CN108672830A - 一种用于齿轮的滚齿设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于齿轮的滚齿设备，属于齿轮加工设备技术领域。它包括齿轮夹紧装置和滚齿加工装置，齿轮夹紧装置的主轴拉杆可上下滑动设置在夹具体和转盘上，主轴拉杆下端的回转连接卡块和回转连接卡槽可转动卡接，主动齿轮和从动齿轮相互啮合，涨套的内锥面和夹具体上端的外锥面贴合，涨套压板实现对涨套的压紧，卸料拉杆穿过减应力集中孔和卸料拉杆孔实现对涨套和主轴拉杆的连接，上锁紧螺母和下锁紧螺母实现对齿轮的轴向锁紧，滚齿加工装置的X向丝杆和X向丝杆螺母螺纹连接，Y向丝杆和Y向丝杆螺母螺纹连接，滚齿同轴心安装在滚齿支轴上。本发明不但能快速实现对齿轮的滚齿加工，而且齿轮安装和卸下都非常方便。

Description

一种用于齿轮的滚齿设备

技术领域

本发明涉及齿轮加工设备技术领域，特别涉及一种用于齿轮的滚齿设备。

背景技术

齿轮是指轮缘上有齿轮连续啮合传递运动和动力的机械元件。齿轮加工设备是专门用于齿轮加工的机械。齿轮加工机床可分为圆柱齿轮和锥齿轮加工机床两大类，具有不同的精度水平和适用范围。圆柱齿轮加工机床按工艺方式可分为滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿、挤齿、倒角机床等；锥齿轮加工机床按工艺方式可分为铣齿、刨齿、拉齿、磨齿、研齿、倒角、滚动检验、淬火机床等。中国齿轮加工机床已基本形成了较完整的系列，已开发出技术含量具有国际水准的螺旋锥齿轮六轴数控磨床，但齿轮机床总体制造水平在精度、寿命、稳定性、数控技术应用等方面与欧美相比存在较大差距。滚齿加工是展成法原理来加工齿轮，用滚刀来加工对轮相当于斜齿圆柱齿轮副啮合。目前常见的齿轮滚齿设备的结构一般都较为复杂，成本较高，而且用于齿轮的夹具一般都是以齿轮的内孔为定位基准的，一般采用涨套式夹具，由于涨套锥度小，使用长时间其表面粗糙度变差等因素，往往在加工结束后，虽然松开了紧锁螺母或者松开设备主轴的拉杆，但涨套不能在内应力下收缩复位，必须使用外物敲击才能卸下齿轮，严重影响齿轮的滚齿加工效率，而且影响齿轮的加工质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于齿轮的滚齿设备，不但能快速实现对齿轮的滚齿加工，而且齿轮安装和卸下都非常方便，结构合理，滚齿加工效率高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于齿轮的滚齿设备，它包括齿轮夹紧装置和滚齿加工装置，所述齿轮夹紧装置包括下机架、支腿、横梁、支承柱、上支承盘、回转驱动电机、主动齿轮轴、主动齿轮、主轴拉杆、从动齿轮、回转连接卡块、拉杆气缸、第一支承环、第一轴承、第二轴承、转盘、夹具体、夹具体紧固螺钉、上锁紧螺母、下锁紧螺母、涨套、涨套调整垫圈、卸料拉杆、拉杆紧固螺钉，所述支腿安装在下机架的下方，所述横梁固定在支腿上，所述上支承盘通过支承柱安装在下机架的上方，所述转盘可回转设置在上支承盘上，所述转盘和上支承盘之间设置有第一轴承，所述夹具体通过夹具体紧固螺钉安装在转盘上，所述夹具体的上端设置有外锥面，所述夹具体上设置有竖直的长矩形槽，所述夹具体的中心设置有第一拉槽和第二拉槽，所述第一拉槽和第二拉槽同轴心，所述第一拉槽的直径大于第二拉槽的直径，所述主轴拉杆包括上拉杆段和下拉杆段，所述上拉杆段的直径大于下拉杆段的直径，所述上拉杆段的上端设置有涨套压板，所述下拉杆段的下端设置有回转连接卡块，所述主轴拉杆可上下滑动设置在夹具体和转盘上，所述主轴拉杆的下拉杆段和上支承盘、下机架可转动连接，所述主轴拉杆的下拉杆段和上支承盘之间设置有第二轴承，所述主轴拉杆的下拉杆段和下机架之间设置有第一支承环，所述拉杆气缸包括拉杆气缸体和拉杆活塞杆，所述拉杆气缸体固定在横梁上，所述拉杆活塞杆上端设置有回转连接卡槽，所述主轴拉杆下端的回转连接卡块和回转连接卡槽可转动卡接，所述从动齿轮同轴心设置在主轴拉杆的下拉杆段上，所述主动齿轮轴可转动设置在上支承盘和下机架之间，所述主动齿轮轴和主轴拉杆相互平行，所述主动齿轮同轴心设置在主动齿轮轴上，所述回转驱动电机和主动齿轮轴同轴连接，所述回转驱动电机安装在横梁上，所述主动齿轮和从动齿轮相互啮合，所述主动齿轮的厚度大于从动齿轮的厚度，所述涨套的内侧设置为内锥面，所述涨套的内锥面和夹具体上端的外锥面贴合，所述涨套和主轴拉杆之间设置有涨套调整垫圈，所述涨套压板实现对涨套的压紧，所述涨套上设置有减应力集中孔，所述主轴拉杆上还设置有水平的卸料拉杆孔，所述卸料拉杆穿过减应力集中孔和卸料拉杆孔实现对涨套和主轴拉杆的连接，所述拉杆紧固螺钉实现对卸料拉杆的紧固，齿轮安装在涨套上，上锁紧螺母和主轴拉杆的上端螺纹连接，所述下锁紧螺母和夹具体螺纹连接，所述上锁紧螺母和下锁紧螺母实现对齿轮的轴向锁紧，所述滚齿加工装置设置在齿轮夹紧装置的一侧，所述滚齿加工装置包括滚齿底座、X向丝杆、X向丝杆支座、X向导轨、X向电机、X向丝杆螺母、X向支座、Y向丝杆、Y向丝杆支座、Y向导轨、Y向电机、Y向丝杆螺母、Y向支座、滚齿、滚齿支轴、滚齿驱动电机，所述X向丝杆支座固定在滚齿底座的两侧，所述X向丝杆可转动设置在X向丝杆支座上，所述X向丝杆和X向电机同轴连接，所述X向导轨设置在两个X向丝杆支座之间，所述X向支座可沿X向滑动设置在X向导轨上，所述X向丝杆螺母固结在X向支座上，所述X向丝杆和X向丝杆螺母螺纹连接，所述Y向丝杆支座固定在X向支座的两侧，所述Y向丝杆可转动设置在Y向丝杆支座上，所述Y向丝杆和Y向电机同轴连接，所述Y向导轨设置在两个Y向丝杆支座之间，所述Y向支座可沿Y向滑动设置在Y向导轨上，所述Y向丝杆螺母固结在Y向支座上，所述Y向丝杆和Y向丝杆螺母螺纹连接，所述滚齿支轴可转动设置在Y向支座的一侧，所述滚齿同轴心安装在滚齿支轴上，所述滚齿驱动电机和滚齿支轴同轴连接。

进一步地，所述主动齿轮和从动齿轮均为直齿轮。

进一步地，所述夹具体的下端设置有定心卡块，所述转盘的上端设置有定心卡槽，所述夹具体下端的定心卡块卡入转盘上端的定心卡槽。

进一步地，所述回转驱动电机为步进电机。

进一步地，所述X向电机和Y向电机为伺服电机。

进一步地，所述拉杆紧固螺钉为内六角圆柱紧定螺钉。

本发明和现有技术相比，具有以下优点和效果：将齿轮安装在涨套上，拧紧上锁紧螺母和下锁紧螺母，实现对齿轮的锁紧。接着，回转驱动电机通过主动齿轮和从动齿轮带动主轴拉杆连续回转，主轴拉杆带动齿轮连续回转，同时夹具体和转盘也是一起连续回转的。在此过程中，拉杆气缸的拉杆活塞杆处于下位。X向电机带动X向丝杆动作，通过X向丝杆螺母带动X向支座沿着X向导轨运动，逐步向齿轮靠近，到达指定的位置后，Y向电机动作，带动Y向丝杆动作，通过Y向丝杆螺母带动Y向支座沿着Y向导轨运动，滚齿驱动电机带动滚齿快速回转，实现对齿轮的滚齿加工。加工完成后，X向电机动作，带动X向支座复位。回转驱动电机停止动作，拉杆气缸的拉杆活塞杆向上伸出，带动主轴拉杆向上动作，并且通过卸料拉杆带动涨套和齿轮向上动作，涨套的内锥面和夹具体上端的外锥面脱离，涨套便失去了支承，无法实现对齿轮的涨紧。接着，拧松上锁紧螺母，可以实现齿轮的下料。完成下料后，拉杆气缸的拉杆活塞杆向下动作，通过主轴拉杆带动涨套下行，再次实现涨套和夹具体的贴合，然后把齿轮安装在涨套上，再次实现对上锁紧螺母的锁紧，完成上料。夹具体下端的定心卡块卡入转盘上端的定心卡槽，有利于实现对夹具体的快速定心，结构巧妙。回转驱动电机为步进电机，步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，利于齿轮的滚齿加工。X向电机和Y向电机为伺服电机，转速可调，转动角度非常精确，有利于实现滚齿位置的精确调整。本发明不但能快速实现对齿轮的滚齿加工，而且齿轮安装和卸下都非常方便，结构合理，滚齿加工效率高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明夹具体的结构示意图。

图3为本发明涨套的结构示意图。

图中：1.齿轮夹紧装置，2.滚齿加工装置，3.下机架，4.支腿，5.横梁，6.支承柱，7.上支承盘，8.回转驱动电机，9.主动齿轮轴，10.主动齿轮，11.主轴拉杆，12.从动齿轮，13.回转连接卡块，14.拉杆气缸，15.第一支承环，16.第一轴承，17.第二轴承，18.转盘，19.夹具体，20.夹具体紧固螺钉，21.上锁紧螺母，22.下锁紧螺母，23.涨套，24.涨套调整垫圈，25.卸料拉杆，26.拉杆紧固螺钉，27.外锥面，28.长矩形槽，29.第一拉槽，30.第二拉槽，31.上拉杆段，32.下拉杆段，33.涨套压板，34.拉杆气缸体，35.拉杆活塞杆，36.回转连接卡槽，37.内锥面，38.减应力集中孔，39.卸料拉杆孔，40.滚齿底座，41.X向丝杆，42.X向丝杆支座，43.X向导轨，44.X向电机，45.X向丝杆螺母，46.X向支座，47.Y向丝杆，48.Y向丝杆支座，49.Y向导轨，50.Y向电机，51.Y向丝杆螺母，52.Y向支座，53.滚齿，54.滚齿支轴，55.滚齿驱动电机，56.定心卡块，57.定心卡槽。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图1、图2和图3所示，一种用于齿轮的滚齿设备，它包括齿轮夹紧装置1和滚齿加工装置2，所述齿轮夹紧装置1包括下机架3、支腿4、横梁5、支承柱6、上支承盘7、回转驱动电机8、主动齿轮轴9、主动齿轮10、主轴拉杆11、从动齿轮12、回转连接卡块13、拉杆气缸14、第一支承环15、第一轴承16、第二轴承17、转盘18、夹具体19、夹具体紧固螺钉20、上锁紧螺母21、下锁紧螺母22、涨套23、涨套调整垫圈24、卸料拉杆25、拉杆紧固螺钉26，所述支腿4安装在下机架3的下方，所述横梁5固定在支腿4上，所述上支承盘7通过支承柱6安装在下机架3的上方，所述转盘18可回转设置在上支承盘7上，所述转盘18和上支承盘7之间设置有第一轴承16，所述夹具体19通过夹具体紧固螺钉20安装在转盘18上，所述夹具体19的下端设置有定心卡块56，所述转盘18的上端设置有定心卡槽57，所述夹具体19下端的定心卡块56卡入转盘18上端的定心卡槽57，有利于实现对夹具体19的快速定心，结构巧妙。所述夹具体19的上端设置有外锥面27，所述夹具体19上设置有竖直的长矩形槽28，所述夹具体19的中心设置有第一拉槽29和第二拉槽30，所述第一拉槽29和第二拉槽30同轴心，所述第一拉槽29的直径大于第二拉槽30的直径，所述主轴拉杆11包括上拉杆段31和下拉杆段32，所述上拉杆段31的直径大于下拉杆段32的直径，所述上拉杆段31的上端设置有涨套压板33，所述下拉杆段32的下端设置有回转连接卡块13，所述主轴拉杆11可上下滑动设置在夹具体19和转盘18上，所述主轴拉杆11的下拉杆段32和上支承盘7、下机架3可转动连接，所述主轴拉杆11的下拉杆段32和上支承盘7之间设置有第二轴承17，所述主轴拉杆11的下拉杆段32和下机架3之间设置有第一支承环15，所述拉杆气缸14包括拉杆气缸体34和拉杆活塞杆35，所述拉杆气缸体34固定在横梁5上，所述拉杆活塞杆35上端设置有回转连接卡槽36，所述主轴拉杆11下端的回转连接卡块13和回转连接卡槽36可转动卡接，所述从动齿轮12同轴心设置在主轴拉杆11的下拉杆段32上，所述主动齿轮轴9可转动设置在上支承盘7和下机架3之间，所述主动齿轮轴9和主轴拉杆11相互平行，所述主动齿轮10同轴心设置在主动齿轮轴9上，所述回转驱动电机8和主动齿轮轴9同轴连接，所述回转驱动电机8安装在横梁5上，所述回转驱动电机8为步进电机，步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，利于齿轮的滚齿加工。所述主动齿轮10和从动齿轮12相互啮合，所述主动齿轮10的厚度大于从动齿轮12的厚度，所述主动齿轮10和从动齿轮12均为直齿轮，在主轴拉杆11上下动作的过程中始终能保证主动齿轮10和从动齿轮12的啮合。所述涨套23的内侧设置为内锥面37，所述涨套23的内锥面37和夹具体19上端的外锥面27贴合，所述涨套23和主轴拉杆11之间设置有涨套调整垫圈24，所述涨套压板33实现对涨套23的压紧，所述涨套23上设置有减应力集中孔38，所述主轴拉杆11上还设置有水平的卸料拉杆孔39，所述卸料拉杆25穿过减应力集中孔38和卸料拉杆孔39实现对涨套23和主轴拉杆11的连接，所述拉杆紧固螺钉26实现对卸料拉杆25的紧固，所述拉杆紧固螺钉20为内六角圆柱紧定螺钉，拆卸方便，有利于齿轮的上下料。齿轮安装在涨套23上，上锁紧螺母21和主轴拉杆11的上端螺纹连接，所述下锁紧螺母22和夹具体19螺纹连接，所述上锁紧螺母21和下锁紧螺母22实现对齿轮的轴向锁紧，所述滚齿加工装置2设置在齿轮夹紧装置1的一侧，所述滚齿加工装置2包括滚齿底座40、X向丝杆41、X向丝杆支座42、X向导轨43、X向电机44、X向丝杆螺母45、X向支座46、Y向丝杆47、Y向丝杆支座48、Y向导轨49、Y向电机50、Y向丝杆螺母51、Y向支座52、滚齿53、滚齿支轴54、滚齿驱动电机55，所述X向丝杆支座42固定在滚齿底座40的两侧，所述X向丝杆41可转动设置在X向丝杆支座42上，所述X向丝杆41和X向电机44同轴连接，所述X向导轨43设置在两个X向丝杆支座42之间，所述X向支座46可沿X向滑动设置在X向导轨43上，所述X向丝杆螺母45固结在X向支座46上，所述X向丝杆41和X向丝杆螺母45螺纹连接，所述Y向丝杆支座48固定在X向支座46的两侧，所述Y向丝杆47可转动设置在Y向丝杆支座48上，所述Y向丝杆47和Y向电机50同轴连接，所述Y向导轨49设置在两个Y向丝杆支座48之间，所述Y向支座52可沿Y向滑动设置在Y向导轨49上，所述Y向丝杆螺母51固结在Y向支座52上，所述Y向丝杆47和Y向丝杆螺母51螺纹连接，所述滚齿支轴54可转动设置在Y向支座52的一侧，所述滚齿53同轴心安装在滚齿支轴54上，所述滚齿驱动电机55和滚齿支轴54同轴连接。所述X向电机44和Y向电机50为伺服电机，转速可调，转动角度非常精确，有利于实现滚齿位置的精确调整。

通过上述技术方案，本发明一种用于齿轮的滚齿设备使用时，将齿轮安装在涨套23上，拧紧上锁紧螺母21和下锁紧螺母22，实现对齿轮的锁紧。接着，回转驱动电机8通过主动齿轮10和从动齿轮12带动主轴拉杆11连续回转，主轴拉杆11带动齿轮连续回转，同时夹具体19和转盘18也是一起连续回转的。在此过程中，拉杆气缸14的拉杆活塞杆35处于下位。X向电机44带动X向丝杆41动作，通过X向丝杆螺母45带动X向支座46沿着X向导轨43运动，逐步向齿轮靠近，到达指定的位置后，Y向电机50动作，带动Y向丝杆47动作，通过Y向丝杆螺母51带动Y向支座52沿着Y向导轨49运动，滚齿驱动电机55带动滚齿53快速回转，实现对齿轮的滚齿加工。加工完成后，X向电机44动作，带动X向支座46复位。回转驱动电机8停止动作，拉杆气缸14的拉杆活塞杆35向上伸出，带动主轴拉杆11向上动作，并且通过卸料拉杆25带动涨套23和齿轮向上动作，涨套23的内锥面37和夹具体19上端的外锥面27脱离，涨套23便失去了支承，无法实现对齿轮的涨紧。接着，拧松上锁紧螺母21，可以实现齿轮的下料。完成下料后，拉杆气缸14的拉杆活塞杆35向下动作，通过主轴拉杆11带动涨套23下行，再次实现涨套23和夹具体19的贴合，然后把齿轮安装在涨套23上，再次实现对上锁紧螺母21的锁紧，完成上料。拉杆紧固螺钉26的设置，有利于涨套23的检修和更换。由于主轴拉杆11的行程较大，夹具体19上的竖直的长矩形槽28便能满足卸料拉杆25的动作空间。本发明不但能快速实现对齿轮的滚齿加工，而且齿轮安装和卸下都非常方便，结构合理，滚齿加工效率高。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于齿轮的滚齿设备，其特征在于：它包括齿轮夹紧装置和滚齿加工装置，所述齿轮夹紧装置包括下机架、支腿、横梁、支承柱、上支承盘、回转驱动电机、主动齿轮轴、主动齿轮、主轴拉杆、从动齿轮、回转连接卡块、拉杆气缸、第一支承环、第一轴承、第二轴承、转盘、夹具体、夹具体紧固螺钉、上锁紧螺母、下锁紧螺母、涨套、涨套调整垫圈、卸料拉杆、拉杆紧固螺钉，所述支腿安装在下机架的下方，所述横梁固定在支腿上，所述上支承盘通过支承柱安装在下机架的上方，所述转盘可回转设置在上支承盘上，所述转盘和上支承盘之间设置有第一轴承，所述夹具体通过夹具体紧固螺钉安装在转盘上，所述夹具体的上端设置有外锥面，所述夹具体上设置有竖直的长矩形槽，所述夹具体的中心设置有第一拉槽和第二拉槽，所述第一拉槽和第二拉槽同轴心，所述第一拉槽的直径大于第二拉槽的直径，所述主轴拉杆包括上拉杆段和下拉杆段，所述上拉杆段的直径大于下拉杆段的直径，所述上拉杆段的上端设置有涨套压板，所述下拉杆段的下端设置有回转连接卡块，所述主轴拉杆可上下滑动设置在夹具体和转盘上，所述主轴拉杆的下拉杆段和上支承盘、下机架可转动连接，所述主轴拉杆的下拉杆段和上支承盘之间设置有第二轴承，所述主轴拉杆的下拉杆段和下机架之间设置有第一支承环，所述拉杆气缸包括拉杆气缸体和拉杆活塞杆，所述拉杆气缸体固定在横梁上，所述拉杆活塞杆上端设置有回转连接卡槽，所述主轴拉杆下端的回转连接卡块和回转连接卡槽可转动卡接，所述从动齿轮同轴心设置在主轴拉杆的下拉杆段上，所述主动齿轮轴可转动设置在上支承盘和下机架之间，所述主动齿轮轴和主轴拉杆相互平行，所述主动齿轮同轴心设置在主动齿轮轴上，所述回转驱动电机和主动齿轮轴同轴连接，所述回转驱动电机安装在横梁上，所述主动齿轮和从动齿轮相互啮合，所述主动齿轮的厚度大于从动齿轮的厚度，所述涨套的内侧设置为内锥面，所述涨套的内锥面和夹具体上端的外锥面贴合，所述涨套和主轴拉杆之间设置有涨套调整垫圈，所述涨套压板实现对涨套的压紧，所述涨套上设置有减应力集中孔，所述主轴拉杆上还设置有水平的卸料拉杆孔，所述卸料拉杆穿过减应力集中孔和卸料拉杆孔实现对涨套和主轴拉杆的连接，所述拉杆紧固螺钉实现对卸料拉杆的紧固，齿轮安装在涨套上，上锁紧螺母和主轴拉杆的上端螺纹连接，所述下锁紧螺母和夹具体螺纹连接，所述上锁紧螺母和下锁紧螺母实现对齿轮的轴向锁紧，所述滚齿加工装置设置在齿轮夹紧装置的一侧，所述滚齿加工装置包括滚齿底座、X向丝杆、X向丝杆支座、X向导轨、X向电机、X向丝杆螺母、X向支座、Y向丝杆、Y向丝杆支座、Y向导轨、Y向电机、Y向丝杆螺母、Y向支座、滚齿、滚齿支轴、滚齿驱动电机，所述X向丝杆支座固定在滚齿底座的两侧，所述X向丝杆可转动设置在X向丝杆支座上，所述X向丝杆和X向电机同轴连接，所述X向导轨设置在两个X向丝杆支座之间，所述X向支座可沿X向滑动设置在X向导轨上，所述X向丝杆螺母固结在X向支座上，所述X向丝杆和X向丝杆螺母螺纹连接，所述Y向丝杆支座固定在X向支座的两侧，所述Y向丝杆可转动设置在Y向丝杆支座上，所述Y向丝杆和Y向电机同轴连接，所述Y向导轨设置在两个Y向丝杆支座之间，所述Y向支座可沿Y向滑动设置在Y向导轨上，所述Y向丝杆螺母固结在Y向支座上，所述Y向丝杆和Y向丝杆螺母螺纹连接，所述滚齿支轴可转动设置在Y向支座的一侧，所述滚齿同轴心安装在滚齿支轴上，所述滚齿驱动电机和滚齿支轴同轴连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于齿轮的滚齿设备，其特征在于：所述主动齿轮和从动齿轮均为直齿轮。

3.根据权利要求1所述的一种用于齿轮的滚齿设备，其特征在于：所述夹具体的下端设置有定心卡块，所述转盘的上端设置有定心卡槽，所述夹具体下端的定心卡块卡入转盘上端的定心卡槽。

4.根据权利要求1所述的一种用于齿轮的滚齿设备，其特征在于：所述回转驱动电机为步进电机。

5.根据权利要求1所述的一种用于齿轮的滚齿设备，其特征在于：所述X向电机和Y向电机为伺服电机。

6.根据权利要求1所述的一种用于齿轮的滚齿设备，其特征在于：所述拉杆紧固螺钉为内六角圆柱紧定螺钉。