錐柄插齒刀磨削裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種錐柄插齒刀磨削裝置，由數(shù)控系統(tǒng)控制，X軸進(jìn)給工作臺包括設(shè)有光柵尺的X軸導(dǎo)軌以及底座，底座上裝有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中力矩電機(jī)動力軸一端連接旋轉(zhuǎn)及角度編碼器，另一端連接錐柄安裝主軸，錐柄插齒刀的工作錐柄可插入主軸并隨之同步旋轉(zhuǎn)；Y軸進(jìn)給工作臺包括立柱以及砂輪；錐柄插齒刀的齒面輪廓截形為漸開線線形，砂輪的截形為與之對應(yīng)的齒條線形；Z軸進(jìn)給工作臺包括支撐立柱的Z軸導(dǎo)軌，立柱可在Z軸導(dǎo)軌上移動。本實(shí)用新型對錐柄插齒刀一次裝卡且同時完成兩個對稱齒形面精密磨削。在加工時僅使用工作錐柄為裝卡定位基準(zhǔn)，所以在對磨損刀具的修磨時也能夠通過該工作錐柄得到精確的裝卡定位，修磨不再困難。
【專利說明】錐柄插齒刀磨削裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于數(shù)控加工裝置，具體涉及一種刀具的數(shù)控磨削成型裝置，特別是一種錐柄插齒刀磨削裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，“Y7125齒輪磨床”算是一種磨削錐柄插齒刀的最好磨床，現(xiàn)有較高精度的錐柄插齒刀大都是在這種磨床上加工完成的。但是，該磨床存在以下三個缺陷:
[0003]第一，它是用大平面砂輪對齒形面進(jìn)行單側(cè)面磨削的磨床。加工一個成型的錐柄插齒刀，需將刀坯掉頭裝卡，對兩側(cè)齒形面分別磨削。不僅如此，刀坯上還要增設(shè)一個用于掉頭裝卡的工藝錐柄2，工藝錐柄2位于齒刀I工作面的另一側(cè)，與工作錐柄3同軸線對稱，尺寸相同，工藝錐柄2的外圓錐面上還設(shè)有與工作錐柄3同樣的裝卡定位基準(zhǔn)，以及用于精度檢測的基準(zhǔn)點(diǎn)a，如圖1所示。而當(dāng)錐柄插齒刀的齒形面都磨削加工完成后，工藝錐柄2須切除，去掉工藝錐柄2后，缺少了一個精度檢測用基準(zhǔn)點(diǎn)a和裝卡定位基準(zhǔn)面，這就使得錐柄插齒刀的修磨和檢測無法進(jìn)行，對錐柄插齒刀的生產(chǎn)及使用都帶來很多不便。
[0004]第二，它的漸開線齒廓形成機(jī)構(gòu)是由凸輪靠模板構(gòu)成的，對不同規(guī)格錐柄插齒刀的磨削需要更換相對應(yīng)的凸輪靠模板，而凸輪靠模板的誤差直接影響到錐柄插齒刀齒形面的磨削質(zhì)量，且該誤差很難修正。
[0005]第三，它的分齒運(yùn)動通過交換齒輪傳動，驅(qū)動機(jī)械由等分板定位，精度由等分板保證，不同規(guī)格插齒刀的磨削需要更換相對應(yīng)的交換齒輪及等分板。
[0006]因此，這種磨床配備有多種規(guī)格的凸輪靠模板、交換齒輪和等分板，以滿足不同規(guī)格錐柄插齒刀齒形面的磨削。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本實(shí)用新型提出一種錐柄插齒刀磨削裝置，該裝置能夠克服現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備所存在上述缺陷，既不需要在錐柄插齒刀的刀坯上增設(shè)工藝錐柄，只要將工作錐柄一次裝卡到位，便可對兩個對稱面同時磨削，也不需要配備多種規(guī)格的凸輪靠模板、交換齒輪和等分板，且能夠高精度、高工效率地進(jìn)行磨削。
[0008]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種錐柄插齒刀磨削裝置，包括由數(shù)控系統(tǒng)控制的進(jìn)給工作臺，其特征在于:所述進(jìn)給工作臺包括X軸進(jìn)給工作臺、Y軸進(jìn)給工作臺和Z軸進(jìn)給工作臺，三個進(jìn)給工作臺均可往復(fù)移動；
[0009]所述X軸進(jìn)給工作臺包括一個設(shè)有光柵尺的X軸導(dǎo)軌、可在X軸導(dǎo)軌上滑動的X軸底座以及驅(qū)動X軸底座移動的X軸電機(jī)，所述X軸底座上裝有由數(shù)控系統(tǒng)控制的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括力矩電機(jī)，力矩電機(jī)動力軸的輸入端連接有旋轉(zhuǎn)及角度編碼器，力矩電機(jī)動力軸的輸出端連接有錐柄安裝主軸，該錐柄安裝主軸的軸心位置設(shè)有型腔，錐柄插齒刀的工作錐柄可插入該型腔中，錐柄插齒刀可隨主軸同步旋轉(zhuǎn)；
[0010]所述Y軸進(jìn)給工作臺包括設(shè)有Y軸導(dǎo)軌的立柱、可在Y軸導(dǎo)軌上移動的Y軸底座以及固定在Y軸底座上可旋轉(zhuǎn)的砂輪，該砂輪的旋轉(zhuǎn)面與錐柄插齒刀的旋轉(zhuǎn)面垂直；所述錐柄插齒刀的齒面輪廓截形為漸開線線形，所述砂輪的截形設(shè)置為齒條線形，所述齒條線形與漸開線線形對應(yīng)；
[0011]所述Z軸進(jìn)給工作臺包括支撐所述立柱的Z軸導(dǎo)軌，立柱的下底面可在Z軸導(dǎo)軌上移動。
[0012]進(jìn)一步，所述X軸底座上設(shè)有正弦夾具，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在正弦夾具上。
[0013]進(jìn)一步，所述X軸電機(jī)為直線電機(jī)。
[0014]進(jìn)一步,所述數(shù)控系統(tǒng)為840D數(shù)控系統(tǒng)。
[0015]進(jìn)一步，所述X軸底座上設(shè)有由數(shù)控系統(tǒng)控制的砂輪修形裝置，包括由電動機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)的金剛石修形滾輪，該金剛石修形滾輪的旋轉(zhuǎn)面與砂輪的旋轉(zhuǎn)面平行。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果:砂輪通過X軸、Y軸以及Z軸進(jìn)給工作臺進(jìn)給定位，并在X軸以及Z軸的精確往復(fù)移動的帶動下按照齒輪齒條嚙合原理實(shí)現(xiàn)對錐柄插齒刀一次裝卡，且能同時完成兩個對稱齒形面的精密磨削。在刀具成型加工時，由于僅使用刀坯的工作錐柄作為裝卡定位基準(zhǔn)，所以在對磨損刀具的修磨時也能夠通過該工作錐柄得到精確的裝卡定位，使得刀具修磨不再困難。
[0017]由數(shù)控系統(tǒng)控制設(shè)有光柵尺的X軸進(jìn)給工作臺可帶動回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)整體進(jìn)行精確的往復(fù)移動，同樣由數(shù)控系統(tǒng)控制設(shè)有旋轉(zhuǎn)及角度編碼器的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可帶動錐柄插齒刀進(jìn)行精確的往復(fù)旋轉(zhuǎn)，砂輪在Y軸進(jìn)給工作臺的帶動下可對錐柄插齒刀齒深方向進(jìn)行磨削，砂輪在Z軸進(jìn)給工作臺的帶動下可對錐柄插齒刀齒長方向磨削。上述設(shè)置可去掉原齒輪磨床中的凸輪板、交換齒輪以及等分板，能夠直接通過數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的操作，使錐柄插齒刀齒形面的精密磨削加工精度和工作效率得以提高。
[0018]在本實(shí)用新型的附加技術(shù)特征中，將回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過正弦夾具固定在X軸底座上，可適應(yīng)錐柄插齒刀不同后角的調(diào)整。
[0019]在本實(shí)用新型的附加技術(shù)特征中，X軸電機(jī)采用直線電機(jī)，目的在于取消滾珠絲杠、聯(lián)軸器等機(jī)械傳動件，使得整個閉環(huán)系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能大大提高，反應(yīng)靈敏快捷，定位精度高。
[0020]在本實(shí)用新型的附加技術(shù)特征中，由于設(shè)置了由數(shù)控系統(tǒng)控制的砂輪修形裝置，可對砂輪被磨損的齒條線性進(jìn)行及時修復(fù)，以此保證錐柄插齒刀的加工精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為現(xiàn)有技術(shù)加工過程中的錐柄插齒刀刀坯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為砂輪磨削錐柄插齒刀的工作狀態(tài)示意圖；
[0024]圖4為砂輪修磨裝置的示意圖。
[0025]圖中:1.中心孔，2.工藝錐柄，3.工作錐柄，4.X軸進(jìn)給工作臺，5.X軸電機(jī)，6.光柵尺，7.X軸底座，8.正弦夾具，9.力矩電機(jī)，10.旋轉(zhuǎn)及角度編碼器，11.回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，12.錐柄安裝主軸，13.砂輪，14.Y軸底座，15.Y軸導(dǎo)軌，16.Y軸進(jìn)給工作臺，17.立柱，18.Z軸進(jìn)給工作臺，19.Z軸導(dǎo)軌，20.錐柄插齒刀，21.金剛石修形滾輪。【具體實(shí)施方式】
[0026]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0027]如圖2所示，一種錐柄插齒刀20磨削裝置，包括由數(shù)控系統(tǒng)控制的進(jìn)給工作臺，進(jìn)給工作臺包括X軸進(jìn)給工作臺4、Y軸進(jìn)給工作臺16和Z軸進(jìn)給工作臺19，三個進(jìn)給工作臺均可往復(fù)移動。X軸、Y軸與Z軸兩兩垂直，X軸與Z軸均位于水平面內(nèi)。
[0028]X軸進(jìn)給工作臺4
[0029]X軸進(jìn)給工作臺4受數(shù)控系統(tǒng)的控制可帶動錐柄插齒刀20進(jìn)行水平方向“ + ”
往復(fù)移動，如圖3所示。移動的幅度由錐柄插齒刀20齒形參數(shù)決定。
[0030]X軸進(jìn)給工作臺4包括一個設(shè)有光柵尺6的X軸導(dǎo)軌、可在X軸導(dǎo)軌上滑動的X軸底座7以及驅(qū)動X軸底座7移動的X軸電機(jī)5。X軸進(jìn)給工作臺4的移動的幅度由光柵尺6進(jìn)行測量和反饋。
[0031]在X軸底座7上裝有由數(shù)控系統(tǒng)控制的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11，該回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11包括力矩電機(jī)
9、旋轉(zhuǎn)及角度編碼器10以及錐柄安裝主軸12。其中，旋轉(zhuǎn)及角度編碼器10連接在力矩電機(jī)9動力軸的輸入端，錐柄安裝主軸12連接在力矩電機(jī)9動力軸的輸出端。錐柄安裝主軸12的軸心位置設(shè)有型腔，錐柄插齒刀20的工作錐柄可插入該型腔中作為加工時的基準(zhǔn)，錐柄可隨主軸同步旋轉(zhuǎn)。受數(shù)控系統(tǒng)的控制可由扭矩電動機(jī)帶動錐柄插齒刀20進(jìn)行“ +
方向的旋轉(zhuǎn)，如圖3所示。每次的旋轉(zhuǎn)幅度由錐柄插齒刀20齒形參數(shù)決定。力矩電機(jī)9的轉(zhuǎn)動幅度由旋轉(zhuǎn)及角度編碼器10進(jìn)行測量和反饋。
[0032]在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11中采用力矩電機(jī)9的動力軸與錐柄安裝主軸12直接連接，這樣的設(shè)置沒有中間的傳動環(huán)節(jié)，即取消了齒輪箱、蝸輪蝸桿、同步帶等機(jī)械傳動裝置，沒有反向間隙，沒有磨損，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械負(fù)載與電機(jī)轉(zhuǎn)子的直接連接。能夠提供高動態(tài)性能，消除傳動的間隙與傳動系統(tǒng)滯后現(xiàn)象。
[0033]X軸電機(jī)5可采用直線電機(jī)，能夠取消滾珠絲杠、聯(lián)軸器等機(jī)械傳動件，使得整個閉環(huán)系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能大大提聞，反應(yīng)靈敏快捷，定位精度聞。
[0034]為了適應(yīng)錐柄插齒刀20不同后角的調(diào)整，故在X軸底座7上設(shè)有正弦夾具8，將回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11固定在正弦夾具8上。
[0035]Y軸進(jìn)給工作臺16
[0036]Y軸進(jìn)給工作臺16包括設(shè)有Y軸導(dǎo)軌15的立柱17、受驅(qū)動裝置的驅(qū)動可在Y軸導(dǎo)軌15上移動的Y軸底座14以及固定在Y軸底座14上可旋轉(zhuǎn)的砂輪13。其中，砂輪13的旋轉(zhuǎn)面與錐柄插齒刀20的旋轉(zhuǎn)面垂直。由于錐柄插齒刀20的齒面輪廓截形為漸開線線形，所以砂輪13的截形設(shè)置為與漸開線線形對應(yīng)的齒條線形。
[0037]Y軸進(jìn)給工作臺16可帶動砂輪13上下移動，用于控制錐柄插齒刀20齒深方向的磨削量。
[0038]Z軸進(jìn)給工作臺19
[0039]Z軸進(jìn)給工作臺19包括支撐立柱17的Z軸導(dǎo)軌，立柱17的下底面受驅(qū)動裝置的驅(qū)動，可在Z軸導(dǎo)軌上移動，用于控制錐柄插齒刀20齒長方向的磨削量。
[0040]本實(shí)用新型的工作過程:通過數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)算和控制獲得錐柄插齒刀20的齒廓漸開線運(yùn)動軌跡，針對該齒廓的漸開線將砂輪13的截形修整成與之對應(yīng)的齒條線形。受控制系統(tǒng)控制的X軸、Y軸以及Z軸進(jìn)給工作臺19帶動砂輪13和錐柄插齒刀20移動。待砂輪13和錐柄插齒刀20到達(dá)工作位置后，控制系統(tǒng)對X軸進(jìn)給工作臺4、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11以及Z軸進(jìn)給工作臺19實(shí)施控制。其中，X軸進(jìn)給工作臺4使回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11開始進(jìn)行水平方向的往復(fù)移動；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11使錐柄插齒刀20開始進(jìn)行往復(fù)旋轉(zhuǎn)；Z軸進(jìn)給工作臺19則使立柱17在Z軸軌道上往復(fù)移動，使得齒輪規(guī)律的靠近和原諒了錐柄插齒刀20。這樣的工作過程可使錐柄插齒刀20 —次裝卡，便能夠得到砂輪13同時將兩對稱齒形面進(jìn)行精密磨削，去掉了原有錐柄插齒刀20在加工時必備的工藝錐柄。
[0041]在本實(shí)用新型中，數(shù)控系統(tǒng)選用德國西門子840D數(shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)存有標(biāo)準(zhǔn)加工及砂輪13修整程序軟件，通過操作界面輸入刀具特征參數(shù)即可自動生成不同規(guī)格刀具的磨削加工程序。
[0042]為了對砂輪13被磨損的齒條線性進(jìn)行及時修復(fù)，以此保證錐柄插齒刀20的加工精度。本實(shí)用新型設(shè)有砂輪13修形裝置，如圖3和圖4所示。砂輪13修形裝置設(shè)置在X軸底座7上，包括由電動機(jī)主軸帶動旋轉(zhuǎn)的金剛石修形滾輪21，該金剛石修形滾輪21的旋轉(zhuǎn)面與砂輪13的旋轉(zhuǎn)面平行。砂輪13修形可利用X軸進(jìn)給工作臺4、Y軸進(jìn)給工作臺16以及Z軸進(jìn)給工作臺19的帶動，把砂輪13移動到金剛石滾輪位置，X軸進(jìn)給工作臺4與Y軸進(jìn)給工作臺16聯(lián)動完成所需砂輪13形面的修整。按照齒輪齒條嚙合原理做的砂輪13修整程序存儲于數(shù)控系統(tǒng)中，結(jié)合實(shí)際磨削位置，在系統(tǒng)操作界面做相應(yīng)參數(shù)的改動，即可自動生成砂輪13修整程序。
【權(quán)利要求】
1.一種錐柄插齒刀磨銷裝置，包括由數(shù)控系統(tǒng)控制的進(jìn)給工作臺，其特征在于:所述進(jìn)給工作臺包括X軸進(jìn)給工作臺、Y軸進(jìn)給工作臺和Z軸進(jìn)給工作臺，三個進(jìn)給工作臺均可往復(fù)移動； 所述X軸進(jìn)給工作臺包括一個設(shè)有光柵尺的X軸導(dǎo)軌、可在X軸導(dǎo)軌上滑動的X軸底座以及驅(qū)動X軸底座移動的X軸電機(jī)，所述X軸底座上裝有由數(shù)控系統(tǒng)控制的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括力矩電機(jī)，力矩電機(jī)動力軸的輸入端連接有旋轉(zhuǎn)及角度編碼器，力矩電機(jī)動力軸的輸出端連接有錐柄安裝主軸，該錐柄安裝主軸的軸心位置設(shè)有型腔，錐柄插齒刀的工作錐柄可插入該型腔中，錐柄插齒刀可隨主軸同步旋轉(zhuǎn)； 所述Y軸進(jìn)給工作臺包括設(shè)有Y軸導(dǎo)軌的立柱、可在Y軸導(dǎo)軌上移動的Y軸底座以及固定在Y軸底座上可旋轉(zhuǎn)的砂輪，該砂輪的旋轉(zhuǎn)面與錐柄插齒刀的旋轉(zhuǎn)面垂直；所述錐柄插齒刀的齒面輪廓截形為漸開線線形，所述砂輪的截形設(shè)置為齒條線形，所述齒條線形與漸開線線形對應(yīng)； 所述Z軸進(jìn)給工作臺包括支撐所述立柱的Z軸導(dǎo)軌，立柱的下底面可在Z軸導(dǎo)軌上移動。
2.如權(quán)利要求1所述的錐柄插齒刀磨銷裝置，其特征在于:所述X軸底座上設(shè)有正弦夾具，所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定在正弦夾具上。
3.如權(quán)利要求1所述的錐柄插齒刀磨銷裝置，其特征在于:所述X軸電機(jī)為直線電機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的錐柄插齒刀磨銷裝置，其特征在于:所述數(shù)控系統(tǒng)為840D數(shù)控系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求1-4中任意一項所述的錐柄插齒刀磨銷裝置，其特征在于:所述X軸底座上設(shè)有由數(shù)控系統(tǒng)控制的砂輪修形裝置，包括由電動機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)的金剛石修形滾輪，該金剛石修形滾輪的旋轉(zhuǎn)面與砂輪的旋轉(zhuǎn)面平行。
【文檔編號】B24B53/06GK203622101SQ201320878564
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】趙榕, 王銀山, 趙宏, 何猛, 馮士林, 羅建平 申請人:漢江工具有限責(zé)任公司