CN104107957B - 数控小齿轮倒角机 - Google Patents

Abstract

一种数控小齿轮倒角机，其底座的台面上设置有直线导轨Ⅰ和回转工作台；直线导轨Ⅰ上设置有通过X轴丝杆机构驱动的滑台，滑台上安装有蜗轮及与蜗轮啮合的蜗杆，且蜗杆通过设置在滑台上的电动机Ⅰ驱动；蜗轮上固定有立柱Ⅰ和Z轴丝杠，立柱Ⅰ的两侧固定有直线导轨Ⅰ和直线导轨Ⅱ，倒角头设置在直线导轨Ⅰ上，刷削头设置在直线导轨Ⅱ上，且倒角头和刷削头固定在升降座Ⅰ的两侧，升降座Ⅰ通过其上的丝母安装在Z轴丝杠上，且Z轴丝杠通过固定在立柱Ⅰ顶部的电动机Ⅱ驱动使倒角头沿直线导轨Ⅰ及刷削头沿直线导轨Ⅱ同步上下运动。本发明采用立式结构，两工位布局，采用仿形跟随原理对齿轮工件两端面倒角和去毛刺，加工精度高，一致性好，效率高。<!--1-->

Description

数控小齿轮倒角机

技术领域

本发明属于齿轮制造技术领域，具体涉及一种数控小齿轮倒角机。

背景技术

齿轮倒角作为变速箱、同步器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。其次已有的大规格数控齿轮倒角机虽然能够满足大规格齿轮的倒角需要。但其体积较大，运行成本较高，不适合小齿轮倒角。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：提供一种数控小齿轮倒角机，采用立式结构，两工位布局，采用仿形跟随原理加工齿轮倒角，并可对齿轮工件进行自动翻转，加工精度高，一致性好，效率高。此外，还可对齿轮沿齿厚方向进行刷削，去除二次产生的毛刺。

本发明的技术方案是：一种数控小齿轮倒角机，具有底座，所述底座的台面一侧设置有直线导轨Ⅰ，另一侧设置有回转工作台；所述直线导轨Ⅰ上设置有滑台，且滑台通过设置在底座台面上的X轴丝杆机构驱动；所述滑台上安装有蜗轮及与蜗轮啮合的蜗杆，且蜗杆通过设置在滑台上的电动机Ⅰ通过同步带驱动带动蜗轮转动；所述蜗轮上固定有立柱Ⅰ和Z轴丝杠，立柱Ⅰ的两侧固定有直线导轨Ⅰ和直线导轨Ⅱ，倒角头设置在直线导轨Ⅰ上，刷削头设置在直线导轨Ⅱ上，且倒角头和刷削头固定在升降座Ⅰ的两侧，所述升降座Ⅰ通过其上的丝母安装在Z轴丝杠上，且Z轴丝杠通过固定在立柱Ⅰ顶部的电动机Ⅱ驱动使倒角头沿直线导轨Ⅰ及刷削头沿直线导轨Ⅱ同步上下运动；

所述倒角头包括固定在升降座Ⅰ一侧的支承座Ⅰ，所述支承座Ⅰ上水平固定有两组直线轴承，滑动座上具有的两根水平导柱分别插装在两组直线轴承中可水平滑动，滑动座的前端垂直固定有电主轴Ⅰ和仿形头，电主轴Ⅰ下端安装有倒角刀具，且仿形头位于倒角刀具的下方；所述支承座Ⅰ上固定有回缩气缸，且回缩气缸的活塞杆与滑动座的后端固定连接，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；

所述刷削头包括固定在升降座Ⅰ另一侧的支承座Ⅱ，所述支承座Ⅱ上水平固定有电主轴Ⅱ，且电主轴Ⅱ的前端安装有钢丝轮。

所述回转工作台的外侧固定有立柱Ⅱ和升降气缸，所述立柱Ⅱ上安装有两根垂直导杆，升降座Ⅱ通过滑块安装在两根垂直导杆上可上下滑动，所述升降气缸位于两根垂直导杆之间且其活塞端铰接在升降座Ⅱ的下方；所述升降座Ⅱ的前端固定有旋转汽缸，旋转汽缸的前端固定有夹持汽缸，夹持汽缸的两侧对称固定有一对机械手，并使机械手位于回转工作台的正上方。

所述仿形头通过燕尾槽调节装置安装在滑动座的前端。

所述蜗轮上并排固定有前后两根立柱Ⅰ，所述升降座Ⅰ呈方框型结构且位于前后两根立柱Ⅰ之间，所述Z轴丝杠位于升降座Ⅰ的中央。

所述回转工作台上安装有气动卡盘，且回转工作台通过蜗轮蜗杆机构驱动。

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、两工位布局，倒角刷削工位可旋转90度交替工作，完成对齿轮端面齿棱倒角及沿齿厚方向进行刷削，去除倒角加工二次产生的毛刺；另外一工位为机械手工位，可对齿轮工件自动翻转，实现齿轮两端面倒角。

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杠定位，运动平稳可靠，进一步提高了加工精度。

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为本发明倒角工位和刷削工位结构示意图，

图4为图3的A-A剖视图，

图5为图3的B-B剖视图，

图6为本发明机械手工位结构示意图，

图7为图6的C-C剖视图，

图8为本发明回转工作台结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1、2、3、4、5、6、7、8描述本发明的第一种实施例。

一种数控小齿轮倒角机，具有底座1,所述底座1的台面一侧设置有直线导轨Ⅰ2，另一侧设置有回转工作台29；所述直线导轨Ⅰ2上设置有滑台3，且滑台3通过设置在底座1台面上的X轴丝杆机构4驱动；所述滑台3上安装有蜗轮5及与蜗轮5啮合的蜗杆6，且蜗杆6通过设置在滑台3上的电动机Ⅰ7通过同步带驱动带动蜗轮5转动；所述蜗轮5上并排固定有前后两根立柱Ⅰ8和Z轴丝杠14，立柱Ⅰ8的两侧固定有直线导轨Ⅰ9和直线导轨Ⅱ10，倒角头11设置在直线导轨Ⅰ9上，刷削头12设置在直线导轨Ⅱ10上，且倒角头11和刷削头12固定在升降座Ⅰ13的两侧；所述升降座Ⅰ13通过其上的丝母15安装在Z轴丝杠14上，且Z轴丝杠14通过固定在立柱Ⅰ8顶部的电动机Ⅱ16驱动使倒角头11沿直线导轨Ⅰ9及刷削头12沿直线导轨Ⅱ10同步上下运动；所述升降座Ⅰ13呈方框型结构且位于前后两根立柱Ⅰ8之间，所述Z轴丝杠14位于升降座Ⅰ13的中央。

所述倒角头11包括固定在升降座Ⅰ13一侧的支承座Ⅰ17，所述支承座Ⅰ17上水平固定有上下两组直线轴承18，滑动座19上具有的两根水平导柱20分别插装在两组直线轴承18中可水平滑动，滑动座19的前端垂直固定有电主轴Ⅰ21和仿形头22，电主轴Ⅰ21下端安装有倒角刀具23，且仿形头22位于倒角刀具23的下方；所述支承座Ⅰ17上固定有回缩气缸24，且回缩气缸24的活塞杆25与滑动座19的后端固定连接，使仿形头22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23跟随仿形头22的运动轨迹同步运动；所述仿形头22通过燕尾槽调节装置41安装在滑动座19的前端。所述刷削头12包括固定在升降座Ⅰ13另一侧的支承座Ⅱ26，所述支承座Ⅱ26上水平固定有电主轴Ⅱ27，且电主轴Ⅱ27的前端安装有钢丝轮28。

所述回转工作台29的外侧固定有立柱Ⅱ30和升降气缸34，所述立柱Ⅱ30上安装有两根垂直导杆31，升降座Ⅱ32通过滑块33安装在两根垂直导杆31上可上下滑动，所述升降气缸34位于两根垂直导杆31之间且其活塞端35铰接在升降座Ⅱ32的下方；所述升降座Ⅱ32的前端固定有旋转汽缸36，旋转汽缸36的前端固定有夹持汽缸37，夹持汽缸37的两侧对称固定有一对机械手38，并使机械手38位于回转工作台29的正上方。所述回转工作台29上安装有气动卡盘39，且回转工作台29通过蜗轮蜗杆机构40驱动。

工作原理：将工件42通过气动卡盘39夹持在回转工作台29上，通过X轴丝杆机构4驱动滑台3调整立柱Ⅰ8位置使倒角头11水平移动至合适位置，通过Z轴丝杠14驱动丝母15调整倒角头11沿直线导轨Ⅰ9上下运动至合适位置，使仿形头22插入工件42两齿形之间，使倒角刀具23与齿轮外齿上端接触，同时带动刷削头12沿直线导轨Ⅱ10同步运动至合适位置。启动回转工作台29和电主轴Ⅰ21，通过工件42旋转推动仿形头22紧贴齿形的表面前后移动，在回缩气缸24的作用下滑动座19始终保持沿水平导柱20向内侧移动的趋势，保证仿形头22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22的运动轨迹与齿廓外形相吻合，倒角刀具23跟随仿形头22的运动轨迹同步运动，倒角刀具23工作路径和仿形头22运动轨迹一致，通过倒角刀具23旋转对齿轮的外齿上端铣削倒角，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22的工作姿态通过燕尾槽调节装置41调整。

当齿轮的外齿上端铣削倒角完成后，倒角头11回退，升降气缸34带动升降座Ⅱ32下降使机械手38位于工件42两侧；夹持汽缸37动作使机械手38将工件42夹持，升降气缸34带动升降座Ⅱ32上升至一定高度，旋转汽缸36动作旋转180度使工件42实现翻转，升降气缸34带动升降座Ⅱ32下降使机械手38夹持的工件42重新夹持在回转工作台29上，重复上述倒角操作流程，即可完成对齿轮的外齿下端铣削倒角。此时，倒角头11回退，启动电动机Ⅰ7通过同步带驱动蜗杆6带动蜗轮5转动90度，进而使立柱Ⅰ8转动90度使刷削头12进入工作位置，通过X轴丝杆机构4驱动滑台3调整立柱Ⅰ8位置使钢丝轮28水平移动至合适位置，对齿轮沿齿厚方向进行刷削，去除二次产生的毛刺。

本发明采用立式、两工位、数控控制，可对齿轮进行自动翻转，实现齿轮两端面倒角。并可对齿轮沿齿厚方向进行刷削，去除二次产生的毛刺。本发明倒角大小可控，倒角一致性好，自动化程度高，效率高，可根除齿轮在滚齿后产生的翻遍毛刺，也可组成生产线，提高生产效率，节约生产成本。本发明特别适合汽车变速箱齿轮倒角加工。

技术参数

工件直径（圆柱外齿轮）：Ф40～Ф300mm

工件最大螺旋角（β）：30o

加工齿轮模数6mm

工件最大轴向高度80mm

倒棱宽度0.5～1.5mm

回转工作台最高转速1.5rpm

机床外形长×宽×高（mm）1600×1150×1700

机床净重约3000kg

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 (5)

1.一种数控小齿轮倒角机，具有底座（1），其特征是：

所述底座（1）的台面一侧设置有直线导轨（2），另一侧设置有回转工作台（29）；所述直线导轨（2）上设置有滑台（3），且滑台（3）通过设置在底座（1）台面上的X轴丝杆机构（4）驱动；所述滑台（3）上安装有蜗轮（5）及与蜗轮（5）啮合的蜗杆（6），且蜗杆（6）通过设置在滑台（3）上的电动机Ⅰ（7）通过同步带驱动带动蜗轮（5）转动；所述蜗轮（5）上固定有立柱Ⅰ（8）和Z轴丝杠（14），立柱Ⅰ（8）的两侧固定有直线导轨Ⅰ（9）和直线导轨Ⅱ（10），倒角头（11）设置在直线导轨Ⅰ（9）上，刷削头（12）设置在直线导轨Ⅱ（10）上，且倒角头（11）和刷削头（12）固定在升降座Ⅰ（13）的两侧，所述升降座Ⅰ（13）通过其上的丝母（15）安装在Z轴丝杠（14）上，且Z轴丝杠（14）通过固定在立柱Ⅰ（8）顶部的电动机Ⅱ（16）驱动使倒角头（11）沿直线导轨Ⅰ（9）及刷削头（12）沿直线导轨Ⅱ（10）同步上下运动；

所述倒角头（11）包括固定在升降座Ⅰ（13）一侧的支承座Ⅰ（17），所述支承座Ⅰ（17）上水平固定有两组直线轴承（18），滑动座（19）上具有的两根水平导柱（20）分别插装在两组直线轴承（18）中可水平滑动，滑动座（19）的前端垂直固定有电主轴Ⅰ（21）和仿形头（22），电主轴Ⅰ（21）下端安装有倒角刀具（23），且仿形头（22）位于倒角刀具（23）的下方；所述支承座Ⅰ（17）上固定有回缩气缸（24），且回缩气缸（24）的活塞杆（25）与滑动座（19）的后端固定连接，使仿形头（22）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（23）跟随仿形头（22）的运动轨迹同步运动；

所述刷削头（12）包括固定在升降座Ⅰ（13）另一侧的支承座Ⅱ（26），所述支承座Ⅱ（26）上水平固定有电主轴Ⅱ（27），且电主轴Ⅱ（27）的前端安装有钢丝轮（28）。

2.根据权利要求1所述的数控小齿轮倒角机，其特征是：

所述回转工作台（29）的外侧固定有立柱Ⅱ（30）和升降气缸（34），所述立柱Ⅱ（30）上安装有两根垂直导杆（31），升降座Ⅱ（32）通过滑块（33）安装在两根垂直导杆（31）上可上下滑动，所述升降气缸（34）位于两根垂直导杆（31）之间且其活塞端（35）铰接在升降座Ⅱ（32）的下方；所述升降座Ⅱ（32）的前端固定有旋转气缸（36），旋转气缸（36）的前端固定有夹持气缸（37），夹持气缸（37）的两侧对称固定有一对机械手（38），并使机械手（38）位于回转工作台（29）的正上方。

3.根据权利要求1或2所述的数控小齿轮倒角机，其特征是：所述仿形头（22）通过燕尾槽调节装置（41）安装在滑动座（19）的前端。

4.根据权利要求3所述的数控小齿轮倒角机，其特征是：所述蜗轮（5）上并排固定有前后两根立柱Ⅰ（8），所述升降座Ⅰ（13）呈方框型结构且位于前后两根立柱Ⅰ（8）之间，所述Z轴丝杠（14）位于升降座Ⅰ（13）的中央。

5.根据权利要求4所述的数控小齿轮倒角机，其特征是：所述回转工作台（29）上安装有气动卡盘（39），且回转工作台（29）通过蜗轮蜗杆机构（40）驱动。