CN102729104B - 可用于精密加工半切顶插齿刀的齿轮磨床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可用于精密加工半切顶插齿刀的齿轮磨床，包括磨床本体、分度装置、砂轮升降拖板、砂轮、砂轮升降调节装置、砂轮纵向调节装置、砂轮横向调节装置、砂轮主刃修整器、砂轮半切顶修整器和砂轮升降位移测量装置；本发明在Y7125齿轮磨床的基础上利用其原理设计半切顶修整器及位移测量工装，实施成本低，实现了砂轮半切顶修整器的倒角金刚笔与砂轮侧面之间角度以及在砂轮径向上其倒角金刚笔的进给量均可依照数据调整，且由于主刃渐开线齿形和半切顶渐开线齿形是两个修整器打磨，使齿形交点更清晰，可有效缩短调整角度的时间，提高了生产效率，同时，也能有效保证半切顶插齿刀的磨制精度，具有很好的推广应用前景。

Description

可用于精密加工半切顶插齿刀的齿轮磨床

技术领域

本发明涉及机床技术领域，特别涉及一种能依照数据准确调整半切顶磨制角度和磨制过程中打磨砂轮后的位置补偿调整的齿轮磨床。

背景技术

将齿轮轮齿齿角两边多切去一块(即轮齿齿顶倒角)的齿轮，通称修缘齿轮，按轮齿加工方法区分，又称作半切顶齿轮。半切顶齿轮有利于减少由于各种误差所引起的冲击，在汽车、摩托车、传动机械等产品的齿轮传动中已得到广泛应用，同时，对其加工精度的要求也越来越高。

要加工出高精度的半切顶齿轮，首先要保证半切顶插齿刀的精度。就目前而言，影响半切顶插齿刀精度的因素主要有以下两点：1)半切顶插齿刀的设计是采用的近似计算公式，不能准确计算出半切顶插齿刀主刃渐开线齿形、半切顶齿形交点半径和半切顶渐开线基圆半径；2)行业内还没有生产半切顶插齿刀加工磨床或是代用磨床的厂家，机械刀具加工行业中都是采用的Y7125机床来磨制插齿刀，而且半切顶工装也是简易工装，在机床调整时不能以数据作为调整依据，不能准确调出半切顶的磨制角度和补偿值，不仅角度调整时间长、生产效率低，而且所生产的插齿刀精度难以保证，另外，利用现有工装对砂轮进行打磨时，主刃渐开线齿形和半切顶渐开线齿形的交点不够清晰。

上述原因造成了使用该插齿刀在插制的半切顶齿轮精度不高，为了保证半切顶齿轮的几何精度，首先，在设计半切顶插齿刀时必须采用精确的设计方法，设计出主刃渐开线齿形、半切顶渐开线齿形交点半径和半切顶渐开线基圆半径，另外，在磨制半切顶插齿刀时必须采用上述计算数据来控制机床的调整，以达到半切顶插齿刀精确磨制的设计要求。

因此，需探索一种可依照数据准确调整半切顶磨制角度的机床来加工半切顶插齿刀，以保证半切顶插齿刀的精度，同时，也提高其生产效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可用于精密加工半切顶插齿刀的齿轮磨床，该齿轮磨床在Y7125机床的基础上进行改进，通过对工装进行设计，使其可依照数据调整半切顶磨制角度，以解决现有机床所生产插齿刀精度难以保证和生产效率低的技术问题。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

本发明的可用于精密加工半切顶插齿刀的齿轮磨床，包括磨床本体、分度装置、砂轮升降拖板、砂轮、砂轮升降调节装置、砂轮纵向调节装置、砂轮横向调节装置和砂轮主刃修整器，还包括砂轮半切顶修整器和用于测量砂轮升降位移的位移测量装置；

所述砂轮半切顶修整器包括倒角金刚笔和倒角金刚笔调节装置，所述倒角金刚笔调节装置调节倒角金刚笔与砂轮侧面之间角度和在砂轮径向上倒角金刚笔的进给量；

修整砂轮倒角时，倒角金刚笔沿砂轮径向移动，且其移动轨迹与砂轮主刃修整器的主刃金刚笔的移动轨迹在同一平面内。

修整砂轮倒角时，倒角金刚笔沿砂轮径向移动，且其移动轨迹与砂轮主刃修整器的主刃金刚笔的移动轨迹在同一平面内。

进一步，所述齿轮磨床还包括与砂轮同步移动的砂轮罩支架，所述倒角金刚笔调节装置以可拆卸的方式固定连接于砂轮罩支架上；

进一步，所述倒角金刚笔调节装置包括与砂轮罩支架可拆卸固定连接的定位机架、设置于定位机架上并可沿砂轮径向往复移动的拖板、用于调节拖板移动的拖板手轮、用于锁紧定位拖板的拖板锁紧机构、设置于拖板顶面并可绕一条垂直于拖板顶面的轴线转动的滑尺工作台、用于调节滑尺工作台旋转的工作台手轮、用于锁紧定位滑尺工作台的工作台锁紧机构、可在滑尺工作台上滑动调节的滑尺和用于锁紧定位滑尺的滑尺锁紧机构，所述倒角金刚笔固定于滑尺靠近砂轮边缘的一端，所述定位机架上沿砂轮径向设置长度刻度，拖板顶面设置有以滑尺工作台转轴为中心的角度刻度；

进一步，所述拖板上与定位机架上的长度刻度对应设置有长度游标刻度形成游标直尺，所述滑尺工作台上与拖板顶面的角度刻度对应设置有角度游标刻度形成游标角尺；

进一步，所述滑尺工作台上设置滑槽，所述滑尺活动嵌于滑槽内，所述滑尺锁紧机构包括设置于滑槽一侧的滑尺镶条和以螺纹配合方式由外向内穿过滑尺工作台并顶住滑尺镶条的锁紧螺钉，所述锁紧螺钉的尾端伸出滑尺工作台侧壁，其伸出段上套有并紧螺母；

进一步，所述拖板上设置导向槽，所述定位机架上设置与导向槽配合的导向轨，所述拖板锁紧机构包括设置于导向槽一侧的拖板镶条和以螺纹配合方式由外向内穿过拖板并顶住拖板镶条的锁紧螺钉，所述锁紧螺钉的尾端伸出拖板侧壁，其伸出段上套有并紧螺母；

进一步，所述导向槽为燕尾槽；

进一步，所述工作台锁紧机构包括工作台锁紧螺栓，所述工作台锁紧螺栓穿过滑尺工作台并旋入拖板内；

进一步，所述位移测量装置包括固定设置的千分表，所述千分表的量杆前端沿竖直方向顶住砂轮升降拖板；

进一步，所述位移测量装置还包括固定于磨床本体上的表架，所述千分表固定于表架上。

本发明的有益效果：本发明的本发明公开了一种可用于精密加工半切顶插齿刀的齿轮磨床，包括磨床本体、分度装置、砂轮升降拖板、砂轮、砂轮升降调节装置、砂轮纵向调节装置、砂轮横向调节装置、砂轮主刃修整器、砂轮半切顶修整器和砂轮升降位移测量装置；本发明在Y7125齿轮磨床的基础上利用其原理设计半切顶修整器及位移测量工装，实施成本低，实现了砂轮半切顶修整器的倒角金刚笔与砂轮侧面之间角度以及在砂轮径向上其倒角金刚笔的进给量均可依照数据直接调整到位，且由于主刃渐开线齿形和半切顶渐开线齿形是两个修整器打磨，使齿形交点更清晰，可有效缩短调整角度的时间，提高了生产效率，同时，也能有效保证半切顶插齿刀的磨制精度，具有很好的推广应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的结构示意图；

图2为砂轮半切顶修整器的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为图2的左视图；

图5为被加工插齿刀的齿形示意图；

图6为图1中砂轮的A-A截面图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图所示：本实施例的可用于精密加工半切顶插齿刀的齿轮磨床，包括磨床本体1、分度装置2、砂轮升降拖板3、砂轮4、砂轮升降调节装置5、砂轮纵向调节装置6、砂轮横向调节装置7和砂轮主刃修整器8，本实施例在Y7125齿轮磨床的基础增加可精密加工半切顶插齿刀的工装，在Y7125齿轮磨床上，横向是指分度装置输出轴的方向，即如图1视图中的左右方向，纵向是指水平面内与横向垂直的方向，几个调节装置分别用于调节砂轮沿各个方向移动，砂轮主刃修整器8沿砂轮径向往复移动，用于修磨砂轮侧面；

所述齿轮磨床还包括砂轮半切顶修整器9和用于测量砂轮4升降位移的位移测量装置；

所述砂轮半切顶修整器包括倒角金刚笔9a和倒角金刚笔调节装置，所述倒角金刚笔调节装置调节倒角金刚笔9a与砂轮4侧面之间角度和在砂轮4径向上倒角金刚笔9a的进给量；修整砂轮4倒角时，倒角金刚笔9a沿砂轮4径向移动，且其移动轨迹与砂轮主刃修整器8的主刃金刚笔8a的移动轨迹在同一平面内并成一夹角。使用时，首先计算出砂轮半切顶调整角，然后根据该数据定量调整半切顶修整器，使金刚笔9a打磨砂轮，与现有技术中的简易工装相比，可有效缩短调整角度的时间，提高生产效率，同时，也能有效保证半切顶插齿刀的磨制精度，另外，由于主刃渐开线齿形和半切顶渐开线齿形是两个修整器打磨，使齿形交点更清晰。

作为上述技术方案的进一步改进，所述齿轮磨床还包括与砂轮4同步移动的砂轮罩支架10，所述倒角金刚笔调节装置通过螺栓固定连接于砂轮罩支架10上，可使金刚笔与砂轮的相对位置始终保持不变，且利用齿轮磨床上原有的砂轮罩支架来固定砂轮半切顶修整器，改造实施更容易。

作为上述技术方案的进一步改进，所述倒角金刚笔调节装置包括与砂轮罩支架10可拆卸固定连接的定位机架11、设置于定位机架11上并可沿砂轮4径向往复移动的拖板12、用于调节拖板12移动的拖板手轮13、用于锁紧定位拖板12的拖板锁紧机构、设置于拖板12顶面并可绕一条垂直于拖板12顶面的轴线转动的滑尺工作台14、用于调节滑尺工作台14旋转的工作台手轮15、用于锁紧定位滑尺工作台14的工作台锁紧机构、可在滑尺工作台14上滑动调节的滑尺16和用于锁紧定位滑尺16的滑尺锁紧机构，所述倒角金刚笔9a固定于滑尺16靠近砂轮4边缘的一端，通过旋转工作台可实现倒角金刚笔的角度调整，通过拖板的移动可实现倒角金刚笔横向移动对砂轮进行修整，所述定位机架11上沿砂轮4径向设置长度刻度11a，以便于精确调整倒角金刚笔的修整量，拖板12顶面设置有以滑尺工作台14转轴为中心的角度刻度12a，以便于精确调整倒角金刚笔的修整角度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述拖板12上与定位机架11上的长度刻度11a对应设置有长度游标刻度12b形成游标直尺，所述滑尺工作台14上与拖板12顶面的角度刻度12a对应设置有角度游标刻度14b形成游标角尺，使砂轮半切顶修整器的调整精度更高。

作为上述技术方案的进一步改进，所述滑尺工作台14上设置滑槽14a，所述滑尺16活动嵌于滑槽14a内，所述滑尺锁紧机构包括设置于滑槽14a一侧的滑尺镶条17和以螺纹配合方式由外向内穿过滑尺工作台14并顶住滑尺镶条17的锁紧螺钉18，使用时，松开锁紧螺钉调整滑尺至合适的位置，在对砂轮进行修整时，则拧紧锁紧螺钉以固定滑尺。本实施例中，所述锁紧螺钉的尾端伸出滑尺工作台，其伸出段上旋入并紧螺母，使锁紧螺钉锁紧更加牢固可靠。

作为上述技术方案的进一步改进，所述拖板12上设置导向槽12c，所述定位机架11上设置与导向槽12c配合的导向轨11b，所述拖板锁紧机构包括设置于导向槽12c一侧的拖板镶条19和以螺纹配合方式由外向内穿过拖板12并顶住拖板镶条19的锁紧螺钉18，需要调整倒角金刚笔的横向位置时松开锁紧螺钉，同样，在修整砂轮时则拧紧锁紧螺钉使拖板固定。

作为上述技术方案的进一步改进，所述导向槽12c为燕尾槽，拖板镶条被顶紧后，燕尾槽结构的导向槽可防止拖板从定位机架上脱落，也消除拖板与定位机架之间的间隙，使砂轮倒角修整时不易松动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述工作台锁紧机构包括工作台锁紧螺栓20，所述工作台锁紧螺栓20穿过滑尺工作台14并旋入拖板12内，工作台锁紧螺栓与旋转工作台顶面之间设有弹簧垫圈，拧紧工作台锁紧螺栓即可使旋转工作台固定，操作方便。

作为上述技术方案的进一步改进，所述位移测量装置包括固定设置的千分表21，所述千分表21的量杆21a前端沿竖直方向顶住砂轮升降拖板3，通过千分表来测量砂轮升降拖板沿竖直方向的位移，准确度较高，由于砂轮升降拖板与砂轮同步升降，因此，测量砂轮升降拖板的位移即可测量砂轮的升降位移。

作为上述技术方案的进一步改进，所述位移测量装置还包括固定于磨床本体1上的表架22，所述千分表21固定于表架22上，便于千分表在机床本体上固定。

利用本实施例的齿轮磨床对直齿插齿刀(模数M：5、压力角α：20°、齿数Z：68、前角γ：5°、后角e：6°、主刃基圆直径：dbo＝89.1736、半切顶基圆直径：dbφo＝62.0930、到角点齿高：h＝10.128、到角点弦齿厚：S＝10.248，凸轮直径：Dt＝190)进行精密磨制的加工步骤如下：

1)首先计算出半切顶插齿刀主刃安装角：α安＝20°10′再计算出砂轮半切顶调整角：△α＝29°00′；

2)调整砂轮半切顶修整器使旋转滑尺工作台读为0°，倒角金刚笔9a沿砂轮4径向移动，且其移动轨迹与砂轮主刃修整器8的主刃金刚笔8a的移动轨迹在同一平面内。

3)用α安调整Y7125齿轮磨床安装角，用△α调整砂轮半切顶修整器的角度，进行试磨；

4)测量半切顶插齿刀主切削刃渐开线齿形，若不合格，调整安装角直到主切削刃渐开线合格为止，再测量半切顶插齿刀交点齿高hc,求其与标准齿高h的差值△h＝h-hc，若△h＞0，则调整砂轮升降调节装置5的手轮使砂轮升降拖板3向下移动△h值(通过千分表读升降位移)，若△h＜0，则调整砂轮升降调节装置5的手轮使砂轮升降拖板向上动△h值，以满足交点高度的要求。若要修整砂轮半切顶△α，则每移动半切顶横向拖板一段距离，砂轮升降拖板就要向下移动相同的一段距离，以补偿半切顶插齿刀交点位置高度，调整完成后对砂轮进行修整打磨；磨另一面齿形时，注意控制齿厚或交点齿高；

若要修整半切顶插齿刀主刃，每修整一次，就要从砂轮主刃修整器上读取砂轮厚度减小值，再通过砂轮砂轮横向调节装置7的手轮将砂轮横向移动与减小值相同的一段距离，同时，也调整砂轮向上移动(向上移动的值可用计算法或碰笔法求取)。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种可用于精密加工半切顶插齿刀的齿轮磨床，包括磨床本体(1)、分度装置(2)、砂轮升降拖板(3)、砂轮(4)、砂轮升降调节装置(5)、砂轮纵向调节装置(6)、砂轮横向调节装置(7)和砂轮主刃修整器(8)，其特征在于：还包括砂轮半切顶修整器(9)和用于测量砂轮(4)升降位移的位移测量装置；

所述砂轮半切顶修整器包括倒角金刚笔(9a)和倒角金刚笔调节装置，所述倒角金刚笔调节装置调节倒角金刚笔(9a)与砂轮(4)侧面之间角度和在砂轮(4)径向上倒角金刚笔(9a)的移动量；

修整砂轮(4)倒角时，倒角金刚笔(9a)沿砂轮(4)径向移动，且其移动轨迹与砂轮主刃修整器(8)的主刃金刚笔(8a)的移动轨迹在同一平面内；

还包括与砂轮(4)同步移动的砂轮罩支架(10)，所述倒角金刚笔调节装置以可拆卸的方式固定连接于砂轮罩支架(10)上；

所述倒角金刚笔调节装置包括与砂轮罩支架(10)可拆卸固定连接的定位机架(11)、设置于定位机架(11)上并可沿砂轮(4)径向往复移动的拖板(12)、用于调节拖板(12)移动的拖板手轮(13)、用于锁紧定位拖板(12)的拖板锁紧机构、设置于拖板(12)顶面并可绕一条垂直于拖板(12)顶面的轴线转动的滑尺工作台(14)、用于调节滑尺工作台(14)旋转的工作台手轮(15)、用于锁紧定位滑尺工作台(14)的工作台锁紧机构、可在滑尺工作台(14)上滑动调节的滑尺(16)和用于锁紧定位滑尺(16)的滑尺锁紧机构，所述倒角金刚笔(9a)固定于滑尺(16)靠近砂轮(4)边缘的一端，所述定位机架(11)上沿砂轮(4)径向设置长度刻度(11a)，拖板(12)顶面设置有以滑尺工作台(14)转轴为中心的角度刻度(12a)；

所述拖板(12)上与定位机架(11)上的长度刻度(11a)对应设置有长度游标刻度(12b)形成游标直尺，所述滑尺工作台(14)上与拖板(12)顶面的角度刻度(12a)对应设置有角度游标刻度(14b)形成游标角尺。

2.根据权利要求1所述的可用于精密加工半切顶插齿刀的齿轮磨床，其特征在于：所述滑尺工作台(14)上设置滑槽(14a)，所述滑尺(16)活动嵌于滑槽(14a)内，所述滑尺锁紧机构包括设置于滑槽(14a)一侧的滑尺镶条(17)和以螺纹配合方式由外向内穿过滑尺工作台(14)并顶住滑尺镶条(17)的锁紧螺钉(18)。

3.根据权利要求2所述的可用于精密加工半切顶插齿刀的齿轮磨床，其特征在于：所述拖板(12)上设置导向槽(12c)，所述定位机架(11)上设置与导向槽(12c)配合的导向轨(11b)，所述拖板锁紧机构包括设置于导向槽(12c)一侧的拖板镶条(19)和以螺纹配合方式由外向内穿过拖板(12)并顶住拖板镶条(19)的锁紧螺钉(18)。

4.根据权利要求3所述的可用于精密加工半切顶插齿刀的齿轮磨床，其特征在于：所述导向槽(12c)为燕尾槽。

5.根据权利要求4所述的可用于精密加工半切顶插齿刀的齿轮磨床，其特征在于：所述工作台锁紧机构包括工作台锁紧螺栓(20)，所述工作台锁紧螺栓(20)穿过滑尺工作台(14)并旋入拖板(12)内。

6.根据权利要求5所述的可用于精密加工半切顶插齿刀的齿轮磨床，其特征在于：所述位移测量装置包括固定设置的千分表(21)，所述千分表(21)的量杆(21a)前端沿竖直方向顶住砂轮升降拖板(3)。

7.根据权利要求6所述的可用于精密加工半切顶插齿刀的齿轮磨床，其特征在于：所述位移测量装置还包括固定于磨床本体(1)上的表架(22)，所述千分表(21)固定于表架(22)上。