CN107309502B - 数控内齿珩齿机电传动珩轮架 - Google Patents
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Abstract
一种数控内齿珩齿机电传动珩轮架，包括摆转机构、内珩轮刀架，摆转机构的转轴与内珩轮刀架固定连接，且摆转机构的转轴与内珩轮刀架的转轴相互垂直，内珩轮刀架包括珩轮头架、第一力矩电机、珩轮刀具组件，所述珩轮头架的内壁与第一力矩电机的定子的外壁固定连接，第一力矩电机的转子的内壁与珩齿刀具组件的外壁固定连接，以使第一力矩电机带动珩齿刀具组件转动，从而使珩齿刀具组件在转动过程中对预加工的齿轮进行珩齿。
Description
技术领域
本发明涉及硬齿面齿轮精密加工技术领域，尤其涉及一种数控内齿珩齿机电传动珩轮架。
背景技术
高精度硬齿面齿轮是汽车、风力发电、船舶、机床、航空航天、高铁等领域中必不可少的机械传动部件。得益于汽车、风电、高铁等行业的快速发展，50％以上的新增齿轮市场需求来自于这些行业。国家在“十二五”期间重点支持齿轮等基础构件的长寿命、抗疲劳、结构减重、无应力集中制造与装配等关键技术突破。硬齿面精密齿轮精加工工序的主要目的是实现齿轮最大的承载能力和最小的传动噪音。高精度硬齿面齿轮精加工工艺是实现高质量齿轮最大承载力和最小传动噪音的有效制造技术。传统的滚齿/插齿—剃齿/磨齿—热处理等加工工艺已经无法满足齿轮在高端机电装备中传动精度、传动噪声和降低制造成本等方面的要求，而相应的硬齿面精加工方法——强力珩齿、车齿等，成为齿轮制造技术研究的主导方向。
自上世纪50年代后期美国将外啮合珩齿加工技术应用以来，珩齿加工技术已经逐渐成为硬齿面齿轮精加工的主要方法之一。研究发现珩齿不仅能有效降低齿轮噪音和表面粗糙度，而且珩齿后齿面形成的特有的表面结构特征能增强齿面耐磨性，使得珩齿成为在硬齿面齿轮磨削后常用的一种精加工工艺。传统珩齿加工技术存在珩削余量小，最高仅有10～15um切削量；加工质量主要依赖于上一道加工工序(剃齿等)保证；珩后的齿形、齿向修正能力差；珩磨轮采用环氧树脂材料制造，精度较低，使用寿命短，齿面加工精度不高等缺陷。使得自由珩削加工的应用受到一定的限制，要么用于去除热处理后的残余应力、修光、碰磕和去毛刺等辅助工序，要么用于磨削后为降低高性能齿轮噪音，增强齿面压应力，提高齿轮的使用寿命等场合，较大的制约了珩齿加工技术的发展。
热处理后硬齿面精加工方法主要有硬齿面剃齿、硬齿面磨齿、硬齿面精滚和硬齿面珩齿等。当硬齿面齿轮加工精度控制在ISO5级甚至更高的精度时，在制造成本持平的前提下，强力珩齿加工技术能够满足高端装备对齿轮精度、承载能力、运动速率、平稳性、工作寿命和噪声等传动性能的要求。目前国外正在大力推广采用滚齿－热处理－强力珩齿这种加工新工艺，但国内广泛推广和普及还存在困难。
数控内齿珩轮强力珩齿加工是应用内齿轮形珩磨轮与被珩齿轮做啮合传动，相当于一对交错轴斜齿轮传动，利用其齿面间的相对滑动速度和压力来进行珩磨的一种齿面精加工方法。数控内齿珩轮强力珩齿机是批量加工精密外齿、双联齿轮、轴齿轮、鼓形齿的关键设备，可对淬硬或非淬硬的圆柱直、斜齿轮加工。珩齿生产效率高，成本低，可以降低齿轮噪声，提高齿轮承载能力，延长齿轮寿命，减少齿面粗糙度，可将齿面粗糙度加工至Ra0.63um以下，齿轮精度可以达到6～7级。相对于外齿珩轮珩齿加工而言，其具有更高的齿形和齿距精度。
然而现有的数控内齿珩磨轮刀架结构单一，不能满足市场多类型的需求。针对这一问题，申请号为201520809871.8，名称为“数控内齿珩磨轮刀架”的中国发明专利公开的技术方案为一种数控内齿珩磨轮刀架，其特征在于：包括刀杆、与刀杆连接的刀头，刀头包括具有固定孔的固定件、旋转驱动件、内珩轮及内珩轮夹持件，固定件与刀杆固定连接，刀杆与固定件的固定孔的中轴线垂直，内珩轮夹持件安装在固定件的固定孔中，内珩轮夹持件与固定件能够相对转动，内珩轮安装在内珩轮夹持件中，旋转驱动件从刀杆内部穿入固定件的固定孔，并与内珩轮夹持件连接，旋转驱动件驱动安装有内珩轮的内珩轮夹持件与固定件相对转动，以使内珩轮对位于内珩轮中的被珩齿轮做齿面精加工。
该专利技术可加工多种类型的齿轮，但是自身结构尺寸较大，传动链长，加工精度不高。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种转速可调、结构小巧、传动误差小、加工精度高的数控内齿珩齿机电传动珩轮架。
一种数控内齿珩齿机电传动珩轮架，包括摆转机构、内珩轮刀架，摆转机构的转轴与内珩轮刀架固定连接，且摆转机构的转轴与内珩轮刀架的转轴相互垂直，内珩轮刀架包括内珩轮头架、第一力矩电机、珩轮刀具组件，所述珩轮头架的内壁与第一力矩电机的定子的外壁固定连接，第一力矩电机的转子的内壁与珩齿刀具组件的外壁固定连接，以使第一力矩电机带动珩齿刀具组件转动，从而使珩齿刀具组件在转动过程中对预加工的齿轮进行珩齿。
有益效果：本发明的数控内齿珩齿机电传动珩轮架通过力矩电机驱动珩齿刀具组件工作，实现珩削速度的任意精确调速，免去了中间传动环节，减少了功率损失，并且结构更紧凑，减小了安装空间，提高珩削传动精度；摆转机构能够传递转矩使珩轮刀架偏转一定角度，以形成加工时所需的各种轴交角。
附图说明
图1为本发明的数控内齿珩齿机电传动珩轮架的装配结构示意图。
图2为图1的剖面图。
图3为本发明的数控内齿珩齿机电传动珩轮架的内珩轮刀架的拆分结构示意图。
图中：数控内齿珩齿机电传动珩轮架10、内珩轮刀架20、珩轮头架201、进油孔2011、出油孔2012、第一凸台2013、第一力矩电机202、定子2021、导油槽20211、转子2022、密封件2023、珩轮刀具组件203、主轴2031、第二凸台20311、内齿珩磨轮2032、第二紧固端盖2033、键槽20331、第一紧固端盖204、角接触轴承205、第一封油盘206、摆转机构30、机架301、第二力矩电机302、支撑轴承组件303、圆柱滚子轴承3031、定位套筒3032、轴承套3033、圆锥滚子轴承3034、第二封油盘3035、摆转轴304、锁紧机构305、编码器306。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
请参看图1、图2以及图3，数控内齿珩齿机电传动珩轮架10，包括内珩轮刀架20、摆转机构30，摆转机构30的转轴与内珩轮刀架20固定连接，且摆转机构30的转轴与内珩轮刀架20的转轴相互垂直，内珩轮刀架20包括珩轮头架201、第一力矩电机202、珩轮刀具组件203，所述珩轮头架201的内壁与第一力矩电机202的定子2021的外壁固定连接，第一力矩电机202的转子2022的内壁与珩齿刀具组件203的外壁固定连接，以使第一力矩电机202带动珩齿刀具组件203转动，从而使珩齿刀具组件203在转动过程中对预加工的齿轮进行珩齿。
力矩电机在转动过程中会产生热量。长此以往，会减少机械的使用寿命。因此，进一步的，第一力矩电机202的定子2021的外壁上设有导油槽20211，珩轮头架201的外壁上设有进油孔2011和出油孔2012，进油孔2011和出油孔2012与外界的油管连接，低温油通过进油孔2011进入导油槽20211，在与第一力矩电机202的定子2021进行换热升温后从出油孔2012流出，从而对第一力矩电机202进行冷却。
进一步的，所述珩轮头架201的内壁设有第一凸台2013，第一力矩电机202的定子2021的第一端的端面与第一凸台2013的侧壁相接触，第一凸台2013和第一力矩电机202的定子2021的接触面上设有螺纹孔，以使第一凸台2013和第一力矩电机202通过螺栓固定连接，第一力矩电机202的第二端的端面上设有第一紧固端盖204，第一紧固端盖204上和珩轮头架201上设有相对应的螺纹孔，以使第一紧固端盖204和珩轮头架201通过螺栓固定连接，从而使第一力矩电机202的定子2021固定在第一凸台2013和第一紧固端盖204之间。
进一步的，所述第一力矩电机202的转子2022的两侧设有角接触轴承205，第一个角接触轴承205位于珩轮头架201和珩齿刀具组件203之间，第二个角接触轴承205位于珩轮头架201与第一紧固端盖204之间，第一力矩电机202的转子2022和角接触轴承205之间通过密封件2023密封，以防止角接触轴承205的润滑油进入第一力矩电机202的转子2022，角接触轴承205的外侧设有第一封油盘206，第一封油盘206与珩齿刀具组件203通过螺栓固定连接。
具体的，所述密封件2023包括密封圈和垫圈，密封圈上设有垫圈槽，垫圈设置在垫圈槽中。
进一步的，所述珩齿刀具组件203包括环状的主轴2031、环状的内齿珩磨轮2032、第二紧固端盖2033，所述主轴2031的内壁与内齿珩磨轮2032的外壁相接触，主轴2031的内壁还设有第二凸台20311，内齿珩磨轮2032的一侧与第二凸台20311的内侧相接触，内齿珩磨轮2032的另一侧与第二紧固端盖2033相接触，以使内齿珩磨轮2032固定在第二凸台20311与第二紧固端盖2033之间，第二紧固端盖2033与主轴2031通过螺栓固定连接。
在一较佳实施方式中，所述内齿珩磨轮2032为直齿或斜齿。
进一步的，所述第二紧固端盖2033上设有若干键槽20331，键槽20331内放置平键，以方便拆卸。
进一步的，所述摆转机构30包括机架301、第二力矩电机302、支撑轴承组件303、摆转轴304、锁紧机构305、用于检测偏转位置的编码器306，所述机架301的内壁与第二力矩电机302的外壁连接，第二力矩电机302的内壁与摆转轴304的外壁连接，以使第二力矩电机302控制摆转轴304转动，支撑轴承组件303设置在第二力矩电机302的两端且套装在摆转轴304上，以支撑摆转轴304，锁紧机构305和编码器306套设在摆转轴304上且锁紧机构305与编码器306电性连接，以控制摆转轴304的转动角度，摆转轴304的前端与内珩轮刀架20固定连接，以带动内珩轮刀架20转动。
具体的，编码器306设有基准角度值，编码器306检测摆转轴304的角度并生成当前角度值。如果当前角度值与基准角度值相同，那么编码器306就控制锁紧机构305抱紧摆转轴304，使摆转轴304停止运动。
进一步的，所述支撑轴承组件303包括圆柱滚子轴承3031、定位套筒3032、轴承套3033、圆锥滚子轴承3034、第二封油盘3035，所述圆柱滚子轴承3031设置在第二力矩电机302的前端，以承受径向载荷，圆柱滚子轴承3031和第二力矩电机302之间设置定位套筒3032，且圆柱滚子轴承3031的前端设置轴承套3033，以对圆柱滚子轴承3031进行定位，圆锥滚子轴承3034设置在第二力矩电机302的后端，以承受轴向和径向载荷，第二封油盘3035设置在圆锥滚子轴承3034的后端，以防止圆锥滚子轴承3034中的润滑油泄露。
进一步的，所述锁紧机构305为电磁制动器。
本发明的数控内齿珩齿机电传动珩轮架10通过力矩电机带动主轴2031转动，从而带动内齿珩磨轮2032转动，完成对预加工零件的珩齿。本发明的数控内齿珩齿机电传动珩轮架10通过力矩电机驱动珩齿刀具组件203工作，实现了内齿珩磨轮2032的转速精确可调，免去了中间传动环节，减少了功率损失，并且结构更紧凑，减小了安装空间，提高珩齿加工精度；摆转机构30能够传递转矩使珩轮刀架偏转一定角度，以形成加工时所需的轴交角。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于专利所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种数控内齿珩齿机电传动珩轮架，其特征在于：该数控内齿珩齿机电传动珩轮架包括摆转机构、内珩轮刀架，摆转机构的转轴与内珩轮刀架固定连接，且摆转机构的转轴与内珩轮刀架的转轴相互垂直；内珩轮刀架包括珩磨轮头架、第一力矩电机、珩轮刀具组件；所述珩磨轮头架的内壁与第一力矩电机的定子的外壁固定连接，第一力矩电机的转子的内壁与珩磨轮刀具组件的外壁固定连接，以使第一力矩电机带动珩磨轮刀具组件转动，从而使珩齿刀具组件在转动过程中对预加工的齿轮进行珩齿。
2.如权利要求1所述的数控内齿珩齿机电传动珩轮架，其特征在于：第一力矩电机的定子的外壁上设有导油槽，珩轮头架的外壁上设有进油孔和出油孔，进油孔和出油孔与外界的油管连接，低温油通过进油孔进入导油槽，在与第一力矩电机的定子进行换热升温后从出油孔流出，从而对第一力矩电机进行冷却。
3.如权利要求1或2所述的数控内齿珩齿机电传动珩轮架，其特征在于：所述珩磨轮头架的内壁设有第一凸台，第一力矩电机的定子的第一端的端面与第一凸台的侧壁相接触，第一凸台和第一力矩电机的定子的接触面上设有螺纹孔，以使第一凸台和第一力矩电机通过螺栓固定连接，第一力矩电机的第二端的端面上设有第一紧固端盖，第一紧固端盖上和珩轮头架上设有相对应的螺纹孔，以使第一紧固端盖和珩轮头架通过螺栓固定连接，从而使第一力矩电机的定子固定在第一凸台和第一紧固端盖之间。
4.如权利要求3所述的数控内齿珩齿机电传动珩轮架，其特征在于：所述第一力矩电机的转子的两侧设有角接触轴承，第一个角接触轴承位于珩磨轮头架和珩齿刀具组件之间，第二个角接触轴承位于珩磨轮头架与第一紧固端盖之间，第一力矩电机的转子和角接触轴承之间通过密封机构密封，以防止角接触轴承的润滑油进入第一力矩电机的转子，角接触轴承的外侧设有第一封油盘，第一封油盘与珩齿刀具组件通过螺栓固定连接。
5.如权利要求4所述的数控内齿珩齿机电传动珩轮架，其特征在于：所述珩齿刀具组件包括环状的主轴、环状的内齿珩磨轮、第二紧固端盖，所述主轴内壁与内齿珩磨轮的外壁相接触，主轴的内壁还设有第二凸台，内齿珩磨轮的一侧与第二凸台的内侧相接触，内齿珩磨轮的另一侧与第二紧固端盖相接触，以使内齿珩磨轮固定在第二凸台与第二紧固端盖之间，第二紧固端盖与主轴通过螺栓固定连接。
6.如权利要求5所述的数控内齿珩齿机电传动珩轮架，其特征在于：所述第二紧固端盖上设有若干键槽，键槽内放置平键，以方便拆卸。
7.如权利要求1所述的数控内齿珩齿机电传动珩轮架，其特征在于：所述摆转机构包括机架、第二力矩电机、支撑轴承组件、摆转轴、锁紧机构、用于检测偏转位置的编码器，所述机架的内壁与第二力矩电机的外壁连接，第二力矩电机的内壁与摆转轴的外壁连接，以使第二力矩电机控制摆转轴转动，支撑轴承组件设置在第二力矩电机的两端且套装在摆转轴上，以支撑摆转轴，锁紧机构和编码器套设在摆转轴上且锁紧机构与编码器电性连接，以控制摆转轴的转动角度，摆转轴的前端与内珩轮刀架固定连接，以带动内珩轮刀架转动。
8.如权利要求7所述的数控内齿珩齿机电传动珩轮架，其特征在于：所述支撑轴承组件包括圆柱滚子轴承、定位套筒、轴承套、圆锥滚子轴承、第二封油盘，所述圆柱滚子轴承设置在第二力矩电机的前端，以承受径向载荷，圆柱滚子轴承和第二力矩电机之间设置定位套筒，且圆柱滚子轴承的前端设置轴承套，以对圆柱滚子轴承进行定位，圆锥滚子轴承设置在第二力矩电机的后端，以承受轴向和径向载荷，第二封油盘设置在圆锥滚子轴承的后端，以防止圆锥滚子轴承中的润滑油泄漏。
9.如权利要求7所述的数控内齿珩齿机电传动珩轮架，其特征在于：所述锁紧机构为电磁制动器。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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