CN105081479A - 一种可实现多点磨削和自动对中的高效数控磨齿机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磨削加工设备技术领域，具体提供了一种可实现多点磨削和自动对中的高效数控磨齿机，包括床身、大立柱、小立柱，所述大立柱上设置有砂轮架，砂轮架上固定有砂轮，所述砂轮的外圆周面上等间距环设有至少四个磨削截形；所述第一滑块上固定有竖向的气动导轨，气动导轨上设有第二滑块，所述第二滑块上固定有位置传感器，所述位置传感器与数控系统连接。本发明提供的这种可实现多点磨削和自动对中的高效数控磨齿机，砂轮上设置有多个磨削截形，可以实现多点磨削，可以同时磨削多个齿形，提供了磨削效率，节省了更换砂轮时间；可以实现在线测量和自动对中，节省了劳力，避免人工对中出现工件报废的情形，提高了加工效率和加工精度。

Description

一种可实现多点磨削和自动对中的高效数控磨齿机

技术领域

本发明涉及一种磨削加工设备，具体涉及一种可实现多点磨削和自动对中的高效数控磨齿机。

背景技术

齿轮传动以其传动平稳、传动精度高而被广泛应用，因此，齿轮的加工的精度和效率关系着机械的运转精度。而在齿轮加工工艺中，磨齿可以提高齿轮的运转精度，磨齿主要通过数控磨齿机上的砂轮对齿轮的齿形型面进行精加工，从而得到齿形、齿向以及齿面的精度要求。但是，现有数控磨齿机的砂轮磨削方式为单齿磨削，即每个砂轮上只有一个磨削截形，磨削截形环设在砂轮的外圆周面上，每次只能对齿轮的一个齿槽进行精磨，加工效率很低。而且由于砂轮长时间磨削工件，磨削截形表面会出现磨损，需要经常更换砂轮，进一步降低了加工效率。

另外，现有磨齿机在对工件进行磨削时，需要经验丰富的工人将磨削工件与砂轮进行多次对中，即每磨削一个齿形，就要进行一次人工对中，不仅耗费劳力，而且极易出现因对中不够精确而造成工件报废的情形。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的缺陷，提供一种节省劳力，且能有效提高加工效率和加工精度的可实现多点磨削和自动测量对中的高效数控磨齿机。

为此，本发明提供了一种可实现多点磨削和自动对中的高效数控磨齿机，包括床身、大立柱、小立柱、工作台和数控系统，所述大立柱、小立柱和工作台位于床身上且相对设置，工作台位于大立柱和小立柱之间，小立柱上设有竖向的滑轨，尾架通过第一滑块滑动设置在滑轨上，所述大立柱上设置有砂轮架，砂轮架上固定有砂轮，所述砂轮的外圆周面上等间距环设有至少四个磨削截形；相邻磨削截形的间距大于待加工工件齿轮的齿宽，能够保证当一个磨削截形对齿轮的齿槽进行加工时，其它磨削截形不会磨损到待加工工件。四个磨削截形可以实现多点磨削，每次可以磨削两个齿形，提高了磨削效率；另外，当有磨削截形出现磨损时，可以通过磨齿机的窜刀运动，切换闲置的磨削截形继续对工件进行磨削，节省了更换砂轮的时间，进一步提高了加工效率。

所述第一滑块上固定有竖向的气动导轨，气动导轨上设有第二滑块，所述第二滑块上固定有位置传感器，所述位置传感器与数控系统连接。通过位置传感器和数控系统可以实现砂轮磨形与待加工工件齿槽的自动对中，避免了人工操作对中不够精确而出现工件报废的情形，节省了劳力，提高了加工效率和加工精度。

作为结构上的改进，还包括调整板，所述调整板上设置有多对位置调节孔和一对安装孔，所述调整板通过安装孔固定在第二滑块上，所述位置传感器通过位置调节孔固定在调整板上。根据齿轮大小，选择性地调整位置传感器在调整板上的安装位置，以调整位置传感器与工作台中心线的横向距离。

作为结构上的改进，所述砂轮通过砂轮法兰和连接盘安装在砂轮主轴的前端，所述砂轮主轴包括第一轴和第二轴，所述第二轴上开设有锥形斜面，所述锥形斜面与第一轴的圆周面相接。保证了连接精度，节省空间，有利于砂轮的拆卸。

作为优选，所述锥形斜面的锥度为1:3。

作为优选，所述连接盘通过螺钉与第一轴的锥形斜面固定连接。

作为结构上的改进，所述小立柱为龙门结构，包括两边的侧立柱以及与两边的侧立柱固定连接为一体的中立柱，所述滑轨设置在中立柱的中间位置，中立柱的下端设置有机械手。龙门结构便于机械手的安装，而且方便更换工件，能有效节省空间，使整体结构更加紧凑可靠。

所述侧立柱的底部开设有安装脚，所述安装脚有四个，分别设置在两个侧立柱的外侧底角处，所述床身上与安装脚的对应位置处设有与安装脚配合的安装脚座。安装脚的设置可以有效节省床身空间，并能够为机械手提供充足的运动空间。

作为优选，所述磨削截形有六个。可以实现四个磨削截形同时对工件进行磨削，同时磨削四个齿形，另两个磨削截形为待切换磨削截形，当出现磨削截形磨损时，可以通过磨齿机的窜刀运动实现磨削截形的切换，节省了更换砂轮的时间，提供了加工效率。

本发明的有益效果：本发明提供的这种可实现多点磨削和自动测量对中的高效数控磨齿机，砂轮上设置有多个磨削截形，可以实现多点磨削，可以同时磨削多个齿形，提供了磨削效率，节省了更换砂轮时间；可以实现在线测量和自动对中，节省了劳力，避免人工对中出现工件报废的情形，提高了加工效率和加工精度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中小立柱的侧视图。

图3是砂轮主轴与砂轮法兰的结构示意图。

图4是具有多个磨削截形的砂轮的横截面图。

图5是调整板的结构示意图。

图6是安装有气动导轨的第一滑块的部分主视图。

图7是调整板安装在第二滑块上的气动导轨侧视图。

附图标记说明：1、床身；2、大立柱；3、小立柱；3.1、中立柱；3.2、侧立柱；3.3、安装脚；4、砂轮架；5、尾架；6、滑轨；7、工作台；8、第一滑块；9、砂轮；9.1、磨削截形；10、第一轴；11、砂轮法兰；12、第二轴；13、连接盘；14、螺钉；15、调整板；15.1位置调节孔；15.2、安装孔；16、机械手；17、气动导轨；18、位置传感器；19、第二滑块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。

实施例：

本实施例提供了一种可实现多点磨削和自动对中的高效数控磨齿机，如图1所示，包括床身1、大立柱2、小立柱3、工作台7和数控系统，所述大立柱2、小立柱3和工作台7位于床身1上且相对设置，工作台7位于大立柱1和小立柱3之间，小立柱3上设有竖向的滑轨6，尾架5通过第一滑块8滑动设置在滑轨6上，所述大立柱2上设置有砂轮架4，砂轮架4上固定有砂轮9，所述砂轮9的外圆周面上等间距环设有至少两个磨削截形9.1；四个磨削截形9.1可以实现多点磨削，如图4所示，具有四个磨削截形9.1的砂轮9的横截面图。四个磨削截形9.1每次可以磨削两个齿形，提高了磨削效率；另外，当有磨削截形出现磨损时，可以通过磨齿机的窜刀运动，切换闲置的磨削截形继续对工件进行磨削，节省了更换砂轮的时间，进一步提高了加工效率。

如图6所示，所述第一滑块8上固定有竖向的气动导轨17，气动导轨17上设有第二滑块19，所述第二滑块19上固定有位置传感器18，所述位置传感器18与数控系统连接。通过位置传感器18和数控系统可以实现砂轮磨形与待加工工件齿槽的自动对中，避免了人工操作对中不够精确而出现工件报废的情形，节省了劳力，提高了加工效率和加工精度。

具体操作为：第一次对待加工工件的第一个齿槽进行加工时，首先采用人工对中的方式，实现砂轮与齿槽的对刀，然后对第一个齿形进行磨削加工，数控系统记录砂轮的空间位置；加工第二个齿槽时，将滑轨6上的尾架5向下滑动，尾架5下端的顶尖顶住齿轮的中心位置，位置传感器18随着尾架5向下移动，本实施例采用的位置传感器18为光电位置传感器，数控系统控制工作台7转动，位置传感器18记录相邻两个齿牙与相邻齿牙之间齿槽的两个临界位置，并把这两个临界位置的信号发送到数控系统，数控系统计算出该齿槽的中心线位置，并进一步计算出该中心线相对于砂轮9的相对位置，数控系统根据计算出来的相对位置，控制工作台7转动，使齿槽的中心线与砂轮9对中。同理，在对第三个齿槽磨削加工时，砂轮9不动，采用位置传感器18和数控系统找出第三个齿槽的中心线相对于砂轮9的相对位置，数控系统控制使工作台7转动，使第三个齿槽的中心线与砂轮9对中，实现了自动对中，无需人重复操作对中。

需要说明的是，由于砂轮9上各磨削截形9.1之间的间距相等，而且各磨削截形9.1的形状和宽度相同，以砂轮9上有四个磨削截形为例，四个磨削截形中的两个磨削截形可以同时磨削两个齿槽，所以，当实现一个磨削截形与齿槽的自动对中时，另一个磨削截形会自动与其相应的齿槽对中。

由于待加工齿轮的大小不等，为了保证位置传感器18的发射器能正对待加工齿轮的齿槽或齿牙，如图5和7所示，还包括调整板15，所述调整板15上设置有多对位置调节孔15.1和一对安装孔15.2，所述调整板15通过安装孔15.2固定在第二滑块19上，所述位置传感器18通过位置调节孔15.1固定在调整板15上。根据待加工齿轮的大小，将位置传感器18安装在调整板15上适当的一对位置调节孔15.1上，使得位置传感器18的发射器的竖直延长线在齿轮的齿根圆和齿顶圆之间的圆环区域。

如图3所示，所述砂轮9通过砂轮法兰11和连接盘13安装在砂轮主轴的前端，所述砂轮主轴包括第一轴10和第二轴12，所述第二轴12上开设有锥形斜面，所述锥形斜面与第一轴10的圆周面相接。保证了连接精度，节省空间，有利于砂轮的拆卸，锥形斜面的锥度为1:3是最有选择。所述连接盘13通过螺钉14与第一轴10的锥形斜面固定连接。

为了便于机械手16的安装，所述小立柱3为龙门结构，如图2所示，包括两边的侧立柱3.2以及与两边的侧立柱3.2固定连接为一体的中立柱3.1，所述滑轨6设置在中立柱3.1的中间位置，中立柱3.1的下端设置有机械手16。能有效节省空间，而且方便更换工件，使整体结构更加紧凑可靠。

为了节省床身1空间，并且机械手16运动提供充足的空间，所述侧立柱3.2的底部开设有安装脚3.3，所述安装脚3.3有四个，分别设置在两个侧立柱3.2的外侧底角处，所述床身1上与安装脚3.3的对应位置处设有与安装脚3.3配合的安装脚座。

本实施例提供的砂轮的磨削截形有六个。六个磨削截形可以实现多点磨削，同时磨削四个齿形，另两个磨削截形为待切换磨削截形，当出现磨削截形磨损时，可以通过磨齿机的窜刀运动实现磨削截形的切换，节省了更换砂轮的时间，提供了加工效率。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可实现多点磨削和自动对中的高效数控磨齿机，包括床身（1）、大立柱（2）、小立柱（3）、工作台（7）和数控系统，所述大立柱（2）、小立柱（3）和工作台（7）位于床身（1）上且相对设置，工作台（7）位于大立柱（2）和小立柱（3）之间，小立柱（3）上设有竖向的滑轨（6），尾架（5）通过第一滑块（8）滑动设置在滑轨（6）上，其特征在于：所述大立柱（2）上设置有砂轮架（4），砂轮架（4）上固定有砂轮（9），所述砂轮（9）的外圆周面上等间距环设有至少四个磨削截形（9.1）；

所述第一滑块（8）上固定有竖向的气动导轨（17），气动导轨（17）上设有第二滑块（19），所述第二滑块（）上固定有位置传感器（18），所述位置传感器（18）与数控系统连接。

2.如权利要求1所述的一种可实现多点磨削和自动对中的高效数控磨齿机，其特征在于：还包括调整板（15），所述调整板（15）上设置有多对位置调节孔（15.1）和一对安装孔（15.2），所述调整板（15）通过安装孔（15.2）固定在第二滑块（19）上，所述位置传感器（18）通过位置调节孔（15.1）固定在调整板（15）上。

3.如权利要求1所述的一种可实现多点磨削和自动对中的高效数控磨齿机，其特征在于：所述砂轮（9）通过砂轮法兰（11）和连接盘（13）安装在砂轮主轴的前端，所述砂轮主轴包括第一轴（10）和第二轴（12），所述第二轴（12）上开设有锥形斜面，所述锥形斜面与第一轴（10）的圆周面相接。

4.如权利要求3所述的一种可实现多点磨削和自动对中的高效数控磨齿机，其特征在于：所述锥形斜面的锥度为1:3。

5.如权利要求3所述的一种可实现多点磨削和自动对中的高效数控磨齿机，其特征在于：所述连接盘（13）通过螺钉（14）与第一轴（10）的锥形斜面固定连接。

6.如权利要求1所述的一种可实现多点磨削和自动对中的高效数控磨齿机，其特征在于：所述小立柱（2）为龙门结构，包括两边的侧立柱（3.2）以及与两边的侧立柱（3.2）固定连接为一体的中立柱（3.1），所述滑轨（6）设置在中立柱（3.1）的中间位置，中立柱（3.1）的下端设置有机械手（16）。

7.如权利要求6所述的一种可实现多点磨削和自动对中的高效数控磨齿机，其特征在于：所述侧立柱（3.2）的底部开设有安装脚（3.3），所述安装脚（3.3）有四个，分别设置在两个侧立柱（3.2）的外侧底角处，所述床身（1）上与安装脚（3.3）的对应位置处设有与安装脚（3.3）配合的安装脚座。

8.如权利要求1所述的一种可实现多点磨削和自动对中的高效数控磨齿机，其特征在于：所述磨削截形（9.1）有六个。