CN102528171A

CN102528171A - 数控高效摆线齿形磨床

Info

Publication number: CN102528171A
Application number: CN2012100371854A
Authority: CN
Inventors: 厉天龙
Original assignee: ZHEJIANG SHUNTIAN SPEED REDUCER MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG SHUNTIAN SPEED REDUCER MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明提供了一种数控高效摆线齿形磨床，包括机座、工作台、砂轮磨削机构和控制系统；机座上设置有互相垂直的第一导轨、第二导轨和第三导轨；工件安装在工作台上，工作台可沿第一导轨、第二导轨运动；砂轮磨削机构用于对工件进行磨削，其可沿第三导轨运动；其特征在于，所述工作台可绕工作台轴线旋转；工件可绕工件轴线旋转，所述工作台轴线与工件轴线垂直。本发明采用砂轮对工件进行磨削，通过控制系统调整工件与砂轮在正交坐标系中的相对位置，砂轮自身的旋转速度以及工件自身的旋转速度，可以高效的完成摆线齿的加工。同时可通过控制工作台的旋转来对工件的位置进行微调，从而使工件的位置更加准确，以提高加工精度。

Description

数控高效摆线齿形磨床

技术领域

本发明属于机械制造领域，具体涉及一种用于加工摆线齿的数控高效摆线齿形磨床。

背景技术

摆线齿轮以其独特的优点被广泛地应用于减速机、油泵和液压马达等机械设备中。作为这些机械设备的核心元件，其加工精度和加工效率直接影响了整个机械的性能。多年来，摆线齿轮磨齿机构基本都是采用模拟摆线齿轮减速机工作时的齿轮自转和公转的盘形砂轮磨齿方法，但是该方法的加工效率很低，并且加工精度不高。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种加工效率高、精度高的数控高效摆线齿形磨床。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种数控高效摆线齿形磨床，包括机座、工作台、砂轮磨削机构和控制系统；机座上设置有互相垂直的第一导轨、第二导轨和第三导轨；工件安装在工作台上，工作台上设置有第一立柱和第二立柱，第一立柱安装在第一导轨上，第一立柱与机座之间安装有驱动工作台沿第一导轨移动的第一移动机构；第二立柱安装在第二导轨上，第二立柱与机座之间安装有驱动工作台沿第二导轨移动的第二移动机构；砂轮磨削机构安装在第三导轨上，用于对工件进行磨削；砂轮磨削机构与机座之间安装有驱动砂轮磨削机构沿第三导轨移动的第三移动机构；

其特征在于，所述工作台与第一电机连接，并由第一电机驱动绕工作台轴线旋转；所述工件与第二电机连接，并由第二电机驱动绕工件轴线旋转，所述工作台轴线与工件轴线垂直。

进一步的，所述砂轮磨削机构包括底座、砂轮和砂轮修整器，所述砂轮为螺旋形砂轮，砂轮轴线与水平面之间有一倾角，所述倾角与螺旋形砂轮的螺旋升角相同，砂轮沿轴向的长度至少为工件目标齿距的2倍，所述砂轮的廓形与工件的目标齿形完全啮合；砂轮与第三电机连接，并由第三电机驱动旋转；砂轮修整器与第四电机连接，并由第四电机驱动旋转；砂轮和砂轮修整器均安装在一与底座上，底座安装在第三导轨上，底座上设置有水平方向互相垂直的第四导轨和第五导轨，砂轮修整器与底座之间安装有驱动砂轮修整器沿第四导轨移动的第四移动机构和沿第五导轨移动的第五移动机构。

进一步的，所述砂轮修整器为金刚轮。

进一步的，第一移动机构、第二移动机构、第三移动机构、第四移动机构和第五移动机构均包括一驱动装置和一传动装置，所述驱动装置为伺服电机或手轮，所述传动装置为滚珠丝杠。

本发明所述的数控高效摆线齿形磨床采用砂轮对工件进行磨削，工件、工作台以及砂轮均具有多个自由度，通过控制系统调整工件与砂轮在正交坐标系中的相对位置，砂轮自身的旋转速度以及工件自身的旋转速度，可以高效的完成摆线齿的加工。本发明同时可通过控制工作台的旋转来对工件的位置进行微调，从而使工件的位置更加准确，提供加工精度。经过实验验证，该数控高效摆线齿形磨床的加工效率是普通Y7654型磨齿机的5-7倍，加工精度可以达到4级。

本发明所述的数控高效摆线齿形磨床中采用的砂轮的轴向长度至少为工件目标齿距的2倍，所述砂轮的廓形与工件的目标齿形完全啮合；砂轮通过自身的高速旋转和水平运动，以及工件的自身旋转运动和上下运动可实现摆线齿轮的全齿宽磨削。本发明可同时磨削两个齿，与传统方法相比，本发明减少了砂轮的偏心摆动过程，实现了不间断的磨削，使得磨削精度和效率更高，砂轮的使用寿命更长。

附图说明

图1为本发明所述的数控高效摆线齿形磨床的主视图；

图2为本发明所述的数控高效摆线齿形磨床的俯视图；

图中各标号的含义如下：

1-机座、2-工作台、3-控制系统、4-第一导轨、5-第二导轨、6-第三导轨、7-工件、8-工件轴线、9-第一立柱、10-第二立柱、11-第一手轮、12-Z向电机、13-第二电机、14-第二手轮、15-砂轮及修整器底座、16-砂轮、17-砂轮修整器、18-第三电机、19-第四电机、20-第四导轨、21-第五导轨、22-第三手轮、23-Y向电机、24-工件夹具、25-修整器夹具、26-工作台轴线、27-第一滚珠丝杠、28-第二滚珠丝杠、29-第三滚珠丝杠、30-第四滚珠丝杠、31-第五滚珠丝杠。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1、2所示，本发明提供了一种数控高效摆线齿形磨床，包括机座1、工作台2、砂轮磨削机构和控制系统3；机座1上设置有互相垂直的第一导轨4、第二导轨5和第三导轨6；第一导轨4、第二导轨5和第三导轨6构成XYZ正交坐标系。为了便于说明，本发明将图1中第一导轨4所在的方向称为Y向，第二导轨5所在的方向称为Z向，第三导轨6所在的方向称为X向。

摆线齿轮因为其厚度较小，加工时一般采用一对或者多对同时进行磨削。本发明将一对或者多对待磨削摆线齿轮作为工件7，通过一作用于其轴向两端的夹具24安装在工作台2上。

工作台2上设置有第一立柱9和第二立柱10，第一立柱9安装在第一导轨4上，第一立柱9与机座1之间安装有驱动工作台2沿第一导轨4移动的第一移动机构；第一移动机构包括第一手轮11和第一滚珠丝杠27，第一滚珠丝杠27与第一导轨4配合，第一滚珠丝杠27的一端与第一立柱9连接。转动第一手轮11时，第一滚珠丝杠27随着第一手轮11转动，第一立柱9沿着第一导轨4做直线运动，从而工作台2带动工件7沿着第一导轨4做直线运动，即Y向（水平方向前后）运动。

第二立柱10安装在第二导轨5上，第二立柱10与机座1之间安装有驱动工作台2沿第二导轨5移动的第二移动机构；第二移动机构包括Z向电机12和第二滚珠丝杠28，第二滚珠丝杠28与第二导轨5配合，第二滚珠丝杠28的一端与第二立柱10连接。Y向电机12驱动第二滚珠丝杠28转动，带动第二立柱10沿着第二导轨5做直线运动，从而工作台2带动工件7沿着第二导轨5做直线运动，即Z向（竖直方向上下）运动。

本发明中工作台2是可旋转的，其与第一电机（图中未示出）连接，并由第一电机驱动绕工作台轴线26旋转，工作台轴线26沿着X轴方向。该工作台2的旋转可以在加工之前对工件7的位置进行微调，从而使工件7的位置更加准确，提供加工精度。工件7与第二电机13连接，并由第二电机13驱动绕工件轴线8旋转，工件轴线8沿着Z轴方向，工作台轴线26与工件轴线8垂直。

本发明采用砂轮磨削机构对工件7进行磨削，砂轮磨削机构安装在第三导轨6上，砂轮磨削机构与机座1之间安装有驱动砂轮磨削机构沿第三导轨6移动的第三移动机构；第三移动机构包括第二手轮14和第三滚珠丝杠29第三滚珠丝杠29与第三导轨6配合，第三滚珠丝杠29的一端与砂轮磨削机构连接。转动第二手轮14时，第三滚珠丝杠29随着第二手轮14转动，砂轮磨削机构沿着第三导轨6做直线运动，即沿着X向（水平方向左右）运动。

具体的讲，所述砂轮磨削机构包括砂轮16、砂轮修整器17和砂轮及修整器底座15，所述砂轮16为螺旋形砂轮，砂轮16的轴线与XY平面（即水平面）之间有一倾角，所述倾角与螺旋形砂轮的螺旋升角相同，砂轮16的轴向长度至少为工件7目标齿距的2倍，所述砂轮16的廓形与工件7的目标齿形完全啮合，即加工完成的工件7与砂轮16完全啮合。砂轮16与第三电机18连接并由其驱动旋转；砂轮修整器17通过一修整器夹具25与第四电机19连接并由其驱动旋转；砂轮16和砂轮修整器17均安装在底座15上，底座15安装在第三导轨6上，底座15上设置有水平方向互相垂直的第四导轨20和第五导轨21，砂轮修整器17与底座15之间安装有驱动砂轮修整器17沿第四导轨20移动的第四移动机构和沿第五导轨21移动的第五移动机构。

磨削时，砂轮16由第三电机18驱动绕其自身轴线高速旋转，工件7由第二电机13驱动绕工件轴线8旋转，同时由Y向电机12驱动第二滚珠丝杠28转动，从而工作台2带动工件7沿着第二导轨5做竖直方向上下运动。待磨削到一定程度后，再由第二手轮14调节砂轮在水平方向的位置，即可实现摆线齿轮的全齿宽磨削。当然第二手轮14也可由驱动电机代替，从而实现全自动化磨削。

本实施例中第四移动机构包括第三手轮22和第四滚珠丝杠30，第四滚珠丝杠30与第四导轨20配合，第四滚珠丝杠30的一端与底座15连接。转动第三手轮22时，第四滚珠丝杠30随着第三手轮22转动，底座15带动砂轮修整器17沿着第四导轨20做直线运动，即沿着X向（水平方向左右）运动。第五移动机构包括一Y向电机23和第五滚珠丝杠31，第五滚珠丝杠31与第五导轨21配合，第五滚珠丝杠31的一端与底座15连接。Y向电机23驱动第五滚珠丝杠31转动，底座15带动砂轮修整器17沿着第五导轨21做直线运动，即沿着Y向（水平方向前后）运动。

本发明采用金刚轮作为砂轮修整器17对砂轮16进行修整，使得砂轮16的齿形精度高而且稳定。

本发明所述的Z向电机、Y向电机、第一电机、第二电机、第三电机、第四电机均为伺服电机，由控制系统控制，以实现对工件的磨削。上述的第一移动机构、第二移动机构、第三移动机构、第四移动机构和第五移动机构的结构可以相同，也可以不同。驱动方式也不局限于本实施例中的手轮或伺服电机，还可以采用其他方式驱动。传动方式也不局限于滚珠丝杠，还可以采用其他传动装置。

本发明不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本发明，因此，凡是采用本发明的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本发明保护的范围。

Claims

1.一种数控高效摆线齿形磨床，包括机座、工作台、砂轮磨削机构和控制系统；机座上设置有互相垂直的第一导轨、第二导轨和第三导轨；工件安装在工作台上，工作台上设置有第一立柱和第二立柱，第一立柱安装在第一导轨上，第一立柱与机座之间安装有驱动工作台沿第一导轨移动的第一移动机构；第二立柱安装在第二导轨上，第二立柱与机座之间安装有驱动工作台沿第二导轨移动的第二移动机构；砂轮磨削机构安装在第三导轨上，用于对工件进行磨削；砂轮磨削机构与机座之间安装有驱动砂轮磨削机构沿第三导轨移动的第三移动机构；

2.根据权利要求1所述的数控高效摆线齿形磨床，其特征在于，所述砂轮磨削机构包括底座、砂轮和砂轮修整器，所述砂轮为螺旋形砂轮，砂轮轴线与水平面之间有一倾角，所述倾角与螺旋形砂轮的螺旋升角相同，砂轮沿轴向的长度至少为工件目标齿距的2倍，所述砂轮的廓形与工件的目标齿形完全啮合；砂轮与第三电机连接，并由第三电机驱动旋转；砂轮修整器与第四电机连接，并由第四电机驱动旋转；砂轮和砂轮修整器均安装在一与底座上，底座安装在第三导轨上，底座上设置有水平方向互相垂直的第四导轨和第五导轨，砂轮修整器与底座之间安装有驱动砂轮修整器沿第四导轨移动的第四移动机构和沿第五导轨移动的第五移动机构。

3.根据权利要求2所述的数控高效摆线齿形磨床，其特征在于，所述砂轮修整器为金刚轮。

4.根据权利要求2所述的数控高效摆线齿形磨床，其特征在于，第一移动机构、第二移动机构、第三移动机构、第四移动机构和第五移动机构均包括一驱动装置和一传动装置，所述驱动装置为伺服电机或手轮，所述传动装置为滚珠丝杠。