CN111761444B - 一种齿轮加工用磨床 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种齿轮加工用磨床，涉及齿轮加工的领域，包括底座，底座上设有电机一、由电机一驱动转动的转动座，底座上通过铰接轴一转动连接有摆臂，摆臂上设有电机二、由电机二驱动转动的打磨轮，底座上设有检测齿轮工件齿位置的检测机构，底座上还设有弹力机构，弹力机构与摆臂连接；当检测机构检测到打磨轮位于齿轮工件的齿槽底部进入齿根部的位置时，弹力机构将力作用于摆臂使打磨轮作用于齿轮工件的压力减少。本磨床的打磨轮在齿槽底部进入齿根部的位置局部减轻了下压力，则打磨轮不易卡在该位置，减少了打磨轮断裂的事故几率；加快电机一的转速后能提升齿轮工件的打磨效率，电机一的转速变化后，本磨床仍能起到减少事故几率的作用。

Description

一种齿轮加工用磨床
技术领域
本申请涉及齿轮加工的领域，尤其是涉及一种齿轮加工用磨床。
背景技术
齿轮的齿加工完成后，需要对齿轮端面的边缘进行打磨，以去除齿轮边缘的毛刺。随着自动化水平的提高，目前多采用磨床取代人工对齿轮进行打磨。
授权公告号为CN206366878U的中国实用新型专利公开了一种齿轮端面打磨装置，该打磨装置工作时，将齿轮工件放置在支撑杆上的外花键中，然后启动转动电机（转动电机可以采用低速电机）和打磨机，转动电机带动支撑盘转动，支撑盘转动的时候带动支撑杆进行转动，由于打磨机是通过中后部连接在铰接杆上的，在重力的作用下，打磨机将会向右侧掉落，最后刚好和齿轮的端面边缘相接触，在接触的时候，打磨机上旋转的砂轮则开始打磨齿轮的边缘，当齿轮转动的时候，砂轮不停的进入到齿轮的齿槽中，然后又不断被齿轮的齿顶顶起，等到齿轮转动两圈或者三圈以后，顶起气缸的气缸杆开始伸出，最后按压打磨机的左部，将打磨机右部翘起，最后停止转动电机，将齿轮取下翻转再放置在支撑杆上，进行齿轮另一个面的打磨。
参照图1，该类打磨装置对齿轮工件10的端面边缘进行打磨时，齿轮工件10边缘通过接触打磨轮22，齿轮工件10转动时通过抵接的分力驱使打磨轮22自动升降；为保证倒角宽度，需要打磨轮22具有一定的下压力。对于渐开线齿轮，齿槽底部与齿根部侧壁的夹角接近直角，若该位置存在缺口或毛刺过于坚硬，打磨轮22容易卡在该位置，造成打磨轮22断裂或飞出的事故。
发明内容
为了减少了打磨轮断裂或飞出的事故几率，本申请提供一种齿轮加工用磨床。
本申请提供的一种齿轮加工用磨床，采用如下的技术方案：
一种齿轮加工用磨床，包括底座，所述底座上设有电机一、由电机一驱动转动的转动座，所述转动座用于安装齿轮工件，所述底座上通过铰接轴一转动连接有摆臂，所述摆臂上设有电机二、由电机二驱动转动的打磨轮，所述底座上设有检测齿轮工件齿位置的检测机构，所述底座上还设有弹力机构，所述弹力机构与摆臂连接；当所述检测机构检测到打磨轮位于齿轮工件的齿槽底部进入齿根部的位置时，所述弹力机构将力作用于摆臂，使打磨轮作用于齿轮工件的压力减少。
通过采用上述技术方案，当检测机构检测到打磨轮位于齿轮工件的齿槽底部进入齿根部的位置时，弹力机构将力作用于摆臂使打磨轮作用于齿轮工件的压力减少。，本磨床的打磨轮在齿槽底部进入齿根部的位置局部减轻了下压力，则打磨轮不易卡在该位置，极大地减少了打磨轮断裂或飞出的事故几率。由于齿轮工件仅在齿槽底部进入齿根部的位置减少了倒角宽度，则齿轮工件的其它位置仍能满足倒角的宽度要求。
优选的，所述检测机构包括光电传感器，所述光电传感器的检测端朝向齿轮工件的轮齿部位，所述光电传感器根据朝向齿轮工件的齿部实体、齿槽切换输出信号。
通过采用上述技术方案，光电传感器根据物体是否遮挡信号端来产生信号，且能输出开关量，较为适合检测机构的应用环境。
优选的，所述弹力机构包括电磁阀和气压缸，所述电磁阀的两端分别连接进气管、出气管，所述气压缸包括缸体、活塞杆，所述缸体设置于底座，所述活塞杆连接于摆臂，所述缸体内设有压力腔，所述缸体外壁设有连通压力腔的泄气孔，所述压力腔进气后气压驱使活塞杆施力于摆臂，所述出气管连通压力腔；所述光电传感器与电磁阀电连接，所述电磁阀的通断由光电传感器的信号控制。
通过采用上述技术方案，当光电传感器检测到齿槽时控制电磁阀导通，压缩空气经出气管进入压力腔内，压力腔的压力增大，该压力作用于活塞杆，则活塞杆产生向上顶的力，使打磨轮作用于齿轮工件的压力减轻。压力腔内过量的空气从泄气孔自发外泄。当光电传感器检测到齿部实体时控制电磁阀关闭，则出气管不再向压力腔输入压缩空气，压力腔内的气压迅速下降，压力腔内的空气能自发经泄气孔向外流通。此时活塞杆未对摆臂提供顶起力，打磨轮以正常的压力压于齿轮工件上，打磨出宽度较宽的倒角。
优选的，所述光电传感器位于齿轮工件的端面一侧，所述光电传感器的检测端靠近齿轮工件的齿槽底部，所述光电传感器检测到齿槽时控制电磁阀导通，所述光电传感器检测到齿部实体时控制电磁阀关闭。
通过采用上述技术方案，由于电磁阀、气路动作的延后性，打磨轮对齿轮工件减轻压力时，打磨轮正好位于齿轮工件的齿槽底部进入齿根部的位置，打磨轮将该位置打磨出宽度较窄的倒角。由于电磁阀、气路动作的延后性，打磨轮恢复对齿轮工件的下压力时，打磨轮已经经过了齿轮工件的齿根部位置，实现了局部减轻下压力的目的。
优选的，所述缸体与底座间通过设置铰接轴二建立转动连接，所述活塞杆与摆臂间通过设置铰接轴三建立转动连接，所述铰接轴二与铰接轴三平行。
通过采用上述技术方案，摆臂进行摆动动作时，铰接轴二、铰接轴三使活塞杆能沿缸体进行自适应的滑动；缸体不会与底座脱离，活塞杆不会与摆臂脱离。
优选的，所述缸体外壁靠近泄气孔处滑动设置有挡片，所述挡片能通过滑动遮挡泄气孔。
通过采用上述技术方案，压缩空气进入压力腔时，人员可通过滑动挡片控制泄气孔的开度，以调节活塞杆向上顶的力，泄气孔的导通尺寸越小，活塞杆向上顶的力越大。
优选的，所述转动座上设有卡盘，所述卡盘包括沿周向分布的多个卡爪，所述卡爪朝向卡盘中轴线的端部设有圆柱体，所述圆柱体包括圆柱面，圆柱面用于与齿轮工件的齿槽两槽壁同时接触。
通过采用上述技术方案，卡爪通过圆柱体夹紧齿轮工件时能对齿轮工件进行定位，并限制齿轮工件相对于卡盘转动，且圆柱体不易对齿轮工件造成损伤。
优选的，所述底座上设有支架，所述光电传感器设置于支架上，所述光电传感器位于齿轮工件上方；所述支架包括沿转动座径向延伸的滑杆，所述光电传感器固定有滑块，所述滑块通过设孔的方式与滑杆滑动连接，所述支架上转动设置有螺纹杆，所述螺纹杆的长度方向与滑杆相同，所述螺纹杆与滑块螺纹连接。
通过采用上述技术方案，转动螺纹杆能使光电传感器沿滑杆滑动，从而调节光电传感器沿齿轮工件径向的位置，使光电传感器的检测端靠近齿轮工件的齿槽槽底。更换不同型号的齿轮工件后，也能通过转动螺纹杆调节光电传感器的位置。
优选的，所述支架包括同轴固定的外螺纹段、摩擦段，所述底座的顶面设有螺纹孔，所述支架通过外螺纹段与螺纹孔螺纹连接，所述底座设有由电机一驱动转动的驱动轮，所述摩擦段为圆柱形，所述摩擦段通过圆柱面抵接驱动轮的圆柱轮面；所述驱动轮转动时驱使摩擦段转动，使所述支架转动至光电传感器的工作位置，此时摩擦段通过轴向移动与驱动轮脱离。
通过采用上述技术方案，对齿轮工件进行上下料时，人员可手动拨动支架，使支架顶部及光电传感器远离齿轮工件的顶部，此时能对齿轮工件进行上下料。进行加工时电机一开始转动，电机一通过驱动轮、摩擦段的抵接作用驱使支架转动，使光电传感器转动至正对齿轮工件的齿槽的位置，该位置为光电传感器的正常工作位置。当光电传感器到达该位置后，摩擦段通过轴向移动正好与驱动轮脱离。通过设置驱动轮和摩擦段，能实现打磨开始时光电传感器自动移动到工作位置。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本磨床的打磨轮在齿槽底部进入齿根部的位置局部减轻了下压力，则打磨轮不易卡在该位置，极大地减少了打磨轮断裂或飞出的事故几率；
2.由于齿轮工件仅在齿槽底部进入齿根部的位置减少了倒角宽度，则齿轮工件的其它位置仍能满足倒角的宽度要求；
3.加快电机一的转速后能提升齿轮工件的打磨效率，电机一的转速变化后，本磨床仍能减少打磨轮断裂或飞出的事故几率。
附图说明
图1是相关技术的示意图。
图2是实施例的立体图。
图3是实施例的剖视图。
图4是实施例的局部图，主要突出支架向外转动后的状态。
图5是实施例的弹力机构的示意图。
图6是实施例的打磨形成倒角的示意图。
附图标记说明：10、齿轮工件；1、底座；11、电机一；12、转动座；13、卡盘；14、卡爪；2、摆臂；21、电机二；22、打磨轮；23、铰接轴一；141、圆柱体；3、支架；31、光电传感器；32、外螺纹段；33、摩擦段；15、螺纹孔；16、驱动轮；17、限位块；34、滑杆；35、螺纹杆；311、滑块；4、电磁阀；5、气压缸；41、进气管；42、出气管；51、缸体；52、活塞杆；53、铰接轴二；54、铰接轴三；511、压力腔；512、泄气孔；513、挡片。
具体实施方式
以下结合附图2-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种齿轮加工用磨床。参照图2和图3，齿轮加工用磨床包括底座1，底座1上设有电机一11、由电机一11驱动转动的转动座12，转动座12的转动轴线沿竖直方向；转动座12上固定有卡盘13，卡盘13为普通的三爪卡盘，卡盘13的转动轴线即其中轴线。卡盘13包括沿周向分布的三个卡爪14。底座1上还通过铰接轴一23转动连接有摆臂2，摆臂2上设有电机二21、由电机二21驱动转动的打磨轮22，打磨轮22位于卡盘13上方，卡盘13上装夹齿轮工件10后，打磨轮22能根据重力压于齿轮工件10上。
转动座12通过底部中心与电机一11的输出轴同轴固定，电机一11转动时驱动转动座12及卡盘13转动；电机一11采用低速电机或自带减速器的电机。卡爪14朝向卡盘13中轴线的端部设有圆柱体141，圆柱体141的轴线与卡盘13平行，圆柱体141的侧壁面为圆柱面，圆柱面用于与齿轮工件10的齿槽两槽壁同时接触。卡爪14通过圆柱体141夹紧齿轮工件10时能对齿轮工件10进行定位，并限制齿轮工件10相对于卡盘13转动，且圆柱体141不易对齿轮工件10造成损伤。
参照图3和图4，底座1上设有检测齿轮工件10齿位置的检测机构，检测机构包括支架3、设于支架3上的光电传感器31。支架3呈L形立于底座1上，光电传感器31靠近齿轮工件10的顶面，并位于齿轮工件10的齿槽位置上方，光电传感器31的检测端朝向齿轮工件10的齿槽靠近槽底的位置。
支架3的底端固定有外螺纹段32、摩擦段33，其中摩擦段33位于外螺纹段32下方，摩擦段33为圆柱形，摩擦段33与外螺纹段32同轴固定。底座1的顶面设有螺纹孔15，支架3通过外螺纹段32与螺纹孔15螺纹连接，则摩擦段33位于底座1下方。底座1下方设有驱动轮16，驱动轮16与电机一11的输出轴同轴固定，摩擦段33通过圆柱面抵接驱动轮16的圆柱轮面，则驱动轮16转动时会驱动摩擦段33转动，摩擦段33进而带动支架3、光电传感器31转动。支架3转动时，由于外螺纹段32与螺纹孔15的螺纹连接作用，摩擦段33会产生轴向移动。底座1固定有限制支架3转动位置的限位块17，当支架3抵接限位块17时，光电传感器31正好位于检测齿槽的正常工作位置，防止支架3转动过量。
对齿轮工件10进行上下料时，电机一11和电机二21停止转动，卡盘13松开齿轮工件10，人员可手动拨动支架3，使支架3顶部及光电传感器31远离齿轮工件10的顶部，此时摩擦段33接触驱动轮16的轮面，抬起打磨轮22后能对齿轮工件10进行上下料。进行加工时电机一11开始转动，电机一11通过驱动轮16驱使支架3转动，使光电传感器31转动至正对齿轮工件10的齿槽的位置，该位置为光电传感器31的正常工作位置，支架3也正好抵接限位块17。本实施例的外螺纹段32为反牙螺纹，当光电传感器31到达该位置后，摩擦段33通过轴向移动正好与驱动轮16脱离。通过设置驱动轮16和摩擦段33，能实现打磨开始时光电传感器31自动移动到工作位置。
光电传感器31为扩散反射型，光电传感器31根据朝向齿轮工件10的齿部实体、齿槽切换输出信号。支架3还包括沿卡盘13径向延伸的滑杆34，滑杆34位于支架3的顶端；光电传感器31固定有滑块311，滑块311通过设孔的方式与滑杆34滑动连接。支架3顶端转动设置有螺纹杆35，螺纹杆35的长度方向与滑杆34相同，螺纹杆35与滑块311螺纹连接。转动螺纹杆35能使光电传感器31沿滑杆34滑动，从而调节光电传感器31沿齿轮工件10径向的位置，使光电传感器31的检测端靠近齿轮工件10的齿槽槽底。更换不同型号的齿轮工件10后，也能通过转动螺纹杆35调节光电传感器31的位置。
参照图2和图5，底座1上还设有弹力机构，弹力机构用于将力作用于摆臂2，以减少打磨轮22作用于齿轮工件10的压力。弹力机构包括电磁阀4和气压缸5，电磁阀4的两端分别连接进气管41、出气管42。气压缸5包括缸体51、活塞杆52，缸体51与底座1间通过设置铰接轴二53建立转动连接，活塞杆52与摆臂2间通过设置铰接轴三54建立转动连接，铰接轴二53与铰接轴三54平行。缸体51内设有压力腔511，活塞杆52位于缸体51内的端部固定有活塞。出气管42连通压力腔511，缸体51外壁设有连通压力腔511的泄气孔512，缸体51外壁靠近泄气孔512处滑动设置有挡片513，挡片513能通过滑动遮挡泄气孔512，也可改变遮挡泄气孔512的幅度。出气管42向压力腔511进气后，气压驱使活塞杆52施力于摆臂2。
通过PLC或其它控制系统，光电传感器31与电磁阀4电连接，电磁阀4的通断由光电传感器31的信号控制，具体方式为：当光电传感器31检测到齿槽时控制电磁阀4导通，当光电传感器31检测到齿部实体时控制电磁阀4关闭。
本申请实施例的一种齿轮加工用磨床的实施原理为：进气管41与压缩空气源连通，齿轮工件10由电机一11驱动转动时，光电传感器31循环检测到齿槽、齿部实体，则光电传感器31循环输出开关量。当光电传感器31检测到齿槽时控制电磁阀4导通，压缩空气经出气管42进入压力腔511内，压力腔511的压力增大，该压力作用于活塞杆52，则活塞杆52产生向上顶的力，使打磨轮22作用于齿轮工件10的压力减轻。由于电磁阀4、气路动作的延后性，打磨轮22对齿轮工件10减轻压力时，打磨轮22正好位于齿轮工件10的齿槽底部进入齿根部的位置，打磨轮22将该位置打磨出宽度较窄的倒角（参照图6），打磨轮22不易卡在该位置，对该位置进行打磨时打磨轮22和齿轮工件10均不易损坏。压力腔511内过量的空气从泄气孔512自发外泄，压力腔511内的气压不足以驱使活塞杆52移动。人员可通过滑动挡片513控制泄气孔512的开度，以调节活塞杆52向上顶的力，泄气孔512的导通尺寸越小，活塞杆52向上顶的力越大。
当光电传感器31检测到齿部实体时控制电磁阀4关闭，则出气管42不再向压力腔511输入压缩空气，压力腔511内的气压迅速下降，压力腔511内的空气能自发经泄气孔512向外流通。此时活塞杆52未对摆臂2提供顶起力，打磨轮22以正常的压力压于齿轮工件10上，打磨出宽度较宽的倒角（参照图6）。由于电磁阀4、气路动作的延后性，打磨轮22恢复对齿轮工件10的下压力时，打磨轮22已经经过了齿轮工件10的齿根部位置，实现了局部减轻下压力的目的。
综上，本磨床的打磨轮22在齿槽底部进入齿根部的位置局部减轻了下压力，则打磨轮22不易卡在该位置，极大地减少了打磨轮22断裂或飞出的事故几率。
由于齿轮工件10仅在齿槽底部进入齿根部的位置减少了倒角宽度，则齿轮工件10的其它位置仍能满足倒角的宽度要求。加快电机一11的转速后能提升齿轮工件10的打磨效率，电机一11的转速变化后，本磨床仍能按上述实施原理动作。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种齿轮加工用磨床，包括底座(1)，所述底座(1)上设有电机一(11)、由电机一(11)驱动转动的转动座(12)，所述转动座(12)用于安装齿轮工件(10)，所述底座(1)上通过铰接轴一(23)转动连接有摆臂(2)，所述摆臂(2)上设有电机二(21)、由电机二(21)驱动转动的打磨轮(22)，其特征在于：所述底座(1)上设有检测齿轮工件(10)齿位置的检测机构，所述底座(1)上还设有弹力机构，所述弹力机构与摆臂(2)连接；当所述检测机构检测到打磨轮(22)位于齿轮工件(10)的齿槽底部进入齿根部的位置时，所述弹力机构将力作用于摆臂(2)，使打磨轮(22)作用于齿轮工件(10)的压力减少；
所述检测机构包括光电传感器(31)，所述光电传感器(31)的检测端朝向齿轮工件(10)的轮齿部位，所述光电传感器(31)根据朝向齿轮工件(10)的齿部实体、齿槽切换输出信号；
所述弹力机构包括电磁阀(4)和气压缸(5)，所述电磁阀(4)的两端分别连接进气管(41)、出气管(42)，所述气压缸(5)包括缸体(51)、活塞杆(52)，所述缸体(51)设置于底座(1)，所述活塞杆(52)连接于摆臂(2)，所述缸体(51)内设有压力腔(511)，所述缸体(51)外壁设有连通压力腔(511)的泄气孔(512)，所述压力腔(511)进气后气压驱使活塞杆(52)施力于摆臂(2)，所述出气管(42)连通压力腔(511)；所述光电传感器(31)与电磁阀(4)电连接，所述电磁阀(4)的通断由光电传感器(31)的信号控制。
2.根据权利要求1所述的一种齿轮加工用磨床，其特征在于：所述光电传感器(31)位于齿轮工件(10)的端面一侧，所述光电传感器(31)的检测端靠近齿轮工件(10)的齿槽底部，所述光电传感器(31)检测到齿槽时控制电磁阀(4)导通，所述光电传感器(31)检测到齿部实体时控制电磁阀(4)关闭。
3.根据权利要求1所述的一种齿轮加工用磨床，其特征在于：所述缸体(51)与底座(1)间通过设置铰接轴二(53)建立转动连接，所述活塞杆(52)与摆臂(2)间通过设置铰接轴三(54)建立转动连接，所述铰接轴二(53)与铰接轴三(54)平行。
4.根据权利要求1所述的一种齿轮加工用磨床，其特征在于：所述缸体(51)外壁靠近泄气孔(512)处滑动设置有挡片(513)，所述挡片(513)能通过滑动遮挡泄气孔(512)。
5.根据权利要求1所述的一种齿轮加工用磨床，其特征在于：所述转动座(12)上设有卡盘(13)，所述卡盘(13)包括沿周向分布的多个卡爪(14)，所述卡爪(14)朝向卡盘(13)中轴线的端部设有圆柱体(141)，所述圆柱体(141)包括圆柱面，圆柱面用于与齿轮工件(10)的齿槽两槽壁同时接触。
6.根据权利要求1所述的一种齿轮加工用磨床，其特征在于：所述底座(1)上设有支架(3)，所述光电传感器(31)设置于支架(3)上，所述光电传感器(31)位于齿轮工件(10)上方；所述支架(3)包括沿转动座(12)径向延伸的滑杆(34)，所述光电传感器(31)固定有滑块(311)，所述滑块(311)通过设孔的方式与滑杆(34)滑动连接，所述支架(3)上转动设置有螺纹杆(35)，所述螺纹杆(35)的长度方向与滑杆(34)相同，所述螺纹杆(35)与滑块(311)螺纹连接。
7.根据权利要求6所述的一种齿轮加工用磨床，其特征在于：所述支架(3)包括同轴固定的外螺纹段(32)、摩擦段(33)，所述底座(1)的顶面设有螺纹孔(15)，所述支架(3)通过外螺纹段(32)与螺纹孔(15)螺纹连接，所述底座(1)设有由电机一(11)驱动转动的驱动轮(16)，所述摩擦段(33)为圆柱形，所述摩擦段(33)通过圆柱面抵接驱动轮(16)的圆柱轮面；所述驱动轮(16)转动时驱使摩擦段(33)转动，使所述支架(3)转动至光电传感器(31)的工作位置，此时摩擦段(33)通过轴向移动与驱动轮(16)脱离。
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Denomination of invention: A kind of grinding machine for gear processing

Effective date of registration: 20221109

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Pledgee: Zhejiang Tyrone commercial bank Limited by Share Ltd. Taizhou Wenling branch

Pledgor: Zhejiang Sanhuan Gear Co.,Ltd.

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