專利名稱：提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)及其中使用的滾筒拋光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過在滾齒、剃齒或軋制成形齒及表面硬化如熱處理碳化或氮化，或者在齒輪表面磨削后，對齒輪按順序進(jìn)行噴丸處理和滾筒拋光，以便提高齒根抗彎疲勞強(qiáng)度、表面耐用度和耐磨性，從而可以有效及低成本地生產(chǎn)高質(zhì)量的齒輪。
本發(fā)明也適用于以傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的各種齒輪(如正齒輪、螺旋齒輪、雙螺旋齒輪、交叉軸螺旋齒輪、蝸輪等)，另外，不僅適用于標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形，也適用于任意齒形(例如，擺線曲線、旋輪線曲線、圓弧等)。
在進(jìn)行表面硬化如滲碳硬化后，制造鋼制齒輪的傳統(tǒng)基本工藝序列包括下述三種典型的工藝(這里將省略在表面硬化后為起鱗皮或去毛刺的噴丸處理或?yàn)閷X輪固定在軸上的中心孔磨削)(1)滾齒→表面硬化(2)滾齒→剃齒或軋齒→表面硬化(3)滾齒→表面硬化→齒面磨削在工藝序列(1)中，齒面只是借助滾齒完成，這個(gè)工藝序列用于制造較大的齒輪，其用于例如水閘門。工藝序列(2)用于制造小型或中型齒輪，其通常用在汽車變速器中。工藝序列(3)所生產(chǎn)的齒輪用在高級小汽車的變速器中或用在一般工業(yè)機(jī)械的變速裝置中。
目前，在工藝序列(2)或(3)以后，為了提高齒輪的齒根抗彎疲勞強(qiáng)度，還可進(jìn)行噴丸處理。但是，如果齒根承受噴丸處理，則用于動力傳遞的齒面變粗，從而引起表面耐用度問題。
本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在噴丸處理后的滾筒拋光可以顯著改善表面耐用度。鑒于這個(gè)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明人提出了下述基本工藝序列(4)滾齒→剃齒或軋齒→表面硬化→噴丸處理→滾筒拋光(5)滾齒→表面硬化→齒面磨削→噴丸處理→滾筒拋光但是，在工藝序列(4)中，噴丸處理和滾筒拋光一般是相互獨(dú)立進(jìn)行的，因而引起不能實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)的問題。另外，在工藝序列(5)中，齒面磨削、噴丸處理和滾筒拋光一般也是彼此獨(dú)立進(jìn)行的，從而引起不能高效生產(chǎn)的問題。另外，噴丸處理裝置和滾筒拋光裝置都較易引起環(huán)境污染，從而引起借助灰塵收集裝置清潔工作環(huán)境而使成本增加的問題。
為了解決在現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題而完成了本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于將噴丸處理和滾筒拋光工藝納入同一系統(tǒng)按順序進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)。另外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是將齒面磨削納入同一系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)更高效的生產(chǎn)。另外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是降低清潔加工環(huán)境的成本。另外，本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種可以在系統(tǒng)中使用的滾筒拋光裝置。
按照本發(fā)明，提供一種可有利地克服上述問題的提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)。按照本發(fā)明的提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)包括一個(gè)噴丸處理裝置，其用于在齒成形及表面硬化后進(jìn)行噴丸處理；一個(gè)鄰近于所述噴丸處理裝置設(shè)置的滾筒拋光裝置，其用于對已用所述噴丸處理裝置進(jìn)行過噴丸處理的齒輪進(jìn)行滾筒拋光；以及一個(gè)鄰近于所述噴丸處理裝置和所述滾筒拋光裝置設(shè)置的齒輪輸送裝置，其用于將已用所述噴丸處理裝置進(jìn)行過噴丸處理的齒輪送至所述滾筒拋光裝置。
在這種系統(tǒng)中，齒成形及表面硬化后的齒輪送至噴丸處理裝置時(shí)，噴丸處理裝置使齒輪承受噴丸處理以改善齒輪的齒根抗彎疲勞強(qiáng)度。然后，鄰近于噴丸處理裝置和滾筒拋光裝置設(shè)置的齒輪輸送裝置將已由噴丸處理裝置進(jìn)行過噴丸處理的齒輪送至滾筒拋光裝置，然后，滾筒拋光裝置使齒輪承受滾筒拋光。
因此，按照這個(gè)系統(tǒng)，噴丸處理和滾筒拋光工藝被納入同一個(gè)系統(tǒng)以便按順序進(jìn)行，從而高效地生產(chǎn)高質(zhì)量的齒輪。另外，由于都易于引起環(huán)境污染的噴丸處理裝置和滾筒拋光裝置彼此相結(jié)合，因而可減少清潔設(shè)施如灰塵收集裝置的數(shù)目，從而降低了清潔加工環(huán)境的成本。
在按照本發(fā)明的提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)中，齒輪輸送裝置可將齒輪送至噴丸處理裝置，并從滾筒拋光裝置取出齒輪。按照這種系統(tǒng)，齒輪可自動地被送至或取出系統(tǒng)，從而高效地生產(chǎn)高質(zhì)量的齒輪。
另外，在按照本發(fā)明的提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)中，噴丸處理裝置和滾筒拋光裝置可彼此側(cè)向放置。按照這種系統(tǒng)，齒輪輸送距離可被減小，從而可簡化齒輪輸送裝置的結(jié)構(gòu)。
同時(shí)，在按照本發(fā)明的提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)中，噴丸處理裝置和滾筒拋光裝置可彼此垂向設(shè)置。按照這種系統(tǒng)，系統(tǒng)的占地面積可被減小，從而提高齒輪生產(chǎn)場地的利用率。
另外，按照本發(fā)明的提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)還可包括一個(gè)鄰近于噴丸處理裝置設(shè)置的、用于磨削齒輪齒面的磨削裝置；以及鄰近于磨削裝置和噴丸處理裝置設(shè)置的、用于將齒面已被磨削裝置磨削的齒輪送至噴丸處理裝置的第二齒輪輸送裝置。按照這種系統(tǒng)，在噴丸處理之前的齒面磨削可納入同一系統(tǒng)，以便按順序進(jìn)行，從而更高效地生產(chǎn)高質(zhì)量的齒輪。
另外，在按照本發(fā)明的提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)中，滾筒拋光裝置可以是回轉(zhuǎn)式的，它使一筒箱回轉(zhuǎn)并轉(zhuǎn)動筒箱內(nèi)的齒輪，該滾筒拋光裝置包括用于將多種介質(zhì)按順序送至筒箱的介質(zhì)供應(yīng)裝置；以及用于從筒箱排放已對齒輪進(jìn)行滾筒拋光的介質(zhì)的介質(zhì)排放裝置。按照這種系統(tǒng)，筒箱回轉(zhuǎn)，齒輪在筒箱內(nèi)轉(zhuǎn)動。介質(zhì)供應(yīng)裝置將多種介質(zhì)(磨石)按順序送至筒箱。同時(shí)，介質(zhì)排放裝置在齒輪進(jìn)行滾筒拋光后將介質(zhì)從筒箱排出。因此，按照這種系統(tǒng)，可以進(jìn)行不同的滾筒拋光，從而更高效地生產(chǎn)高質(zhì)量的齒輪。
按照本發(fā)明的可用于上述系統(tǒng)中的滾筒拋光裝置是回轉(zhuǎn)式的，它使一筒箱回轉(zhuǎn)并在筒箱內(nèi)轉(zhuǎn)動工件，這種滾筒拋光裝置包括用于按順序向筒箱供應(yīng)多種介質(zhì)的介質(zhì)供應(yīng)裝置；以及用于從筒箱排放已對工件進(jìn)行過滾筒拋光的介質(zhì)的介質(zhì)排放裝置。按照這種滾筒拋光裝置，筒箱回轉(zhuǎn)，工件如齒輪在筒箱內(nèi)轉(zhuǎn)動。介質(zhì)供應(yīng)裝置按順序向筒箱供應(yīng)多種介質(zhì)。同時(shí)，介質(zhì)排放裝置從筒箱排放對工件進(jìn)行過滾筒拋光的介質(zhì)。因此，這種滾筒拋光裝置可以用在上述系統(tǒng)中，從而可進(jìn)行不同的齒輪滾筒拋光。另外，這種滾筒拋光裝置可適用于除齒輪以外的工件，對工件進(jìn)行不同的滾筒拋光。
在按照本發(fā)明的滾筒拋光裝置中，多種介質(zhì)可以是下述兩種介質(zhì)粗加工介質(zhì)和磨粒細(xì)于粗加工介質(zhì)磨粒的精加工介質(zhì)。按照這種滾筒拋光裝置，在滾筒拋光中可按順序進(jìn)行粗拋光和精拋光，從而在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行高效的滾筒拋光。
同時(shí)，在按照本發(fā)明的滾筒拋光裝置中，多種介質(zhì)可以是下述兩種介質(zhì)能夠進(jìn)入工件精細(xì)部分的精細(xì)部分滾筒拋光介質(zhì)和大于精細(xì)部分拋光介質(zhì)的圓周部分滾筒拋光介質(zhì)。按照這種滾筒拋光裝置，對工件的精細(xì)部分和圓周部分進(jìn)行滾筒拋光的時(shí)間可以彼此獨(dú)立地設(shè)定，因此可按照需要對工件的精細(xì)部分和圓周部分進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐L筒拋光。
附圖簡要說明如下

圖1A的垂直剖視圖示意地表示按照本發(fā)明的提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)的第一推薦實(shí)施例的結(jié)構(gòu)；圖1B是第一推薦實(shí)施例的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意平面圖；圖2的示意平面圖表示按照本發(fā)明的提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)的第二推薦實(shí)施例的結(jié)構(gòu)；圖3的示意平面圖表示按照本發(fā)明的提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)的第三推薦實(shí)施例的結(jié)構(gòu)；圖4A的垂直剖視圖示意地表示按照本發(fā)明的提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)的第四推薦實(shí)施例的結(jié)構(gòu)；圖4B是第四推薦實(shí)施例的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意平面圖。
下面對照附圖描述按照本發(fā)明的推薦實(shí)施例。第一實(shí)施例圖1A的垂直剖視圖示意地表示按照本發(fā)明的提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)的第一推薦實(shí)施例；圖1B的示意平面圖表示第一推薦實(shí)施例的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。第一實(shí)施例的系統(tǒng)包括一個(gè)噴丸處理裝置1；一個(gè)回轉(zhuǎn)滾筒拋光裝置2，它作為齒面修整裝置側(cè)向鄰近于噴丸處理裝置1設(shè)置；以及一個(gè)極坐標(biāo)型機(jī)器人3，它作為齒輪輸送裝置鄰近于且在噴丸處理裝置1和滾筒拋光裝置2之間設(shè)置。
相對于一模數(shù)為3、齒數(shù)為30、齒寬為20mm的齒輪，通常進(jìn)行30秒至幾分鐘的噴丸處理和幾分鐘至60分鐘的滾筒拋光考慮到上述需要的加工時(shí)間，本實(shí)施例的系統(tǒng)圍繞極坐標(biāo)型機(jī)器人3設(shè)有四個(gè)部分A，B，C和D，極坐標(biāo)型機(jī)器人3具有一個(gè)能夠擴(kuò)張、收縮、升、降及轉(zhuǎn)動的臂3a。
這里，在部分A中設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)臺式底板4；一個(gè)未畫出的清潔裝置和一個(gè)未畫出的用于覆蓋底板4的開/閉式罩。在部分B中設(shè)有一個(gè)噴丸噴嘴1a；一個(gè)用于升、降、進(jìn)、退、擺動和振蕩噴丸噴嘴的噴嘴運(yùn)動機(jī)構(gòu)1b；一個(gè)用于可卸地安裝工件組件7的工件工作臺1c，上述工件組件7由一個(gè)或多個(gè)齒輪5和一個(gè)夾具6構(gòu)成，上述夾具6可卸地支承齒輪5，使齒輪中心軸線處于豎直延伸姿態(tài)；一臺用于轉(zhuǎn)動噴丸處理裝置1的工件工作臺1c的電機(jī)1d；以及一個(gè)用于覆蓋它們的開/閉式罩8。
在部分C中設(shè)有另一個(gè)與部分A中相同的轉(zhuǎn)臺式底板9。在部分D中在滾筒拋光裝置2中設(shè)有一個(gè)筒箱2a；一個(gè)用轉(zhuǎn)動筒箱2a的電機(jī)2b；在筒箱2a內(nèi)圓周方向的4個(gè)點(diǎn)位上用于轉(zhuǎn)動工件組件7的電機(jī)2c；用于分別將工件組件7可卸地連接于電機(jī)2c的卡盤2d；以及一個(gè)工件升/降機(jī)構(gòu)2e，其用于開/降電機(jī)2c以便相對于筒箱2a升/降工件組件7；一個(gè)未畫出的用于開/閉筒箱2a的底蓋2f的底蓋開/閉機(jī)構(gòu)；分別從介質(zhì)供應(yīng)裝置10和相鄰于部分D設(shè)置的介質(zhì)回收箱11延伸的一條介質(zhì)供應(yīng)導(dǎo)管10a和一條介質(zhì)回收導(dǎo)管11a；以及一個(gè)未畫出的復(fù)合物供應(yīng)機(jī)構(gòu)，其用于將復(fù)合物與水一起送入筒箱2a中。
介質(zhì)供應(yīng)裝置10具有一個(gè)粗加工介質(zhì)容器10b，其用于儲備粗加工介質(zhì)(磨石)，它是通過硬化較粗的磨粒制成的；以及一個(gè)精加工介質(zhì)容器10c，其用于儲備精加工介質(zhì)，它是通過硬化比粗加工介質(zhì)的磨粒細(xì)的磨粒制成的。介質(zhì)供應(yīng)導(dǎo)管10a有選擇地將來自兩個(gè)介質(zhì)容器10b和10c的兩種介質(zhì)送入筒箱2a。
在該系統(tǒng)中，齒輪5以下述方法序列按順序承受噴丸處理和滾筒拋光(1)首先，將一個(gè)或多個(gè)齒輪5固定在夾具6上，從而構(gòu)成每個(gè)工件組件7，齒輪5的包括齒面的齒形是通過滾齒、剃齒或軋制，接著進(jìn)行表面硬化如熱處理而高精度地形成的。將工件組件7自動或手動地送至部分A，以便放置在底板4上。
(2)然后，轉(zhuǎn)動底板4，使工件組件7移在機(jī)器人3的臂3a的運(yùn)動范圍內(nèi)。機(jī)器人3通過臂3a將工件組件7從部分A移至部分B，然后，將其放置在噴丸處理裝置1的工件工作臺1c上。因此，工件組件7被固定在工件工作臺1c上。
(3)接著，在部分B中，在工件組件7中的齒輪5承受預(yù)定時(shí)間的噴丸處理。當(dāng)噴嘴運(yùn)動機(jī)構(gòu)1b使噴丸噴嘴1a升、降、進(jìn)、退、擺動或振蕩時(shí)，噴丸從噴丸噴嘴1a吹向齒輪5。同時(shí)，工件組件7被電機(jī)1d通過工件工作臺1c相對于預(yù)定的轉(zhuǎn)動方向作正、反向轉(zhuǎn)動，使噴丸可以均勻地?fù)舸螨X輪5的兩個(gè)齒面。在噴丸過程中，罩8閉合以防止噴丸飛出部分B。
(4)其后，機(jī)器人3借助臂3a將工件組件7放置在部分C的底板9上。工件組件7在底板9上等待下一次滾筒拋光。
(5)然后，一個(gè)或幾個(gè)工件組件7被機(jī)器人3的臂3a順序移至部分D，然后在已除去介質(zhì)的筒箱2a上方被輸送。工件組件7被卡盤2d固定，連同電機(jī)2c被工件升/降機(jī)構(gòu)2e的電機(jī)2c一起被升高，然后被工件升/降機(jī)構(gòu)2e降在筒箱2a內(nèi)。
(6)接著，工件組件7中的齒輪5在筒箱2a中承受滾筒拋光處理。此時(shí)，在筒箱2a的底蓋2f首先被底蓋開/閉機(jī)構(gòu)閉合之后，粗加工介質(zhì)從粗加工介質(zhì)容器10b通過介質(zhì)供應(yīng)管道10a送入筒箱2a，同時(shí)復(fù)合物從復(fù)合物供應(yīng)機(jī)構(gòu)送入筒箱2a。接著，筒箱2a借助電機(jī)2b相對于預(yù)定轉(zhuǎn)動方向被正、反向轉(zhuǎn)動(回轉(zhuǎn))，另外，工件組件7借助電機(jī)2c在筒箱2a中圓周方向上的4個(gè)點(diǎn)位上相對于筒箱2a的轉(zhuǎn)動方向被反向轉(zhuǎn)動。因此，齒輪5的兩個(gè)齒面承受粗加工介質(zhì)和復(fù)合物的粗滾筒拋光。在滾筒拋光過程中，例如，借助工件升/降機(jī)構(gòu)2e可對工件組件7進(jìn)行豎直方向(即，沿齒輪中心軸線)振動。
在完成了粗滾筒拋光時(shí)，筒箱2a的底蓋2f被底蓋開/閉機(jī)構(gòu)打開，使筒箱2a中的粗加工介質(zhì)和復(fù)合物通過介質(zhì)回收管道11a回收到介質(zhì)回收箱11中。接著，在筒箱2a的底蓋2f被底蓋開/閉機(jī)構(gòu)閉合后，精加工介質(zhì)從精加工介質(zhì)容器10c通過介質(zhì)供應(yīng)管道10a送入筒箱2a，另外，復(fù)合物從復(fù)合物供應(yīng)機(jī)構(gòu)送至筒箱2a。按照與前述粗滾筒拋光相同的方式，齒輪5的兩個(gè)齒面承受精加工介質(zhì)和復(fù)合物的精滾筒拋光。在完成了精滾筒拋光時(shí)，筒箱2a的底蓋2f被底蓋開/閉機(jī)構(gòu)打開，使筒箱2a內(nèi)的精加工介質(zhì)和復(fù)合物通過介質(zhì)回收管道11a回收到介質(zhì)回收箱11中。
在粗滾筒拋光和精滾筒拋光中的任一個(gè)過程中，另一過程的介質(zhì)被回送至介質(zhì)容器。此時(shí)，連續(xù)檢查介質(zhì)和復(fù)合物的變劣狀態(tài)，然后，如果需要，介質(zhì)可由新介質(zhì)替代。因此，滾筒拋光裝置2很適于大批量或中等批量順序加工齒輪5。
(7)然后，借助工件升/降機(jī)構(gòu)2e將工件組件7從筒箱2a內(nèi)升起，然后借助機(jī)器人3的臂3a送向部分A內(nèi)的底板4。在部分A中，在罩閉合后，空氣和清洗溶劑被送向工件組件7，以便洗掉復(fù)合物和水的加工液體混合物，另外，如必要，防蝕劑被霧化。
(8)其后，罩被打開，然后工件組件7自動地或手動地從部分A取出。
因此，按照第一實(shí)施例的系統(tǒng)，由于噴丸處理和滾筒拋光是在同一系統(tǒng)中按順序進(jìn)行的，因而可以有效地生產(chǎn)高質(zhì)量的齒輪。另外，由于都容易引起環(huán)境污染的噴丸處理裝置和滾筒拋光裝置被相互結(jié)合，因而可以減少清洗設(shè)施如灰塵收集裝置的數(shù)目，降低工作環(huán)境清潔費(fèi)用。
另外，按照第一實(shí)施例的系統(tǒng)，由于機(jī)器人3自動地將齒輪5送至噴丸處理裝置1并從滾筒拋光裝置2將齒輪5取出，因而可以有效地生產(chǎn)高質(zhì)量的齒輪。
另外，按照第一實(shí)施例的系統(tǒng)，由于噴丸處理裝置1和滾筒拋光裝置2彼此側(cè)向布置，因而可以減少齒輪輸送距離，從而簡化機(jī)器人3的結(jié)構(gòu)。第二實(shí)施例圖2的示意平面圖表示按照本發(fā)明的提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)的第二推薦實(shí)施例的齒輪加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。該實(shí)施例的系統(tǒng)包括一個(gè)噴丸處理裝置1；一個(gè)回轉(zhuǎn)式滾筒拋光裝置2，其側(cè)向鄰近于噴丸處理裝置1布置；以及一個(gè)極坐標(biāo)工業(yè)機(jī)器人3，作為齒輪輸送裝置，它鄰近于且在噴丸處理裝置1和滾筒拋光裝置2之間布置。另外，該實(shí)施例的系統(tǒng)還包括一個(gè)NC(數(shù)控)齒輪磨床12，作為磨削裝置，它側(cè)向鄰近于噴丸處理裝置1設(shè)置；一個(gè)具有與機(jī)器人3相同結(jié)構(gòu)的第二機(jī)器人13，用作第二齒輪輸送裝置，它鄰近于噴丸處理裝置1和齒輪磨床12設(shè)置；以及一對用于將工件組件7送入或送出系統(tǒng)的帶式輸送器14和15。噴丸處理裝置1、滾筒拋光裝置2和機(jī)器人3的結(jié)構(gòu)和布置與上述第一實(shí)施例相同，因此這里不再贅述。
除了部分A，B，C和D以外，第二實(shí)施例的系統(tǒng)還包括一個(gè)部分E，在該部分中設(shè)置帶式輸送器14和15；以及一個(gè)部分F，在該部分中設(shè)置齒輪磨床12的工作臺12a。
在該實(shí)施例的系統(tǒng)中，齒輪5按照下述方法序列承受噴丸處理和滾筒拋光(1)首先，將一個(gè)或多個(gè)齒輪5固定在夾具6上，從而構(gòu)成每個(gè)工件組件7，上述齒輪5的齒形通過滾齒或類似方法進(jìn)行過某種精度的成形，接著進(jìn)行過表面硬化如熱處理。將工件組件7自動或手動地送至部分E，以便放置在帶式輸送器14上。
(2)然后操作帶式輸送器14，將裝在帶式輸送器14上的工件組件7一個(gè)接一個(gè)地移到機(jī)器人13的臂13a的運(yùn)動范圍內(nèi)。機(jī)器人13借助臂13a將工件組件7從部分E移至部分F，然后，將其放置在齒輪磨床12的工件工作臺12a上。然后，將工件組件7固定在工作臺12a上。借助齒輪磨床12的磨石12b磨削工件組件7中的齒輪5的齒面。在完成磨削時(shí)，借助機(jī)器人13的臂13a將工件組件7從部分F移至部分A，然后，放置在底板4上。
接下來的過程與第一實(shí)施例相同(4)機(jī)器人3的臂3a將工件組件7移至部分B。
(5)接著，工件組件7中的齒輪5的兩個(gè)齒面承受噴丸處理裝置1的噴丸處理。
(6)機(jī)器人3的臂3a將工件組件7送到部分C中的底板9上，然后等待它的滾筒拋光。
(7)機(jī)器人3的臂3a將工件組件7移至部分D中的筒箱2a。
(8)工件組件7中的齒輪5的兩個(gè)齒面承受滾筒拋光裝置2的滾筒拋光。
(9)機(jī)器人3的臂3a將工件組件7送至部分A，在那里清洗齒輪5。如需要，防蝕劑向齒輪5霧化。
(10)其后，機(jī)器人3的臂3a將工件組件7從部分A中的底板4移到部分E中的帶式輸送器15上。操縱帶式輸送器15順序輸送其上安裝的工件組件7。最后，工件組件7被自動或手動地取出部分E。
因此，第二實(shí)施例的系統(tǒng)可以產(chǎn)生與上述第一實(shí)施例相同的功能和效果。另外，由于在噴丸處理前的齒面磨削可在同一個(gè)系統(tǒng)中順序進(jìn)行，因而可以更有效地生產(chǎn)高質(zhì)量的齒輪。第三實(shí)施例圖3的示意平面圖表示作為按照本發(fā)明的提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)的第三實(shí)施例的齒輪加工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。該實(shí)施例的系統(tǒng)除了一個(gè)或多個(gè)與第一實(shí)施例相同結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)以外還包括多個(gè)(圖中為8個(gè))NC(數(shù)控)齒輪磨床12；一個(gè)用于將齒輪磨床12連接于一個(gè)噴丸處理裝置1的帶式輸送器16；一個(gè)齒輪加工控制室17，該控制室具有用于控制整個(gè)系統(tǒng)工作的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)，以便相對于優(yōu)先指令或齒輪加工的中斷進(jìn)行加工，從而提高生產(chǎn)率；一個(gè)齒輪安裝工位18，在該工位將齒輪5裝在夾具6上以構(gòu)成工件組件7；一個(gè)齒輪拆卸工位19，在該工位將齒輪5從夾具6上卸去；以及多個(gè)工業(yè)機(jī)器人20，例如，用于輸送工件組件7的極坐標(biāo)機(jī)器人。
在第三實(shí)施例的系統(tǒng)中，齒面磨削、噴丸處理和滾筒拋光過程可以順序地對于每個(gè)工件組件7進(jìn)行，這些過程可以由計(jì)算機(jī)控制。因此，過程的狀態(tài)(加工時(shí)間、加工狀態(tài)、位置等)可以任意設(shè)定，在加工過程中的進(jìn)展情況、過度負(fù)荷、加工誤差、工作中斷等可得到監(jiān)測、齒輪5在夾具6上的裝、拆可使用工業(yè)機(jī)器人20自動地進(jìn)行。第四實(shí)施例圖4A的垂直剖視圖示意地表示按照本發(fā)明的提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，圖4B的示意平面圖表示第四實(shí)施例的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。第四實(shí)施例的系統(tǒng)包括一個(gè)噴丸處理裝置1；一個(gè)回轉(zhuǎn)式滾筒拋光裝置2，其垂向相鄰于噴丸處理裝置1設(shè)置；以及一個(gè)極坐標(biāo)工業(yè)機(jī)器人3，作為齒輪輸送裝置，它鄰近于且在噴丸處理裝置1和滾筒拋光裝置2之間安裝。
第四實(shí)施例的系統(tǒng)包括在機(jī)器人3附近的三個(gè)部分G，H和I。一個(gè)帶式輸送器21設(shè)置在部分G中。在部分H中，一個(gè)噴丸噴嘴1a和一個(gè)用于升、降、進(jìn)、退、擺動和振蕩噴丸處理裝置1的噴丸噴嘴1a的噴丸噴嘴運(yùn)動機(jī)構(gòu)1b按照與上述第一實(shí)施例的部分B中相同的方式設(shè)置。
與第一實(shí)施例的滾筒拋光裝置2不同，第四實(shí)施例的滾筒拋光裝置2沒有設(shè)置任何用于轉(zhuǎn)動工件組件7的電機(jī)2c、任何用于可卸地將工件組件7連接于電機(jī)2c的卡盤2d及任何用于升、降工件組件7的工件組件升/降機(jī)構(gòu)2e。作為替代，在第四實(shí)施例中的機(jī)器人3在臂3a的末端包括一個(gè)用于轉(zhuǎn)動工件組件7的電機(jī)3b和一個(gè)用于可卸地將工件組件7連接于電機(jī)3b的卡盤3c。另外，在該實(shí)施例中，為了使部分G和I與部分H分開，設(shè)有開/閉式罩22。
在該實(shí)施例的系統(tǒng)中，當(dāng)工件組件7保持設(shè)置在機(jī)器人3的臂3a的末端上時(shí)，噴丸處理和滾筒拋光按照下述方式進(jìn)行(1)首先，部分G中的帶式輸送器21將工件組件7送到預(yù)定位置，然后，機(jī)器人3借助設(shè)置在其臂3a末端上的卡盤3c夾緊放置在帶式輸送器21上的工件組件7，以便將其送至部分H。
(2)然后，當(dāng)機(jī)器人3借助電機(jī)3b轉(zhuǎn)動時(shí)，噴丸處理裝置移動噴丸噴嘴1a，從而使工件組件7承受噴丸處理。
(3)當(dāng)完成噴丸處理時(shí)，部分H和I之間的罩22打開，因而機(jī)器人3使工件組件7降至設(shè)置在噴丸處理裝置1下面的滾筒拋光裝置2的筒箱2a中。
(4)接著，按照與第一實(shí)施例相同的方式，滾筒拋光裝置2按順序進(jìn)行粗滾筒拋光和精滾筒拋光。
(5)在完成滾筒拋光時(shí)，機(jī)器人3將工件組件7向上拉至部分H，在該部分中高壓空氣通過未畫出的噴嘴吹向工件組件7，從而清潔工件組件7。如需要，向工件組件7進(jìn)行防蝕劑噴霧。
(6)其后，機(jī)器人3使工件組件7返回部分G，將其放置在帶式輸送器21上，然后，帶式輸送器21將工件組件7送出。
因此，本實(shí)施例的系統(tǒng)可產(chǎn)生與前述第一實(shí)施例相同的功能和效果。另外，由于噴丸處理裝置1和滾筒拋光裝置2是彼此沿豎直方向設(shè)置的，因而可減小系統(tǒng)的占地面積，從而提高齒輪生產(chǎn)場地的面積利用率。特別是本實(shí)施例的系統(tǒng)易于裝入現(xiàn)有齒輪加工線，從而方便地提高齒輪質(zhì)量。
雖然已經(jīng)針對具體實(shí)施例描述和圖示了本發(fā)明，但是，本發(fā)明顯然并不局限于這些具體實(shí)施例，可對其進(jìn)行各種修改和變化而并不超出本發(fā)明的范圍。
例如，齒輪磨床可以不是數(shù)控式的，齒輪輸送裝置可以具有除極坐標(biāo)型機(jī)器人以外的結(jié)構(gòu)。另外，雖然在上述實(shí)施例中，工件組件7的移動和齒輪的噴丸處理的滾筒拋光是在工件組件垂向布置狀態(tài)(即，齒輪軸線豎直方向延伸的狀態(tài))進(jìn)行的，但是，工件組件也可以橫向布置來順序承受各種加工。
另外，雖然在上述實(shí)施例中，采用粗、精加工兩種介質(zhì)，但是，也可以順序采用下述兩種介質(zhì)，即，能夠進(jìn)入工件的精細(xì)部分的精細(xì)滾筒拋光介質(zhì)和大于精細(xì)拋光介質(zhì)的圓周部分滾筒拋光介質(zhì)，或者采用多種適當(dāng)介質(zhì)組合的多種介質(zhì)，以便對精細(xì)部分和圓周部分進(jìn)行滾筒拋光。
按照本發(fā)明的系統(tǒng)可用于提高除標(biāo)準(zhǔn)外齒輪以外的各種齒輪，例如內(nèi)齒輪、傘齒輪、準(zhǔn)雙曲面齒輪等。另外，按照本發(fā)明的系統(tǒng)可適用于鋼制齒輪，這些齒輪已承受各種表面硬化處理，例如，碳化，碳-氮化、氮化、硫-氮化、感應(yīng)硬化和火焰硬化等，如上所述，齒輪可以是軋制、鍛壓等冷加工或熱加工產(chǎn)品。
另外，按照本發(fā)明的系統(tǒng)和滾筒拋光裝置也適用于加工進(jìn)行過表面硬化的機(jī)器零件如凸輪、銷子、螺栓或行走輪驅(qū)動裝置的牽引件。
權(quán)利要求
1.用于提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)，它包括一個(gè)噴丸處理裝置，其用于在齒成形及表面硬化后進(jìn)行噴丸處理；一個(gè)鄰近于所述噴丸處理裝置設(shè)置的滾筒拋光裝置，其用于對已用所述噴丸處理裝置進(jìn)行過噴丸處理的齒輪進(jìn)行滾筒拋光；以及一個(gè)鄰近于所述噴丸處理裝置和所述滾筒拋光裝置設(shè)置的齒輪輸送裝置，其用于將已用所述噴丸處理裝置進(jìn)行過噴丸處理的齒輪送至所述滾筒拋光裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的加工系統(tǒng)，其特征在于所述齒輪輸送裝置也將齒輪送至所述噴丸處理裝置及從所述滾筒拋光裝置取出。
3.如權(quán)利要求1所述的加工系統(tǒng)，其特征在于所述噴丸處理裝置和所述滾筒拋光裝置是彼此側(cè)向設(shè)置的。
4.如權(quán)利要求1所述的加工系統(tǒng)，其特征在于所述噴丸處理裝置和所述滾筒拋光裝置是彼此垂向設(shè)置的。
5.如權(quán)利要求1所述的加工系統(tǒng)，其特征在于還包括一個(gè)鄰近于所述噴丸處理裝置設(shè)置的磨削裝置，其用于磨削齒輪的齒面；以及一個(gè)鄰近于所述磨削裝置和所述噴丸處理裝置設(shè)置的第二齒輪輸送裝置，其用于將齒面已用所述磨削裝置磨削的齒輪送至所述噴丸處理裝置。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的加工系統(tǒng)，其特征在于所述滾筒拋光裝置是回轉(zhuǎn)式的，它使一個(gè)筒箱回轉(zhuǎn)并轉(zhuǎn)動所述筒箱內(nèi)的齒輪，所述滾筒拋光裝置包括介質(zhì)供應(yīng)裝置，其用于將多種介質(zhì)按順序送至所述筒箱；以及介質(zhì)排放裝置，其用于從所述筒箱排放已用于對齒輪進(jìn)行過滾筒拋光的介質(zhì)。
7.一種回轉(zhuǎn)式滾筒拋光裝置，它使一筒箱回轉(zhuǎn)并轉(zhuǎn)動所述筒箱內(nèi)的工件，所述滾筒拋光裝置包括介質(zhì)供應(yīng)裝置，其用于將多種介質(zhì)按順序送至所述筒箱；以及介質(zhì)排放裝置，其用于從所述筒箱排放已用于對齒輪進(jìn)行過滾筒拋光的介質(zhì)。
8.如權(quán)利要求7所述的滾筒拋光裝置，其特征在于所述多種介質(zhì)意味著兩種介質(zhì)一種粗加工介質(zhì)和一種精加工介質(zhì)，精加工介質(zhì)具有的磨粒細(xì)于所述粗加工介質(zhì)的磨粒。
9.如權(quán)利要求7所述的滾筒拋光裝置，其特征在于所述多種介質(zhì)意味著兩種介質(zhì)一種能夠進(jìn)入工件精細(xì)部分的精細(xì)部分滾筒拋光介質(zhì)和一種圓周部分滾筒拋光介質(zhì)，其大于所述精細(xì)部分滾筒拋光介質(zhì)。
全文摘要
一種用于提高齒輪質(zhì)量的加工系統(tǒng)包括:用于在齒成形和表面硬化后對齒輪5進(jìn)行噴丸處理的噴丸處理裝置1;鄰近噴丸處理裝置設(shè)置、用于對已用噴丸處理裝置1進(jìn)行過噴丸處理的齒輪進(jìn)行滾筒拋光的滾筒拋光裝置2;以及鄰近于噴丸處理裝置和滾筒拋光裝置設(shè)置的、用于將已用噴丸處理裝置進(jìn)行過噴丸處理的齒輪送至滾筒拋光裝置的齒輪輸送裝置,這樣就可以有效地生產(chǎn)高質(zhì)量的齒輪,并可用一灰塵收集裝置低成本地清潔工作環(huán)境。
文檔編號C21D7/00GK1253055SQ9912332
公開日2000年5月17日 申請日期1999年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月23日
發(fā)明者穗屋下茂 申請人:佐賀大學(xué)