CN104096918A - 一种齿轮加工系统 - Google Patents

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一种齿轮加工系统,其用于铣削具有两段不同直径和模数的齿轮段的齿轮(1),其中,所述齿轮加工系统包括:控制器(50)、小直径齿轮段铣削组件(2)、大直径齿轮段铣削组件(3)、组件间角度微调机构(4)、能转动的夹具(8)、竖向机架(6)以及横向工作台(7),竖向机架(6)上设置有组件升降机构(5),组件升降机构(5)能够用于对小直径齿轮段铣削组件(2)、大直径齿轮段铣削组件(3)、组件间角度微调机构(4)进行竖直位置调整;横向工作台(7)能够用于在装卸工件时承载工件;能转动的夹具(8)用于装夹齿轮工件并能够对其进行周向角度调整。

Description

一种齿轮加工系统
技术领域
[0001] 本发明属于机械加工领域,具体为一种齿轮的铣削加工机构。
背景技术
[0002] 具有两段不同直径和模数的齿轮在传动领域中经常使用。由于两段齿轮段通常需 要具有不同的齿数和模数,其加工过程中对于铣削的铣刀的角度调整势必不同。因此,目前 往往需要对其进行分步骤加工。但是,由于铣削齿轮的过程往往耗时很长,因此,加工这种 齿轮的过程漫长,增加了工件的加工时间,延缓了交货时间,增加了企业的流动性成本。
发明内容
[0003] 本发明的目的是克服上述现有技术中的缺陷,提供一种能够对不同的齿轮段进行 同时加工、又能保证每个齿轮的齿间槽准确定位的机构。
[0004] 本发明采用的如下方案。一种齿轮加工系统,其用于铣削具有两段不同直径和模 数的齿轮段的齿轮,其中,所述齿轮加工系统包括:控制器、小直径齿轮段铣削组件、大直径 齿轮段铣削组件、组件间角度微调机构、能转动的夹具、坚向机架以及横向工作台,坚向机 架上设置有组件升降机构,组件升降机构能够用于对小直径齿轮段铣削组件、大直径齿轮 段铣削组件、组件间角度微调机构进行坚直位置调整;横向工作台能够用于在装卸工件时 承载工件;能转动的夹具用于装夹齿轮工件并能够对其进行周向角度调整。
[0005] 所述小直径齿轮段铣削组件包括小铣刀、小铣刀动力头、小铣刀连接杆、第一螺 杆、第一导杆以及第一电机,小纟先刀用于纟先削小直径齿轮段,小纟先刀动力头用于驱动小统刀 旋转,小铣刀连接杆的下端与小铣刀动力头连接,上端具有与第一螺杆螺纹配合的螺孔以 及与第一导杆滑动配合的导向孔,第一螺杆与第一电机动力联接,第一导杆与第一电机外 壳固定连接,当第一电机驱动第一螺杆转动时,能够通过小铣刀连接杆带动小铣刀在齿轮 的轴线方向上运动;所述小铣刀和小铣刀动力头能够相对于小铣刀连接杆调整坚直位置, 以适应不同的齿轮直径。
[0006] 所述大直径齿轮段铣削组件包括大铣刀、大铣刀动力头、大铣刀连接杆、第二螺 杆、第二导杆以及第二电机,大铣刀用于铣削大直径齿轮段,大铣刀动力头用于驱动大铣刀 旋转,大铣刀连接杆的下端与大铣刀动力头连接,上端具有与第二螺杆螺纹配合的螺孔以 及与第二导杆滑动配合的导向孔,第二螺杆与第二电机动力联接,第二导杆与第二电机外 壳固定连接,当第二电机驱动第二螺杆转动时,能够通过大铣刀连接杆带动大铣刀在齿轮 的轴线方向上运动;所述大铣刀和大铣刀动力头能够相对于大铣刀连接杆调整坚直位置, 以适应不同的齿轮直径。
[0007] 组件间角度微调机构用于调整小直径齿轮段铣削组件的小铣刀相对于大直径齿 轮段铣削组件的大铣刀的角度,并包括:旋转架、转子线圈组件、定子磁体以及固定连接件, 旋转架具有圆筒部和法兰连接部,法兰连接部与圆筒部的左端固定连接,法兰连接部与转 子线圈组件固定连接,圆筒部的内侧圆周面与第二电机外壳的外侧圆周面能转动地配合, 并且圆筒部的内侧圆周面上设置有两条径向向外延伸的圆周凹槽,第二电机外壳的外侧圆 周面上设置有两条匹配的圆周凸出,用于与所述圆周凹槽能转动地配合,以对圆筒部进行 轴向限位;所述第一电机固定安装在圆筒部的外侧圆周面上,位于法兰连接部的右侧;定 子磁体的左端与固定连接件的右端固定连接,定子磁体的右端与第二电机的外壳固定连 接,固定连接件的左端与组件升降机构固定连接。
[0008] 当小直径齿轮段和大直径齿轮段上要铣削的齿间槽具有周向角度差时,转子线圈 组件能够通过旋转架带动所述小直径齿轮段铣削组件相对于所述大直径齿轮段铣削组件 转动,从而补偿所述角度差;当转子线圈组件转动后满足所述角度差的补偿要求后,能够通 过施加转子线圈组件与定子磁体之间的保持力矩而使得所述小直径齿轮段铣削组件与所 述大直径齿轮段铣削组件之间保持相对固定;所述控制器(50)与所述第一电机(26)、第二 电机(36)、能转动的夹具(8)、组件间角度微调机构(4)以及组件升降机构(5)数据连同,能 控制所述第一电机(26)、第二电机(36)、能转动的夹具(8)、组件间角度微调机构(4)以及 组件升降机构(5)的动作。
[0009] 通过上述方案,由于将第一组的铣削组建安装在了第二组铣削组件的外壳上,利 用可转动安装架和驱动用步进式电机,可以准确调整两组组件之间的相对角度;这样,在加 工一段齿轮段的同时,能够加工另外一段齿轮段。而且,由于这种独特的安装组合结构,使 得安装结构紧凑,集成度高,便于整体式更换和安装,并且能够便于对普通机床的数字化改 造。利用导杆结构,既能够承担整个铣刀头的重量,又能够起到在铣削过程中的导向作用。 而利用旋转架的设置,能够便于电机的安装,同时便于对步进式电机的联接和安装以及更 换,并且能够为第一电机提供轴向以及转动方向的固定安装力。
附图说明
[0010] 图1是本发明的加工设备的结构示意图。
[0011] 图2是两个铣削组件的安装结构示意图。
[0012] 图3是控制系统的结构图。
具体实施方式
[0013] 下面结合附图1-3,对本发明进行详细说明。
[0014] 一种齿轮加工系统,其用于铣削具有两段不同直径和模数的齿轮段的齿轮1,其 中,所述齿轮加工系统包括:控制器50、小直径齿轮段铣削组件2、大直径齿轮段铣削组件 3、组件间角度微调机构4、能转动的夹具8、坚向机架6以及横向工作台7,坚向机架6上设 置有组件升降机构5,组件升降机构5能够用于对小直径齿轮段铣削组件2、大直径齿轮段 铣削组件3、组件间角度微调机构4进行坚直位置调整;横向工作台7能够用于在装卸工件 时承载工件;能转动的夹具8用于装夹齿轮工件并能够对其进行周向角度调整。
[0015] 所述小直径齿轮段铣削组件2包括小铣刀21、小铣刀动力头22、小铣刀连接杆23、 第一螺杆24、第一导杆25以及第一电机26,小统刀21用于统削小直径齿轮段,小统刀动力 头22用于驱动小铣刀21旋转,小铣刀连接杆23的下端与小铣刀动力头22连接,上端具有 与第一螺杆24螺纹配合的螺孔以及与第一导杆25滑动配合的导向孔,第一螺杆24与第一 电机26动力联接,第一导杆25与第一电机26外壳固定连接,当第一电机26驱动第一螺杆 24转动时,能够通过小铣刀连接杆23带动小铣刀21在齿轮的轴线方向上运动;所述小铣 刀21和小铣刀动力头22能够相对于小铣刀连接杆23调整坚直位置,以适应不同的齿轮直 径。
[0016] 所述大直径齿轮段铣削组件3包括大铣刀31、大铣刀动力头32、大铣刀连接杆33、 第二螺杆34、第二导杆35以及第二电机36,大铣刀31用于铣削大直径齿轮段,大铣刀动力 头32用于驱动大铣刀31旋转,大铣刀连接杆33的下端与大铣刀动力头32连接,上端具有 与第二螺杆34螺纹配合的螺孔以及与第二导杆35滑动配合的导向孔,第二螺杆34与第二 电机36动力联接,第二导杆35与第二电机36外壳固定连接,当第二电机36驱动第二螺杆 34转动时,能够通过大铣刀连接杆33带动大铣刀31在齿轮的轴线方向上运动;所述大铣 刀31和大铣刀动力头32能够相对于大铣刀连接杆33调整坚直位置,以适应不同的齿轮直 径。
[0017] 组件间角度微调机构4用于调整小直径齿轮段铣削组件2的小铣刀21相对于大 直径齿轮段铣削组件3的大铣刀31的角度,并包括:旋转架41、转子线圈组件42、定子磁体 43以及固定连接件44,旋转架41具有圆筒部和法兰连接部,法兰连接部与圆筒部的左端固 定连接,法兰连接部与转子线圈组件42固定连接,圆筒部的内侧圆周面与第二电机36外壳 的外侧圆周面能转动地配合,并且圆筒部的内侧圆周面上设置有两条径向向外延伸的圆周 凹槽,第二电机36外壳的外侧圆周面上设置有两条匹配的圆周凸出,用于与所述圆周凹槽 能转动地配合,以对圆筒部进行轴向限位;所述第一电机26固定安装在圆筒部的外侧圆周 面上,位于法兰连接部的右侧;定子磁体43的左端与固定连接件44的右端固定连接,定子 磁体43的右端与第二电机36的外壳固定连接,固定连接件44的左端与组件升降机构5固 定连接。
[0018] 当小直径齿轮段和大直径齿轮段上要铣削的齿间槽具有周向角度差时,转子线圈 组件42能够通过旋转架41带动所述小直径齿轮段铣削组件2相对于所述大直径齿轮段铣 削组件3转动,从而补偿所述角度差;当转子线圈组件42转动后满足所述角度差的补偿要 求后,能够通过施加转子线圈组件42与定子磁体43之间的保持力矩而使得所述小直径齿 轮段铣削组件2与所述大直径齿轮段铣削组件3之间保持相对固定。所述控制器(50)与 所述第一电机(26)、第二电机(36)、能转动的夹具(8)、组件间角度微调机构(4)以及组件 升降机构(5)数据连同,能控制所述第一电机(26)、第二电机(36)、能转动的夹具(8)、组件 间角度微调机构(4)以及组件升降机构(5)的动作。
[0019] 其中,所述转子线圈组件42和定子磁体43组成步进式电机。
[0020] 所述第一电机在所述旋转架上的安装是通过与圆弧面匹配的弧形安装架实现,所 述弧形安装架的下侧为下弧形面,用于与旋转架的圆周面接触,上侧为上弧形面,用于与第 一电机的外圆周面接触;这种弧形安装架能够为第一电机的旋转驱动提供反作用力,并避 免第一电机驱动负载转动时对旋转架造成干扰扭矩。
[0021] 使用时,对于小直径齿轮段铣削组件3,利用转子线圈组件42和定子磁体43进行 角度微调;然后转子线圈组件42和定子磁体43施加保持力矩,之后同时启动第一电机和第 二电机以及铣削头,对两段齿轮段从左到右进行铣削。
[0022] 其中,所述控制器50为DSP控制器。

Claims (3)

1. 一种齿轮加工系统,其用于铣削具有两段不同直径和模数的齿轮段的齿轮(1),其 中,所述齿轮加工系统包括:控制器(50)、小直径齿轮段铣削组件(2)、大直径齿轮段铣削 组件(3)、组件间角度微调机构(4)、能转动的夹具(8)、坚向机架(6)以及横向工作台(7), 坚向机架(6 )上设置有组件升降机构(5 ),组件升降机构(5 )能够用于对小直径齿轮段铣削 组件(2)、大直径齿轮段铣削组件(3)、组件间角度微调机构(4)进行坚直位置调整;横向工 作台(7)能够用于在装卸工件时承载工件;能转动的夹具(8)用于装夹齿轮工件并能够对 其进行周向角度调整; 所述小直径齿轮段铣削组件(2)包括小铣刀(21)、小铣刀动力头(22)、小铣刀连接杆 (23)、第一螺杆(24)、第一导杆(25)以及第一电机(26),小统刀(21)用于统削小直径齿轮 段,小铣刀动力头(22)用于驱动小铣刀(21)旋转,小铣刀连接杆(23)的下端与小铣刀动力 头(22)连接,上端具有与第一螺杆(24)螺纹配合的螺孔以及与第一导杆(25)滑动配合的 导向孔,第一螺杆(24)与第一电机(26)动力联接,第一导杆(25)与第一电机(26)外壳固 定连接,当第一电机(26 )驱动第一螺杆(24)转动时,能够通过小铣刀连接杆(23 )带动小铣 刀(21)在齿轮的轴线方向上运动;所述小铣刀(21)和小铣刀动力头(22)能够相对于小铣 刀连接杆(23)调整坚直位置,以适应不同的齿轮直径; 所述大直径齿轮段铣削组件(3)包括大铣刀(31)、大铣刀动力头(32)、大铣刀连接杆 (33)、第二螺杆(34)、第二导杆(35)以及第二电机(36),大铣刀(31)用于铣削大直径齿轮 段,大铣刀动力头(32)用于驱动大铣刀(31)旋转,大铣刀连接杆(33)的下端与大铣刀动力 头(32)连接,上端具有与第二螺杆(34)螺纹配合的螺孔以及与第二导杆(35)滑动配合的 导向孔,第二螺杆(34)与第二电机(36)动力联接,第二导杆(35)与第二电机(36)外壳固 定连接,当第二电机(36 )驱动第二螺杆(34)转动时,能够通过大统刀连接杆(33 )带动大统 刀(31)在齿轮的轴线方向上运动;所述大铣刀(31)和大铣刀动力头(32)能够相对于大铣 刀连接杆(33)调整坚直位置,以适应不同的齿轮直径; 组件间角度微调机构(4)用于调整小直径齿轮段铣削组件(2)的小铣刀(21)相对于大 直径齿轮段铣削组件(3)的大铣刀(31)的角度,并包括:旋转架(41)、转子线圈组件(42)、 定子磁体(43)以及固定连接件(44),旋转架(41)具有圆筒部和法兰连接部,法兰连接部与 圆筒部的左端固定连接,法兰连接部与转子线圈组件(42)固定连接,圆筒部的内侧圆周面 与第二电机(36)外壳的外侧圆周面能转动地配合,并且圆筒部的内侧圆周面上设置有两条 径向向外延伸的圆周凹槽,第二电机(36)外壳的外侧圆周面上设置有两条匹配的圆周凸 出,用于与所述圆周凹槽能转动地配合,以对圆筒部进行轴向限位;所述第一电机(26)固 定安装在圆筒部的外侧圆周面上,位于法兰连接部的右侧;定子磁体(43)的左端与固定连 接件(44)的右端固定连接,定子磁体(43)的右端与第二电机(36)的外壳固定连接,固定连 接件(44)的左端与组件升降机构(5)固定连接; 当小直径齿轮段和大直径齿轮段上要铣削的齿间槽具有周向角度差时,转子线圈组件 (42)能够通过旋转架(41)带动所述小直径齿轮段铣削组件(2)相对于所述大直径齿轮段 铣削组件(3)转动,从而补偿所述角度差;当转子线圈组件(42)转动后满足所述角度差的 补偿要求后,能够通过施加转子线圈组件(42)与定子磁体(43)之间的保持力矩而使得所 述小直径齿轮段铣削组件(2)与所述大直径齿轮段铣削组件(3)之间保持相对固定; 所述控制器(50)与所述第一电机(26)、第二电机(36)、能转动的夹具(8)、组件间角度 微调机构(4)以及组件升降机构(5)数据连同,能控制所述第一电机(26)、第二电机(36)、 能转动的夹具(8)、组件间角度微调机构(4)以及组件升降机构(5)的动作。
2. 如权利要求1所述的系统,其中,所述转子线圈组件(42)和定子磁体(43)组成步进 式电机。
3. 如权利要求1所述的系统,其中,所述控制器(50)为DSP控制器。
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