CN102974897B - 数控齿轮倒角机 - Google Patents
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Abstract
一种数控齿轮倒角机，其回转底座的侧面设置有侧底座，侧底座上设置有滑台Ⅰ，滑台Ⅰ上固定有立柱Ⅰ，立柱Ⅰ的内端面上纵向固定有直线导轨Ⅰ，倒角头设置在直线导轨Ⅰ上；所述倒角头包括支座Ⅰ，所述支座Ⅰ上水平固定有直线导轨Ⅲ，直线导轨Ⅲ上设置有滑台Ⅲ，滑台Ⅲ的前端固定的支承座Ⅰ的内端面上固定有伺服电机和仿形头，且伺服电机的主轴上安装有倒角刀具；所述支座Ⅰ上固定的回缩气缸的活塞杆与滑台Ⅲ的后端固定连接，使仿形头在移动过程中其工作面始终紧贴在齿形的表面上；所述支座Ⅰ的内端通过滑块Ⅰ设置在直线导轨Ⅰ上。本发明采用立式结构，满足大规格齿轮的倒角需要，采用仿形跟随原理加工齿轮倒角，加工精度高，一致性好，效率高。
Description
技术领域
本发明属于齿轮制造技术领域，具体涉及一种数控齿轮倒角机。
技术背景
齿轮倒角作为变速箱、同步器、风电、船舶、工程机械等涉及齿轮传动生产上不可或缺的工序，随着技术的进步和发展，对其加工质量有着越来越严格的要求。已有的齿轮倒角机使用砂轮磨削倒角，加工精度低，一致性差，倒角质量难以保证。其次已有的齿轮倒角机采用卧式结构，难以满足大规格齿轮的倒角需要。此外，倒角加工也会在齿轮端面形成少量毛刺，这些毛刺在齿轮装配之前必须去除。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种数控齿轮倒角机，采用立式结构，满足大规格齿轮的倒角需要，采用仿形跟随原理加工齿轮倒角，加工精度高，一致性好，效率高。
本发明的技术方案是：一种数控齿轮倒角机，具有回转底座，回转工作台设置在回转底座上，所述回转底座的侧面设置有侧底座，所述侧底座上设置有滑台Ⅰ，且滑台Ⅰ通过设置在侧底座上的X轴丝杆机构驱动，所述滑台Ⅰ上固定有立柱Ⅰ，立柱Ⅰ的内端面上纵向固定有直线导轨Ⅰ，倒角头设置在直线导轨Ⅰ上；
所述倒角头包括支座Ⅰ，所述支座Ⅰ上水平固定有直线导轨Ⅲ，直线导轨Ⅲ上设置有滑块Ⅲ，滑台Ⅲ固定在滑块Ⅲ上，滑台Ⅲ的前端固定有支承座Ⅰ；支承座Ⅰ的内端面上固定有伺服电机和仿形头，且伺服电机的主轴上安装有倒角刀具；所述支座Ⅰ上固定有回缩气缸，且回缩气缸的活塞杆与滑台Ⅲ的后端固定连接，使仿形头在移动过程中其工作面始终紧贴在齿形的表面上，进而使倒角刀具跟随仿形头的运动轨迹同步运动；所述支座Ⅰ的内端通过滑块Ⅰ设置在直线导轨Ⅰ上，且支座Ⅰ上固定有升降丝母，所述升降丝母通过Z轴丝杆机构驱动使倒角头沿直线导轨Ⅰ上下运动。
所述支承座Ⅰ的内端面上制有截面为“T”型的环形凹槽，回转座Ⅰ通过回转轴Ⅰ安装在支承座Ⅰ的中央；回转座Ⅰ上制有与环形凹槽对应的通孔，“T”型块位于环形凹槽中，螺栓穿过通孔后旋装在“T”型块上将回转座Ⅰ与支承座Ⅰ固定；所述伺服电机和仿形头固定在回转座Ⅰ的内端面上。
所述回转底座的侧面设置有两个对称的侧底座，所述侧底座上均设置有滑台Ⅰ，且滑台Ⅰ分别通过设置在侧底座上的X轴丝杆机构驱动，所述滑台Ⅰ上均固定有立柱Ⅰ，所述立柱Ⅰ的内端面上纵向均固定有直线导轨Ⅰ，所述直线导轨Ⅰ上均设置有倒角头。
所述固定在右侧立柱Ⅰ上的直线导轨Ⅰ上设置的倒角头用于外齿上端倒角，且所述倒角头的回转座Ⅰ的内端面上部固定有支撑座，支撑座上垂直安装有伺服电机，仿形头通过“十”型燕尾槽调节装置安装在回转座Ⅰ的内端面下部，且倒角刀具位于支撑座的下方，仿形头水平位于倒角刀具的下方；所述固定在左侧立柱Ⅰ上的直线导轨Ⅰ上设置的倒角头用于外齿下端倒角，且所述倒角头的回转座Ⅰ的内端面下部固定有支撑座，支撑座上垂直安装有伺服电机，仿形头通过“十”型燕尾槽调节装置安装在回转座Ⅰ的内端面上部，且倒角刀具位于支撑座的上方，仿形头水平位于倒角刀具的上方。
所述固定在右侧立柱Ⅰ上的直线导轨Ⅰ上设置的倒角头用于内齿上端倒角，且所述倒角头的回转座Ⅰ的内端面上部固定有支撑座，支撑座上垂直安装有伺服电机，仿形头通过“十”型燕尾槽调节装置安装在支撑座的端部，且倒角刀具位于支撑座的下方，仿形头水平位于倒角刀具的下方；所述固定在左侧立柱Ⅰ上的直线导轨Ⅰ上设置的倒角头用于内齿下端倒角，且所述倒角头的回转座Ⅰ的内端面下部固定有支撑座，支撑座上垂直安装有伺服电机，仿形头通过“十”型燕尾槽调节装置安装在支撑座的端部，且倒角刀具位于支撑座的上方，仿形头水平位于倒角刀具的上方。
所述支承座Ⅰ的上部制有滑槽、安装有调节丝杆，调节丝杆上旋装有调节丝母，且调节丝母的内端依次延伸有凸台和小轴，并使凸台位于滑槽中；所述回转座Ⅰ的外端面上部制有腰型槽，所述小轴上装有轴承，并使轴承位于腰型槽中。
所述回转底座的后方设置有后底座，后底座上设置有滑台Ⅱ，且滑台Ⅱ通过设置在后底座上的Y轴丝杆机构驱动，所述滑台Ⅱ上固定有立柱Ⅱ，立柱Ⅱ的内端面上纵向固定有直线导轨Ⅱ，刷削头设置在直线导轨Ⅱ上并通过设置在立柱Ⅱ上的Z3轴丝杆机构驱动，使刷削头沿直线导轨Ⅱ上下运动。
所述支座Ⅰ呈箱形结构，直线导轨Ⅲ设置在箱形结构内腔的底面上，滑台Ⅲ位于箱形结构内，回缩气缸固定在箱形结构的外部。
所述刷削头包括支承座Ⅱ，支承座Ⅱ通过滑块Ⅱ安装在直线导轨Ⅱ上并通过Z3轴丝杆机构驱动，回转座Ⅱ通过回转轴Ⅱ安装在支承座Ⅱ上，回转座Ⅱ上固定有电机、安装有钢丝轮，且钢丝轮通过电机驱动。
本发明与现有技术相比具有的优点和效果：
1、本发明采用仿形跟随原理加工齿轮倒角，通过工件旋转推动仿形头紧贴齿形的表面移动，并使仿形头的运动轨迹与齿廓外形相吻合，倒角刀具跟随仿形头的运动轨迹同步运动，刀具工作路径和仿形头运动轨迹一致，实现了仿形跟随加工齿轮倒角，且倒角大小由伺服控制系统编程控制，加工精度高，倒角面光洁平整，一致性好，效率高。倒角精度公差可控制在0.1mm以内。此外，倒角刀具采用铣削刀具，加工后不易产生二次毛刺。
2、本发明采用立式结构、三工位布局、数控控制，两倒角工位，可对齿轮一次装夹，同时对齿轮两端面齿棱同时倒角，另外一工位为齿轮倒角刷削工位，可对齿轮沿齿厚方向进行刷削，去除倒角加工二次产生的毛刺。
3、本发明采用数控系统控制，直线导轨导向，伺服电机驱动滚珠丝杆定位，运动平稳可靠。刀具主轴采用伺服电机驱动，保证刀具恒线速切削。回转工作台采用交叉滚柱轴承支撑，运动灵活、平稳，承载大，且采用变频电机驱动，能实现不同直径工件恒线速切削，加工零件质量高。
附图说明
图1为本发明结构主视图，
图2为本发明结构俯视图，
图3为本发明局部结构示意图，
图4为本发明外齿上端倒角头结构示意图，
图5为本发明外齿下端倒角头结构示意图，
图6为本发明内齿上端倒角头结构示意图，
图7为本发明内齿下端倒角头结构示意图，
图8为本发明支承座内端面结构示意图，
图9为本发明回转座外端面结构示意图，
图10为本发明刷削头结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1、2、3、4、5、8、9、10描述本发明的第一种实施例。
一种数控齿轮倒角机，具有回转底座26，回转工作台49设置在回转底座26上，回转底座26的侧面设置有两个对称的侧底座27，侧底座27上均设置有滑台Ⅰ28，且滑台Ⅰ28分别通过设置在侧底座27上的X轴丝杆机构33驱动，所述滑台Ⅰ28上均固定有立柱Ⅰ29，所述立柱Ⅰ29的内端面上纵向均固定有直线导轨Ⅰ30，所述直线导轨Ⅰ30上均设置有倒角头31。所述回转底座26的后方设置有后底座48，后底座48上设置有滑台Ⅱ36，且滑台Ⅱ36通过设置在后底座48上的Y轴丝杆机构37驱动，所述滑台Ⅱ36上固定有立柱Ⅱ38，立柱Ⅱ38的内端面上纵向固定有直线导轨Ⅱ39，刷削头40设置在直线导轨Ⅱ39上并通过设置在立柱Ⅱ38上的Z3轴丝杆机构41驱动，使刷削头40沿直线导轨Ⅱ39上下运动。
所述倒角头31包括支座Ⅰ1，所述支座Ⅰ1上固定有直线导轨Ⅲ2，直线导轨Ⅲ2上设置有滑块Ⅲ4，滑台Ⅲ3固定在滑块Ⅲ4上，滑台Ⅲ3的前端固定有支承座Ⅰ5；所述支承座Ⅰ5的外端面上制有截面为“T”型的环形凹槽6，回转座Ⅰ7通过回转轴Ⅰ8安装在支承座Ⅰ5的中央；回转座Ⅰ7上制有与环形凹槽6对应的通孔9，“T”型块11位于环形凹槽6中，螺栓10穿过通孔9后旋装在“T”型块11上将回转座Ⅰ7与支承座Ⅰ5固定；所述伺服电机13和仿形头15固定在回转座Ⅰ7的内端面上。所述支承座Ⅰ5的上部制有滑槽18、安装有调节丝杆19，调节丝杆19上旋装有调节丝母20，且调节丝母20的内端依次延伸有凸台21和小轴22，并使凸台21位于滑槽18中；所述回转座Ⅰ7的外端面上部制有腰型槽23，所述小轴22上装有轴承24，并使轴承24位于腰型槽23中。
所述伺服电机13的主轴上安装有倒角刀具14；所述支座1上固定有回缩气缸16，且回缩气缸16的活塞杆17与滑台Ⅲ3的后端固定连接，使仿形头15在移动过程中其工作面始终紧贴在齿形的表面上，进而使倒角刀具14跟随仿形头15的运动轨迹同步运动；所述支座Ⅰ1的内端通过滑块Ⅰ35设置在直线导轨Ⅰ30上，且支座Ⅰ1上固定有升降丝母32，所述升降丝母32通过Z轴丝杆机构34驱动使倒角头31沿直线导轨Ⅰ30上下运动。所述支座Ⅰ1呈箱形结构，直线导轨Ⅲ2设置在箱形结构内腔的底面上，滑台Ⅲ3位于箱形结构内，回缩气缸16固定在箱形结构的外部。
所述固定在右侧立柱Ⅰ29上的直线导轨Ⅰ30上设置的倒角头31用于外齿上端倒角，且所述倒角头31的回转座Ⅰ7的内端面上部固定有支撑座12，支撑座12上垂直安装有伺服电机13，仿形头15通过“十”型燕尾槽调节装置25安装在回转座Ⅰ7的内端面下部，且倒角刀具14位于支撑座12的下方，仿形头15水平位于倒角刀具14的下方且其端头朝内；所述固定在左侧立柱Ⅰ29上的直线导轨Ⅰ30上设置的倒角头31用于外齿下端倒角，且所述倒角头31的回转座Ⅰ7的内端面下部固定有支撑座12，支撑座12上垂直安装有伺服电机13，仿形头15通过“十”型燕尾槽调节装置25安装在回转座Ⅰ7的内端面上部，且倒角刀具14位于支撑座12的上方，仿形头15水平位于倒角刀具14的上方且其端头朝内。
所述刷削头40包括支承座Ⅱ43，支承座Ⅱ43通过滑块Ⅱ42安装在直线导轨Ⅱ39上并通过Z3轴丝杆机构41驱动，回转座Ⅱ44通过回转轴Ⅱ45安装在支承座Ⅱ43上，回转座Ⅱ44上固定有电机46，安装有钢丝轮47，且钢丝轮47通过电机46驱动。
工作原理：将工件通过工装装在回转工作台49上，通过X轴丝杆机构33驱动滑台Ⅰ28调整立柱Ⅰ29使倒角头31水平移动至合适位置。通过Z轴丝杆机构34驱动丝母32调整倒角头31沿直线导轨Ⅰ30上下运动至合适位置。通过Y轴丝杆机构37驱动滑台Ⅱ36调整立柱Ⅱ38使刷削头40水平移动至合适位置，通过Z3轴丝杆机构41驱动刷削头40沿直线导轨Ⅱ39上下运动至合适位置。启动回转工作台49和伺服电机13，通过工件旋转推动仿形头15紧贴齿形的表面前后移动，在回缩气缸16的作用下滑台Ⅲ3始终保持沿直线导轨Ⅲ2向内侧移动的趋势，保证仿形头15在移动过程中其工作面始终紧贴在齿形的表面上，使仿形头15的运动轨迹与齿廓外形相吻合，倒角刀具14跟随仿形头15的运动轨迹同步运动，倒角刀具14工作路径和仿形头15运动轨迹一致，通过倒角刀具14对直齿轮的外齿上端和下端铣削倒角，实现了仿形跟随加工齿轮倒角，且倒角大小由伺服控制系统编程控制。仿形头15的工作姿态通过“十”型燕尾槽调节装置25调整。
下面结合附图1、2、3、6、7、8、9、10描述本发明的第二种实施例。
基本结构和工作原理与第一种实施例相同，不同之处在于所述固定在右侧立柱Ⅰ29上的直线导轨Ⅰ30上设置的倒角头31用于内齿上端倒角，且所述倒角头31的回转座Ⅰ7的内端面上部固定有支撑座12，支撑座12上垂直安装有伺服电机13，仿形头15通过“十”型燕尾槽调节装置25安装在支撑座12的端部，且倒角刀具14位于支撑座12的下方，仿形头15水平位于倒角刀具14的下方且其端头朝外；所述固定在左侧立柱Ⅰ29上的直线导轨Ⅰ30上设置的倒角头31用于内齿下端倒角，且所述倒角头31的回转座Ⅰ7的内端面下部固定有支撑座12，支撑座12上垂直安装有伺服电机13，仿形头15通过“十”型燕尾槽调节装置25安装在支撑座12的端部，且倒角刀具14位于支撑座12的上方，仿形头15水平位于倒角刀具14的上方且其端头朝外。
上述实施例在加工斜齿轮时(包括内齿和外齿)，首先松开螺栓10，然后通过旋转调节丝杆19带动调节丝母20使其内端延伸的凸台21在滑槽18中移动，小轴22上装有的轴承24随之移动，轴承24位于回转座Ⅰ7上的腰型槽23中推动回转座Ⅰ7旋转一定角度，使倒角刀具14的轴线和仿形头15的工作面与斜齿轮的斜度一致，拧紧螺栓10带动“T”型块11与环形凹槽6抱紧将回转座Ⅰ7与支承座Ⅰ5固定即可对斜齿轮倒角加工。
本发明不但适用圆柱直齿轮(包括内齿和外齿)、圆柱斜齿轮(包括内齿和外齿)两端面棱倒角加工，而且经过适当调整还可对链轮、平面法兰、螺旋伞齿轮、双联齿轮等零件进行倒角加工。
技术参数
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种数控齿轮倒角机，其特征是：
具有回转底座(26)，回转工作台(49)设置在回转底座(26)上，所述回转底座(26)的侧面设置有侧底座(27)，所述侧底座(27)上设置有滑台Ⅰ(28)，且滑台Ⅰ(28)通过设置在侧底座(27)上的X轴丝杆机构(33)驱动，所述滑台Ⅰ(28)上固定有立柱Ⅰ(29)，立柱Ⅰ(29)的内端面上纵向固定有直线导轨Ⅰ(30)，倒角头(31)设置在直线导轨Ⅰ(30)上；
所述倒角头(31)包括支座Ⅰ(1)，所述支座Ⅰ(1)上水平固定有直线导轨Ⅲ(2)，直线导轨Ⅲ(2)上设置有滑块Ⅲ(4)，滑台Ⅲ(3)固定在滑块Ⅲ(4)上，滑台Ⅲ(3)的前端固定有支承座Ⅰ(5)；支承座Ⅰ(5)的内端面上固定有伺服电机(13)和仿形头(15)，且伺服电机(13)的主轴上安装有倒角刀具(14)；所述支座Ⅰ(1)上固定有回缩气缸(16)，且回缩气缸(16)的活塞杆(17)与滑台Ⅲ(3)的后端固定连接，使仿形头(15)在移动过程中其工作面始终紧贴在齿形的表面上，进而使倒角刀具(14)跟随仿形头(15)的运动轨迹同步运动；所述支座Ⅰ(1)的内端通过滑块Ⅰ(35)设置在直线导轨Ⅰ(30)上，且支座Ⅰ(1)上固定有升降丝母(32)，所述升降丝母(32)通过Z轴丝杆机构(34)驱动使倒角头(31)沿直线导轨Ⅰ(30)上下运动。
2.根据权利要求1所述的数控齿轮倒角机，其特征是：
所述支承座Ⅰ(5)的内端面上制有截面为“T”型的环形凹槽(6)，回转座Ⅰ(7)通过回转轴Ⅰ(8)安装在支承座Ⅰ(5)的中央；回转座Ⅰ(7)上制有与环形凹槽(6)对应的通孔(9)，“T”型块(11)位于环形凹槽(6)中，螺栓(10)穿过通孔(9)后旋装在“T”型块(11)上将回转座Ⅰ(7)与支承座Ⅰ(5)固定；所述伺服电机(13)和仿形头(15)固定在回转座Ⅰ(7)的内端面上。
3.根据权利要求2所述的数控齿轮倒角机，其特征是：
所述回转底座(26)的侧面设置有两个对称的侧底座(27)，所述侧底座(27)上均设置有滑台Ⅰ(28)，且滑台Ⅰ(28)分别通过设置在侧底座(27)上的X轴丝杆机构(33)驱动，所述滑台Ⅰ(28)上均固定有立柱Ⅰ(29)，所述立柱Ⅰ(29)的内端面上纵向均固定有直线导轨Ⅰ(30)，所述直线导轨Ⅰ(30)上均设置有倒角头(31)。
4.根据权利要求3所述的数控齿轮倒角机，其特征是：所述固定在右侧立柱Ⅰ(29)上的直线导轨Ⅰ(30)上设置的倒角头(31)用于外齿上端倒角，且所述倒角头(31)的回转座Ⅰ(7)的内端面上部固定有支撑座(12)，支撑座(12)上垂直安装有伺服电机(13)，仿形头(15)通过“十”型燕尾槽调节装置(25)安装在回转座Ⅰ(7)的内端面下部，且倒角刀具(14)位于支撑座(12)的下方，仿形头(15)水平位于倒角刀具(14)的下方；所述固定在左侧立柱Ⅰ(29)上的直线导轨Ⅰ(30)上设置的倒角头(31)用于外齿下端倒角，且所述倒角头(31)的回转座Ⅰ(7)的内端面下部固定有支撑座(12)，支撑座(12)上垂直安装有伺服电机(13)，仿形头(15)通过“十”型燕尾槽调节装置(25)安装在回转座Ⅰ(7)的内端面上部，且倒角刀具(14)位于支撑座(12)的上方，仿形头(15)水平位于倒角刀具(14)的上方。
5.根据权利要求3所述的数控齿轮倒角机，其特征是：所述固定在右侧立柱Ⅰ(29)上的直线导轨Ⅰ(30)上设置的倒角头(31)用于内齿上端倒角，且所述倒角头(31)的回转座Ⅰ(7)的内端面上部固定有支撑座(12)，支撑座(12)上垂直安装有伺服电机(13)，仿形头(15)通过“十”型燕尾槽调节装置(25)安装在支撑座(12)的端部，且倒角刀具(14)位于支撑座(12)的下方，仿形头(15)水平位于倒角刀具(14)的下方；所述固定在左侧立柱Ⅰ(29)上的直线导轨Ⅰ(30)上设置的倒角头(31)用于内齿下端倒角，且所述倒角头(31)的回转座Ⅰ(7)的内端面下部固定有支撑座(12)，支撑座(12)上垂直安装有伺服电机(13)，仿形头(15)通过“十”型燕尾槽调节装置(25)安装在支撑座(12)的端部，且倒角刀具(14)位于支撑座(12)的上方，仿形头(15)水平位于倒角刀具(14)的上方。
6.根据权利要求2或3或4或5所述的数控齿轮倒角机，其特征是：所述支承座Ⅰ(5)的上部制有滑槽(18)、安装有调节丝杆(19)，调节丝杆(19)上旋装有调节丝母(20)，且调节丝母(20)的内端依次延伸有凸台(21)和小轴(22)，并使凸台(21)位于滑槽(18)中；所述回转座Ⅰ(7)的外端面上部制有腰型槽(23)，所述小轴(22)上装有轴承(24)，并使轴承(24)位于腰型槽(23)中。
7.根据权利要求6所述的数控齿轮倒角机，其特征是：所述回转底座(26)的后方设置有后底座(48)，后底座(48)上设置有滑台Ⅱ(36)，且滑台Ⅱ(36)通过设置在后底座(48)上的Y轴丝杆机构(37)驱动，所述滑台Ⅱ(36)上固定有立柱Ⅱ(38)，立柱Ⅱ(38)的内端面上纵向固定有直线导轨Ⅱ(39)，刷削头(40)设置在直线导轨Ⅱ(39)上并通过设置在立柱Ⅱ(38)上的Z3轴丝杆机构(41)驱动，使刷削头(40)沿直线导轨Ⅱ(39)上下运动。
8.根据权利要求7所述的数控齿轮倒角机，其特征是：所述支座Ⅰ(1)呈箱形结构，直线导轨Ⅲ(2)设置在箱形结构内腔的底面上，滑台Ⅲ(3)位于箱形结构内，回缩气缸(16)固定在箱形结构的外部。
9.根据权利要求8所述的数控齿轮倒角机，其特征是：所述刷削头(40)包括支承座Ⅱ(43)，支承座Ⅱ(43)通过滑块Ⅱ(42)安装在直线导轨Ⅱ(39)上并通过Z3轴丝杆机构(41)驱动，回转座Ⅱ(44)通过回转轴Ⅱ(45)安装在支承座Ⅱ(43)上，回转座Ⅱ(44)上固定有电机(46)、安装有钢丝轮(47)，且钢丝轮(47)通过电机(46)驱动。
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