CN104107958B - 数控齿条倒角机 - Google Patents
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Abstract
一种数控齿条倒角机，其底座的台面后方横向设置有X轴直线导轨Ⅰ，前方纵向设置有Y轴直线导轨Ⅱ；直线导轨Ⅰ上设置有滑台Ⅰ，滑台Ⅰ上固定有立柱，且滑台Ⅰ通过设置在底座台面上的X轴丝杆机构驱动左右运动；立柱的右端面上垂直设有Z轴直线导轨Ⅲ，直线导轨Ⅲ上设置有滑板Ⅰ，倒角头Ⅰ设置在滑板Ⅰ上，且滑板Ⅰ通过设置在立柱上的Z轴丝杆机构Ⅰ驱动上下运动；直线导轨Ⅱ上设置有滑台Ⅱ，滑台Ⅱ上设置有工装夹具，且滑台Ⅱ通过设置在底座台面上的Y轴丝杆机构驱动前后运动；本发明采用仿形跟随原理加工齿条倒角，加工精度高，一致性好，效率高。特别是倒角时工件固定不动，倒角头运动完成倒角，尤其适用长齿条的倒角加工。
Description
技术领域
本发明属于齿条制造技术领域，具体涉及一种数控齿条倒角机。
背景技术
齿条作为机械传动的一个重要部件，随着传动精度的提高，齿条齿端倒角已成为齿条生产不可或缺的加工工序，而且对其加工质量有着越来越严格的要求。已有的齿条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，尤其是倒角工作时齿条必须运动，只能适应较短齿条的倒角加工，难以适应较长齿条的倒角加工。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种数控齿条倒角机，采用仿形跟随原理加工齿条倒角，加工精度高，一致性好，效率高。
本发明的技术方案是：一种数控齿条倒角机，具有底座，所述底座的台面后方横向设置有X轴直线导轨Ⅰ，前方纵向设置有Y轴直线导轨Ⅱ；所述直线导轨Ⅰ上设置有滑台Ⅰ，滑台Ⅰ上固定有立柱，且滑台Ⅰ通过设置在底座台面上的X轴丝杆机构驱动左右运动；所述立柱的右端面上垂直设有Z轴直线导轨Ⅲ，直线导轨Ⅲ上设置有滑板Ⅰ，倒角头Ⅰ设置在滑板Ⅰ上，且滑板Ⅰ通过设置在立柱上的Z轴丝杆机构Ⅰ驱动上下运动；所述直线导轨Ⅱ上设置有滑台Ⅱ，滑台Ⅱ上设置有工装夹具，且滑台Ⅱ通过设置在底座台面上的Y轴丝杆机构驱动前后运动；
所述倒角头Ⅰ包括两根水平安装在滑板Ⅰ上的滚动直线导套副Ⅰ，所述滚动直线导套副Ⅰ的前端固定有托板Ⅰ，后端固定有连板Ⅰ；所述托板Ⅰ的上部垂直固定有电主轴Ⅰ，电主轴Ⅰ的下端安装有倒角刀具Ⅰ；所述托板Ⅰ的下方水平安装有仿形头Ⅰ，且仿形头Ⅰ位于倒角刀具Ⅰ的下方；所述滑板Ⅰ上固定有回缩气缸Ⅰ，且回缩气缸Ⅰ的活塞杆与连板Ⅰ固定连接，使仿形头Ⅰ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Ⅰ跟随仿形头Ⅰ的运动轨迹同步运动。
所述直线导轨Ⅲ上设置有滑板Ⅱ，且滑板Ⅱ通过设置在立柱上的Z轴丝杆机构Ⅱ驱动上下运动；所述滑板Ⅱ位于滑板Ⅰ的下方，倒角头Ⅱ设置在滑板Ⅱ上；
所述倒角头Ⅱ包括两根水平安装在滑板Ⅱ上的滚动直线导套副Ⅱ，所述滚动直线导套副Ⅱ的前端固定有托板Ⅱ，后端固定有连板Ⅱ；所述托板Ⅱ的下部垂直固定有电主轴Ⅱ，电主轴Ⅱ的上端安装有倒角刀具Ⅱ；所述托板Ⅱ的上方水平安装有仿形头Ⅱ，且仿形头Ⅱ位于倒角刀具Ⅱ的上方；所述滑板Ⅱ上固定有回缩气缸Ⅱ，且回缩气缸Ⅱ的活塞杆与连板Ⅱ固定连接，使仿形头Ⅱ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Ⅱ跟随仿形头Ⅱ的运动轨迹同步运动。
所述托板Ⅰ呈“L”形，电主轴Ⅰ垂直固定在“L”形的垂直面上，仿形头Ⅰ通过燕尾槽调节装置安装在“L”形水平面的下方，使仿形头Ⅰ可左右移动调节。
所述托板Ⅱ呈倒“L”形，电主轴Ⅱ垂直固定在倒“L”形的垂直面上，仿形头Ⅱ通过燕尾槽调节装置安装在倒“L”形水平面的上方，使仿形头Ⅱ可左右移动调节。
所述工装夹具包括固定在工作台上的支柱，安装在支柱顶部的快速夹钳，固定在快速夹钳夹头下端的压板；所述支柱内侧上部具有大台肩，所述压板位于大台肩的上方。
所述工装夹具包括固定在工作台上的支柱，所述支柱内侧上部具有大台肩，辅助夹台位于大台肩上且固定在支柱上；所述辅助夹台的顶部安装有快速夹钳，内侧上部具有中台肩，内侧中部具有小台肩，内侧下部具有缺口，快速夹钳的夹头下端固定有压板，且压板位于中台肩的上方。
所述底座的台面上设有螺旋排屑器，且螺旋排屑器位于倒角刀具Ⅰ的正下方。
所述底座的台面上设有螺旋排屑器，且螺旋排屑器位于倒角刀具Ⅰ的正下方。
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条倒角，通过仿形头紧贴齿形的表面移动，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条倒角，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、本发明具有上下两个倒角头，大齿条一次装夹，可同时完成齿条上下两个端面的倒角，小齿条两个上下并排装夹，可同时完成对两个齿条上下两个端面的倒角，效率高。
2、本发明采用立式结构，且工件固定不动，倒角头运动，完成对齿条端面齿棱的倒角，尤其适用长齿条的倒角加工。
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为本发明上倒角头结构示意图，
图4为本发明下倒角头结构示意图，
图5为本发明装夹大齿条时工装夹具的结构示意图，
图6为本发明装夹小齿条时工装夹具的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1、2、3、4、5、6描述本发明的第一种实施例。
一种数控齿条倒角机，具有底座1，所述底座1的台面后方横向设置有X轴直线导轨Ⅰ2，前方纵向设置有Y直线导轨Ⅱ3；所述直线导轨Ⅰ2上设置有滑台Ⅰ4，滑台Ⅰ4上固定有立柱6，且滑台Ⅰ4通过设置在底座1台面上的X轴丝杆机构5驱动左右运动；所述立柱6的右端面上垂直设有Z轴直线导轨Ⅲ7，直线导轨Ⅲ7上设置有滑板Ⅰ8，倒角头Ⅰ12设置在滑板Ⅰ8上，且滑板Ⅰ8通过设置在立柱6上的Z轴丝杆机构Ⅰ10驱动上下运动；所述直线导轨Ⅱ3上设置有滑台Ⅱ9，滑台Ⅱ9上设置有工装夹具22，且滑台Ⅱ9通过设置在底座1台面上的Y轴丝杆机构11驱动前后运动；
所述倒角头Ⅰ12包括两根水平安装在滑板Ⅰ8上的滚动直线导套副Ⅰ14，所述滚动直线导套副Ⅰ14的前端固定有“L”形托板Ⅰ15，后端固定有连板Ⅰ20；所述“L”形托板Ⅰ15的上部垂直面上垂直固定有电主轴Ⅰ16，电主轴Ⅰ16的下端安装有倒角刀具Ⅰ17；所述“L”形托板Ⅰ15水平面的下方通过燕尾槽调节装置13水平安装有仿形头Ⅰ18，且仿形头Ⅰ18可左右移动调节，使仿形头Ⅰ18位于倒角刀具Ⅰ17的正下方；所述滑板Ⅰ8上固定有回缩气缸Ⅰ19，且回缩气缸Ⅰ19的活塞杆与连板Ⅰ20固定连接，使仿形头Ⅰ18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Ⅰ17跟随仿形头Ⅰ18的运动轨迹同步运动。
所述直线导轨Ⅲ7上设置有滑板Ⅱ23，且滑板Ⅱ23通过设置在立柱6上的Z轴丝杆机构Ⅱ24驱动上下运动；所述滑板Ⅱ23位于滑板Ⅰ8的下方，倒角头Ⅱ25设置在滑板Ⅱ23上；所述倒角头Ⅱ25包括两根水平安装在滑板Ⅱ23上的滚动直线导套副Ⅱ26，所述滚动直线导套副Ⅱ26的前端固定有倒“L”形托板Ⅱ27，后端固定有连板Ⅱ21；所述倒“L”形托板Ⅱ27的下部垂直面上垂直固定有电主轴Ⅱ28，电主轴Ⅱ28的上端安装有倒角刀具Ⅱ29；所述倒“L”形托板Ⅱ27水平面的上方通过燕尾槽调节装置13水平安装有仿形头Ⅱ30，且仿形头Ⅱ30可左右移动调节，使仿形头Ⅱ30位于倒角刀具Ⅱ29的正上方；所述滑板Ⅱ23上固定有回缩气缸Ⅱ31，且回缩气缸Ⅱ31的活塞杆与连板Ⅱ21固定连接，使仿形头Ⅱ30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Ⅱ29跟随仿形头Ⅱ30的运动轨迹同步运动。
所述底座1的台面上设有螺旋排屑器40，且螺旋排屑器40位于倒角刀具Ⅰ17的正下方。所述螺旋排屑器40的左端设有铁屑收集箱41。
装夹大齿条时，所述工装夹具22包括固定在工作台9上的三个支柱32，安装在支柱32顶部的快速夹钳33，固定在快速夹钳33夹头下端的压板34；所述支柱32内侧上部具有大台肩35，所述压板34位于大台肩35的上方。使用时，将大齿条42置于大台肩35上且齿面向内，放下快速夹钳33的夹头，通过压板34将大齿条42压紧固定即可开始倒角。
大齿条倒角工作原理：通过Y轴丝杆机构11驱动滑台Ⅱ9向后运动，使装夹固定好的大齿条进入上下两个倒角头之间；通过X轴丝杆机构5驱动滑台Ⅰ4调整立柱6的位置使倒角头Ⅰ12、倒角头Ⅱ25水平移动至齿条的最右端，通过Z轴丝杆机构Ⅰ10驱动滑板Ⅰ8向下运动至合适位置，使仿形头Ⅰ18插入齿条最右端两齿形之间上部，并使倒角刀具Ⅰ17与齿形上端接触，通过Z轴丝杆机构Ⅱ24驱动滑板Ⅱ23向上运动至合适位置，使仿形头Ⅱ30插入齿条最右端两齿形之间下部，并使倒角刀具Ⅱ29与齿形下端接触。启动电主轴Ⅰ16和电主轴Ⅱ28，启动X轴丝杆机构5驱动滑台Ⅰ4匀速向左运动，通过齿条推动上下两个仿形头紧贴齿形的表面前后移动，在回缩气缸的作用下，滚动直线导套副始终保持沿水平方向向前移动的趋势，保证上下两个仿形头在移动过程中其工作面始终紧贴在齿形的表面上，使上下两个仿形头的运动轨迹与齿廓外形相吻合，上下两个倒角刀具分别跟随上下两个仿形头的运动轨迹同步运动，使倒角刀具的工作路径与仿形头的运动轨迹一致，通过倒角刀具旋转对齿条的上下两端同时铣削倒角，实现了仿形跟随加工齿条倒角，且倒角大小由伺服控制系统编程控制。倒角完成后，上下两个倒角头回退，工装夹具回退，然后卸下加工好的齿条即可。
装夹小齿条时，所述工装夹具22包括固定在工作台9上的三个支柱32，所述支柱32内侧上部具有大台肩35，辅助夹台36位于大台肩35上且固定在支柱32上；所述辅助夹台36的顶部安装有快速夹钳33，内侧上部具有中台肩37，内侧中部具有小台肩38，内侧下部具有缺口39，快速夹钳33的夹头下端固定有压板34，且压板34位于中台肩37的上方。缺口39的作用在于避免辅助夹台36与下倒角头互相干涉。使用时，将第一根小齿条43置于小台肩38上且齿面向内，并在第一根小齿条43上放置垫板44，然后在垫板44上放置第二根小齿条43，最后放下快速夹钳33的夹头，通过压板34将两根小齿条43压紧固定即可开始倒角。
小齿条倒角工作原理与大齿条倒角工作原理基本一致，也就是说将两个小齿条装夹后可看成是一个大齿条，按照大齿条的倒角原理即可完成两个小齿条其中一面的倒角。不同之处在于两个小齿条其中一面倒角完成后，抬起夹头，将两个小齿条取下后翻转，使未倒角的两个面分别朝上和朝下，按照上述方法重新装夹后，按照大齿条的倒角原理即可完成两个小齿条另外一面的倒角。
本发明采用立式结构，且工件固定不动，倒角头运动，完成对齿条端面齿棱的倒角，尤其适用长齿条的倒角加工。
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 (8)
1.一种数控齿条倒角机，具有底座(1)，其特征是：所述底座(1)的台面后方横向设置有X轴直线导轨Ⅰ(2)，前方纵向设置有Y轴直线导轨Ⅱ(3)；所述直线导轨Ⅰ(2)上设置有滑台Ⅰ(4)，滑台Ⅰ(4)上固定有立柱(6)，且滑台Ⅰ(4)通过设置在底座(1)台面上的X轴丝杆机构(5)驱动左右运动；所述立柱(6)的右端面上垂直设有Z轴直线导轨Ⅲ(7)，直线导轨Ⅲ(7)上设置有滑板Ⅰ(8)，倒角头Ⅰ(12)设置在滑板Ⅰ(8)上，且滑板Ⅰ(8)通过设置在立柱(6)上的Z轴丝杆机构Ⅰ(10)驱动上下运动；所述直线导轨Ⅱ(3)上设置有滑台Ⅱ(9)，滑台Ⅱ(9)上设置有工装夹具(22)，且滑台Ⅱ(9)通过设置在底座(1)台面上的Y轴丝杆机构(11)驱动前后运动；
所述倒角头Ⅰ(12)包括两根水平安装在滑板Ⅰ(8)上的滚动直线导套副Ⅰ(14)，所述滚动直线导套副Ⅰ(14)的前端固定有托板Ⅰ(15)，后端固定有连板Ⅰ(20)；所述托板Ⅰ(15)的上部垂直固定有电主轴Ⅰ(16)，电主轴Ⅰ(16)的下端安装有倒角刀具Ⅰ(17)；所述托板Ⅰ(15)的下方水平安装有仿形头Ⅰ(18)，且仿形头Ⅰ(18)位于倒角刀具Ⅰ(17)的下方；所述滑板Ⅰ(8)上固定有回缩气缸Ⅰ(19)，且回缩气缸Ⅰ(19)的活塞杆与连板Ⅰ(20)固定连接，使仿形头Ⅰ(18)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Ⅰ(17)跟随仿形头Ⅰ(18)的运动轨迹同步运动。
2.根据权利要求1所述的数控齿条倒角机，其特征是：所述直线导轨Ⅲ(7)上设置有滑板Ⅱ(23)，且滑板Ⅱ(23)通过设置在立柱(6)上的Z轴丝杆机构Ⅱ(24)驱动上下运动；所述滑板Ⅱ(23)位于滑板Ⅰ(8)的下方，倒角头Ⅱ(25)设置在滑板Ⅱ(23)上；
所述倒角头Ⅱ(25)包括两根水平安装在滑板Ⅱ(23)上的滚动直线导套副Ⅱ(26)，所述滚动直线导套副Ⅱ(26)的前端固定有托板Ⅱ(27)，后端固定有连板Ⅱ(21)；所述托板Ⅱ(27)的下部垂直固定有电主轴Ⅱ(28)，电主轴Ⅱ(28)的上端安装有倒角刀具Ⅱ(29)；所述托板Ⅱ(27)的上方水平安装有仿形头Ⅱ(30)，且仿形头Ⅱ(30)位于倒角刀具Ⅱ(29)的上方；所述滑板Ⅱ(23)上固定有回缩气缸Ⅱ(31)，且回缩气缸Ⅱ(31)的活塞杆与连板Ⅱ(21)固定连接，使仿形头Ⅱ(30)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Ⅱ(29)跟随仿形头Ⅱ(30)的运动轨迹同步运动。
3.根据权利要求1所述的数控齿条倒角机，其特征是：所述托板Ⅰ(15)呈“L”形，电主轴Ⅰ(16)垂直固定在“L”形的垂直面上，仿形头Ⅰ(18)通过燕尾槽调节装置(13)安装在“L”形水平面的下方，使仿形头Ⅰ(18)可左右移动调节。
4.根据权利要求2所述的数控齿条倒角机，其特征是：所述托板Ⅱ(27)呈倒“L”形，电主轴Ⅱ(28)垂直固定在倒“L”形的垂直面上，仿形头Ⅱ(30)通过燕尾槽调节装置(13)安装在倒“L”形水平面的上方，使仿形头Ⅱ(30)可左右移动调节。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的数控齿条倒角机，其特征是：所述工装夹具(22)包括固定在滑台Ⅱ(9)上的支柱(32)，安装在支柱(32)顶部的快速夹钳(33)，固定在快速夹钳(33)夹头下端的压板(34)；所述支柱(32)内侧上部具有大台肩(35)，所述压板(34)位于大台肩(35)的上方。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的数控齿条倒角机，其特征是：所述工装夹具(22)包括固定在滑台Ⅱ(9)上的支柱(32)，所述支柱(32)内侧上部具有大台肩(35)，辅助夹台(36)位于大台肩(35)上且固定在支柱(32)上；所述辅助夹台(36)的顶部安装有快速夹钳(33)，内侧上部具有中台肩(37)，内侧中部具有小台肩(38)，内侧下部具有缺口(39)，快速夹钳(33)的夹头下端固定有压板(34)，且压板(34)位于中台肩(37)的上方。
7.根据权利要求5所述的数控齿条倒角机，其特征是：所述底座(1)的台面上设有螺旋排屑器(40)，且螺旋排屑器(40)位于倒角刀具Ⅰ(17)的正下方。
8.根据权利要求6所述的数控齿条倒角机，其特征是：所述底座(1)的台面上设有螺旋排屑器(40)，且螺旋排屑器(40)位于倒角刀具Ⅰ(17)的正下方。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Hai Inventor after: Wang Anzhong Inventor after: Liu Zhifei Inventor before: Wang Hai Inventor before: Wang Anzhong |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: WANG HAI WANG ANZHONG TO: WANG HAI WANG ANZHONG LIU ZHIFEI |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 721300 Science and Technology Industrial Park, Chencang District, Baoji City, Shaanxi Province (Xiqin Village, Guozhen) Patentee after: BAOJI GUOXI AMBIGUITY MACHINE MANUFACTURING Co.,Ltd. Address before: 721300 science and Technology Industrial Park, Chencang District, Shaanxi, Baoji Patentee before: BAOJI GUOXI CHAMFERING MACHINE WORKS |