CN112935418A - 一种面齿轮磨齿机床 - Google Patents

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夏晔
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Abstract

本发明公开了一种面齿轮磨齿机床，包括机床主体和机床主轴箱。有益效果：本发明采用了卧式的砂轮主轴、导轨驱动电机和导轨，导轨驱动电机带动砂轮电机沿导轨往复运动，在加工的过程中，机床主体带动机床工作台进行X轴和Y轴方向移动，带动机床主轴箱进行Z轴移动，摇篮机构带动面齿轮沿A轴摇摆和C轴摇摆，砂轮电机往复直线运动，沿D轴往复移动，砂轮进行转动打磨，沿E轴转动，完成七轴数控，齿向、齿厚和齿高三个方向的进刀和位置调整则由机床主体控制，砂轮的往复运动由导轨驱动电机控制，仅砂轮和砂轮电机的质量小，可以高速往复移动，从而提高了加工效率，缩短生产周期，同时使本装置结构变得简单、刚性好，调整也更加方便。

Description

一种面齿轮磨齿机床
技术领域
本发明涉及航空用面齿轮加工领域，具体来说，涉及一种面齿轮磨齿机床。
背景技术
面齿轮虽然在国外早已应用，尤其是阿帕奇直升机上的应用，引起我国高度重视，多所院校、研究所、工厂均投入大量人员精力进行研究，对于其加工理论等都已突破，但对于解决热处理变形后修复精度的磨齿机，却一直没有，虽然存在磨齿机的各种理论模型，或已按这些模型做成了的磨齿机，但由于结构非常太过复杂，刚性差，精度差，调整困难，无法磨出理想的面齿轮。
同时，现有的面齿轮磨齿机根据理论制造，将砂轮展成运动、齿高方向进刀、齿厚方向进刀、齿向方向往复运动、砂轮旋转、砂轮修整等，除了面齿轮旋转、分度以外的运动全部集中在床头上，从而使得机床结构非常复杂，刚性差，而且因为做往复运动的是很大一个整体，质量太大，因而速度不可能太快，严重影响加工效率，还可以进一步作出改进。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种面齿轮磨齿机床，具备高效、高刚性、高稳定性、调整方便、成本低、周期短的优点，进而解决上述背景技术中的问题。
(二)技术方案
为实现上述高效、高刚性、高稳定性、调整方便、成本低、周期短的优点，本发明采用的具体技术方案如下：
一种面齿轮磨齿机床，包括机床主体和机床主轴箱，所述机床主体安装有机床工作台和机床主轴箱，且机床工作台顶面安装有摇篮机构，并且摇篮机构的摆台底面安装有转台，所述机床主轴箱底面通过砂轮电机安装板固定吊装有导轨，且导轨一端固定安装有导轨驱动电机，并且导轨移动端通过砂轮电机连接板固定吊装有砂轮电机，所述砂轮电机输出端安装有砂轮主轴，且砂轮主轴另一端固定安装有砂轮。
进一步的，所述摇篮机构、转台、导轨和砂轮主轴四轴联动，且转台顶面安装有气动夹具。
进一步的，所述导轨采用滚珠丝杠，所述导轨驱动电机采用伺服电机。
进一步的，所述机床主体配合使用有控制主机，且控制主机输出端分别与摇篮机构、转台、导轨驱动电机和砂轮电机输入端电性连接。
进一步的，所述机床主体配合使用有冷却机构和排屑机构。
进一步的，所述摇篮机构的工件安装端面安装有固定夹具。
进一步的，所述砂轮电机安装板通过安装螺栓与机床主轴箱底面固定连接。
进一步的，所述砂轮电机通过吊装架固定吊装在砂轮电机连接板底面。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种面齿轮磨齿机床，具备以下有益效果：
(1)、本发明采用了卧式的砂轮主轴、导轨驱动电机和导轨，导轨驱动电机带动砂轮电机沿导轨往复运动，在加工的过程中，机床主体带动机床工作台进行X轴和Y轴方向移动，带动机床主轴箱进行Z轴移动，同时，摇篮机构带动面齿轮沿A轴摇摆和C轴摇摆，砂轮电机往复直线运动，沿D轴往复移动，砂轮进行转动打磨，沿E轴转动，完成七轴数控，相对于传统的五轴数控机床，齿向、齿厚和齿高三个方向的进刀和位置调整则由机床主体控制，砂轮的往复运动由导轨驱动电机控制，仅砂轮和砂轮电机的质量小，可以高速往复移动，从而提高了加工效率，缩短生产周期，同时使本装置结构变得简单、刚性好，调整也更加方便。
(2)、本发明采用了摇篮机构，摇篮机构取代传统机床中的蜗杆砂轮修型实现摆动动作，摇篮机构直接带动面齿轮进行摇摆，提高了刚性的同时，砂轮修正角度更大，加工精度更高，而且结构更加紧凑，整体性更高，提高稳定性，减少了成本投入。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
图1是本发明提出的一种面齿轮磨齿机床的结构示意图；
图2是本发明提出的一种面齿轮磨齿机床的工作原理图；
图3是本发明提出的摇篮机构的主视图。
图中：
1、砂轮电机安装板；2、导轨驱动电机；3、导轨；4、砂轮电机；5、砂轮；6、面齿轮；7、机床工作台；8、摇篮机构；9、砂轮电机连接板；10、机床主轴箱；11、砂轮主轴；12、机床主体。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种面齿轮磨齿机床。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1-3所示，根据本发明实施例的一种面齿轮磨齿机床，包括机床主体12和机床主轴箱10，机床主体12安装有机床工作台7和机床主轴箱10，且机床工作台7顶面安装有摇篮机构8，为常见结构，在此不做过多赘述，并且摇篮机构8的摆台底面安装有面齿轮6，机床主轴箱10底面通过砂轮电机安装板1固定吊装有导轨3，且导轨3一端固定安装有导轨驱动电机2，并且导轨3移动端通过砂轮电机连接板9固定吊装有砂轮电机4，砂轮电机4输出端安装有砂轮主轴11，且砂轮主轴11另一端固定安装有砂轮5，为常见驱动结构，在此不做过多赘述，在加工的过程中，机床主体12带动机床工作台7进行X轴和Y轴方向移动，机床主体12带动机床主轴箱10进行Z轴移动，同时，摇篮机构8带动面齿轮6沿A轴摇摆和C轴摇摆，砂轮电机4往复直线运动，沿D轴往复移动，砂轮5进行转动打磨，沿E轴转动，完成七轴数控，相对于传统的五轴数控机床，齿向、齿厚和齿高三个方向的进刀和位置调整则由机床主体12控制，砂轮5的往复运动由导轨驱动电机2控制，仅砂轮5和砂轮电机4的质量小，可以高速往复移动，从而提高了加工效率，缩短生产周期，同时使本装置结构变得简单、刚性好，调整也更加方便。
在一个实施例中，摇篮机构8、导轨3和砂轮主轴11四轴联动，其中摇篮机构8为常见结构，在此不做过多赘述，多用于五轴五联动机床中，图中体现为A轴、C轴、D轴和E轴四轴联动，摇篮机构8取代传统机床中的蜗杆砂轮修型实现摆动动作，摇篮机构8直接带动面齿轮6进行摇摆，提高了刚性的同时，砂轮5修正角度更大，加工精度更高，而且结构更加紧凑，整体性更高，提高稳定性，减少了成本投入。
在一个实施例中，导轨3采用滚珠丝杠，导轨驱动电机2采用伺服电机，为常见往复移动驱动结构，在此不做过多赘述。
在一个实施例中，机床主体12配合使用有控制主机，且控制主机输出端分别与摇篮机构8、导轨驱动电机2和砂轮电机4输入端电性连接，为常见数控结构，图中未详细示出。
在一个实施例中，机床主体12配合使用有冷却机构和排屑机构，便于冷却和排屑，为本领域常见结构，图中未示出。
在一个实施例中，摇篮机构8的工件安装端面安装有固定夹具，固定夹具可采用气动或者液压驱动夹具，便于夹持面齿轮，为常见结构，图中未详细示出。
在一个实施例中，砂轮电机安装板1通过安装螺栓与机床主轴箱10底面固定连接，为常见固定形式，砂轮电机安装板1表面和机床主轴箱10底面对应开设有螺栓孔，便于进行螺栓固定连接和拆卸。
在一个实施例中，砂轮电机4通过吊装架固定吊装在砂轮电机连接板9底面，吊装架可采用金属槽型托架，为常见吊装固定结构，图中未详细示出。
工作原理：
在加工的过程中，机床主体12带动机床工作台7进行X轴和Y轴方向移动，机床主体12带动机床主轴箱10进行Z轴移动，同时，摇篮机构8带动面齿轮6沿A轴摇摆和C轴摇摆，砂轮电机4往复直线运动，沿D轴往复移动，砂轮5进行转动打磨，沿E轴转动，完成七轴数控，相对于传统的五轴数控机床，齿向、齿厚和齿高三个方向的进刀和位置调整则由机床主体12控制，砂轮5的往复运动由导轨驱动电机2控制，仅砂轮5和砂轮电机4的质量小，可以高速往复移动，从而提高了加工效率，缩短生产周期，同时使本装置结构变得简单、刚性好，调整也更加方便，摇篮机构8取代传统机床中的蜗杆砂轮修型实现摆动动作，摇篮机构8直接带动面齿轮6进行摇摆，提高了刚性的同时，砂轮5修正角度更大，加工精度更高，而且结构更加紧凑，整体性更高，提高稳定性，减少了成本投入。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种面齿轮磨齿机床，其特征在于，包括机床主体(12)和机床主轴箱(10)，所述机床主体(12)安装有机床工作台(7)和机床主轴箱(10)，且机床工作台(7)顶面安装有摇篮机构(8)，并且摇篮机构(8)的摆台底面安装有面齿轮(6)，所述机床主轴箱(10)底面通过砂轮电机安装板(1)固定吊装有导轨(3)，且导轨(3)一端固定安装有导轨驱动电机(2)，并且导轨(3)移动端通过砂轮电机连接板(9)固定吊装有砂轮电机(4)，所述砂轮电机(4)输出端安装有砂轮主轴(11)，且砂轮主轴(11)另一端固定安装有砂轮(5)。
2.根据权利要求1所述的一种面齿轮磨齿机床，其特征在于，所述摇篮机构(8)、导轨(3)和砂轮主轴(11)四轴联动。
3.根据权利要求1所述的一种面齿轮磨齿机床，其特征在于，所述导轨(3)采用滚珠丝杠，所述导轨驱动电机(2)采用伺服电机。
4.根据权利要求1所述的一种面齿轮磨齿机床，其特征在于，所述机床主体(12)配合使用有控制主机，且控制主机输出端分别与摇篮机构(8)、导轨驱动电机(2)和砂轮电机(4)输入端电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种面齿轮磨齿机床，其特征在于，所述机床主体(12)配合使用有冷却机构和排屑机构。
6.根据权利要求1所述的一种面齿轮磨齿机床，其特征在于，所述摇篮机构(8)的工件安装端面安装有固定夹具。
7.根据权利要求1所述的一种面齿轮磨齿机床，其特征在于，所述砂轮电机安装板(1)通过安装螺栓与机床主轴箱(10)底面固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种面齿轮磨齿机床，其特征在于，所述砂轮电机(4)通过吊装架固定吊装在砂轮电机连接板(9)底面。
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