shù)控齒條倒角機(jī)，其特征是：所述工裝夾具（22) 包括固定在工作臺（9)上的支柱（32)，所述支柱（32)內(nèi)側(cè)上部具有大臺肩（35)，輔助夾臺 (36)位于大臺肩（35)上且固定在支柱（32)上；所述輔助夾臺（36)的頂部安裝有快速夾 鉗（33)，內(nèi)側(cè)上部具有中臺肩（37)，內(nèi)側(cè)中部具有小臺肩（38)，內(nèi)側(cè)下部具有缺口（39)，快 速夾鉗（33)的夾頭下端固定有壓板（34)，且壓板（34)位于中臺肩（37)的上方。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)控齒條倒角機(jī)，其特征是：所述底座（1)的臺面上設(shè)有螺 旋排屑器（40)，且螺旋排屑器（40)位于倒角刀具I (17)的正下方。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)控齒條倒角機(jī)，其特征是：所述底座（1)的臺面上設(shè)有螺 旋排屑器（40)，且螺旋排屑器（40)位于倒角刀具I (17)的正下方。
【文檔編號】B23F19/10GK104107958SQ201410327500
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】汪海, 汪安忠 申請人:寶雞虢西磨棱機(jī)廠