CN113275673A - 一种数控剃齿机刀具自动补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数控剃齿机技术领域，具体为一种数控剃齿机刀具自动补偿装置，包括底座、刀具安装座、温度传感器、温度补偿模块和刀具回转中心，底座装在刀具回转中心上，刀具回转中心内通过冷却系统冷却，冷却系统内安装有温度传感器和温度补偿模块，所述底座的前端固定有角度调整机构，所述角度调整机构的一侧安装有动向连接组件，且底座通过角度调整机构和动向连接组件与刀具安装座活动连接，所述刀具安装座的前端固定有温度补偿模块，所述温度补偿模块的前端固定有导管，导管的前端固定有温度传感器，所述温度传感器通过导线与温度补偿模块电连接。本发明具有自动补偿机构，利于辅助自动补偿，提高加工效率。

Description

一种数控剃齿机刀具自动补偿装置

技术领域

本发明涉及数控剃齿机技术领域，具体为一种数控剃齿机刀具自动补偿装置。

背景技术

数控剃齿机用于加工自动化加工齿轮，齿轮加工完成是否符合规格，剃齿公法线十分重要，尤其是精密的齿轮零件，影响剃齿公法线的主要因素就是发热。

剃齿机在加工过程中不可避免的存在发热问题，发热会引起机床局部温度升高。机床各部件发热的不一致性导致各部件产生较大的温差，使得机床产生一定的热变形，出现刀具回转中心和工件回转中心之间尺寸不稳定的，导致剃齿公法线变动量太大的情况。

目前解决此问题的方法就是在加工过程中进行降温散热，冷却油是目前最常用的降温介质，然而即使做出来降温措施，随着温度的升高，操作人员一天还需要调整加工尺寸3-4次，还有产品报废的风险，无法自动保证剃齿公法线稳定可靠，因此亟需设计一种数控剃齿机刀具自动补偿装置来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数控剃齿机刀具自动补偿装置，以解决上述背景技术中提出的无法自动保证剃齿公法线稳定可靠的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数控剃齿机刀具自动补偿装置，包括底座、刀具安装座、温度传感器、温度补偿模块和刀具回转中心，底座装在刀具回转中心上，刀具回转中心内通过冷却系统冷却，冷却系统内安装有温度传感器和温度补偿模块，所述底座的前端固定有角度调整机构，所述角度调整机构的一侧安装有动向连接组件，且底座通过角度调整机构和动向连接组件与刀具安装座活动连接，所述刀具安装座的前端固定有温度补偿模块，所述温度补偿模块的前端固定有导管，导管的前端固定有温度传感器，所述温度传感器通过导线与温度补偿模块电连接，所述刀具安装座的前端外表面固定有电机和轴承座，所述电机的输出端通过联轴器连接有输出轴，所述输出轴的外表面固定有剃齿刀，且输出轴的两端皆通过轴承与轴承座转动连接。

优选的，所述底座的前端外表面包裹有防尘罩，所述防尘罩呈波纹形，且防尘罩的底端包裹在刀具安装座的外表上。

优选的，所述刀具安装座的前端外表面开设有通槽，通槽的内部滑动设置有螺栓，螺栓的一端与温度补偿模块连接固定，螺栓的另一端固定有螺母。

优选的，所述角度调整机构的数量为两个，两个所述角度调整机构以底座中心点对称分布，所述角度调整机构包括步进电机，所述步进电机固定于底座上，所述步进电机的输出端通过联轴器连接有螺杆，所述螺杆的外表面滑动连接有螺套，所述螺套与螺杆通过螺纹连接，所述底座的前端外表固定有支撑架，所述螺套的两侧与支撑架相抵并与支撑架滑动连接，所述支撑架的内部固定有电磁铁。

优选的，所述螺套的一端与电磁铁相抵，且螺套的另一端固定有连接桩，所述连接桩背离螺套的一端通过铰接轴活动连接有连接杆，所述连接杆的底端呈“T”形，所述连接杆的顶端开设有腰圆孔，且连接桩与连接杆连接的铰接轴与腰圆孔滑动连接，所述连接杆背离连接桩的一端通过螺栓与刀具安装座连接固定。

优选的，所述动向连接组件的数量为两个，两个所述动向连接组件以底座中心点对称分布，所述动向连接组件与角度调整机构相邻排布，所述动向连接组件包括支撑座，所述支撑座通过螺丝与底座连接固定，所述支撑座的内腔底部呈圆形，内腔壁呈圆弧形。

优选的，所述支撑座的内部活动连接有直线轴承和滚球，所述滚球围绕直线轴承的四周均匀分布，且滚球的表面分别与支撑座的内壁和直线轴承的表面相抵，所述支撑座背离底座的一端通过螺纹连接有限位盖。

优选的，所述直线轴承的内部伸缩伸缩连接有衔接杆，所述衔接杆的底部通过螺丝与刀具安装座连接固定。

优选的，所述衔接杆的外表面套设有弹簧，且弹簧的两端分别与直线轴承和衔接杆相抵。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该数控剃齿机刀具自动补偿装置具有自动补偿机构，利于辅助自动补偿，提高加工效率。

通过在冷却系统上安装温度传感器和温度补偿模块，通过温度传感器能够采集冷却油管中的实际温度，再通过温度补偿模块对冷却油管中的实际温度进行模数转换，并将转换后的温度发送给数控系统，有这些数据支撑后，再对剃齿加工过程进行跟踪，并且对加工温度和尺寸进行记录跟分析，分析得出数控剃齿机自动补偿方法以及补偿系数，再配合角度调整机构做出调整，通过将刀具安装座装在角度调整机构和动向连接组件上，动向连接组件能保证底座和刀具安装座的连接稳定性，同时，通过步进电机驱动螺杆使螺套前后调整，使螺套通过连接桩带动连接杆前后移动，从而驱动刀具安装座前后调整，对温度的影响进行补偿，且一个角度调整机构不工作，另一个角度调整机构工作，还能进行剃齿的角度补偿，满足补偿多样性，解决了需要人工调整的问题，达到利于辅助自动补偿，提高加工效率的效果。

附图说明

图1为本发明的结构整体示意图；

图2为本发明的结构俯视示意图；

图3为本发明的结构俯视剖视示意图；

图4为本发明图3中角度调整机构和动向连接组件的结构俯视剖视示意图；

图5为本发明图4中连接杆的结构俯视示意图。

图中：1、底座；2、防尘罩；3、刀具安装座；4、温度传感器；5、温度补偿模块；6、角度调整机构；61、步进电机；62、支撑架；63、螺杆；64、螺套；65、电磁铁；66、连接桩；67、连接杆；7、动向连接组件；71、支撑座；72、限位盖；73、滚球；74、直线轴承；75、衔接杆；76、弹簧；8、刀具回转中心；9、电机；10、轴承座；11、输出轴；12、剃齿刀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种数控剃齿机刀具自动补偿装置，包括底座1、刀具安装座3、温度传感器4，温度补偿模块5和刀具回转中心8，底座1装在刀具回转中心8上，刀具回转中心8内通过冷却系统冷却，冷却系统内安装有温度传感器4和温度补偿模块5，冷却系统主要由泵和冷却油管路以及温控单元组成，泵负责冷却油在冷却油管路内循环，冷却油管路负责将冷却油送到需要冷却的位置，温控单元则负责监控各个位置的温度，此为现有技术，在此不做过多阐述，通过将温度传感器4和温度补偿模块5装在冷却油管路上，温度传感器4能够采集冷却油管中的实际温度，再通过温度补偿模块5对冷却油管中的实际温度进行模数转换，并将转换后的温度发送给数控系统，有这些数据支撑后，再对剃齿加工过程进行跟踪，并且对加工温度和尺寸进行记录跟分析，分析得出数控剃齿机自动补偿方法以及补偿系数。

底座1的前端固定有角度调整机构6，角度调整机构6的一侧安装有动向连接组件7，且底座1通过角度调整机构6和动向连接组件7与刀具安装座3活动连接，角度调整机构6负责调整，动向连接组件7负责保持稳定。

刀具安装座3的前端固定有温度补偿模块5，温度补偿模块5的前端固定有导管，导管的前端固定有温度传感器4，温度传感器4通过导线与温度补偿模块5电连接，刀具安装座3的前端外表面固定有电机9和轴承座10，电机9的输出端通过联轴器连接有输出轴11，输出轴11的外表面固定有剃齿刀12，且输出轴11的两端皆通过轴承与轴承座10转动连接，这里的温度传感器4用来检测输出轴以及剃齿刀的温度。

进一步的，如图1和图3所示，底座1的前端外表面包裹有防尘罩2，防尘罩2呈波纹形，且防尘罩2的底端包裹在刀具安装座3的外表上，防尘罩2衔接在底座1和刀具安装座3之间，避免了粉尘进入角度调整机构6和动向连接组件7内。

进一步的，如图1和图3所示，刀具安装座3的前端外表面开设有通槽，通槽的内部滑动设置有螺栓，螺栓的一端与温度补偿模块5连接固定，螺栓的另一端固定有螺母，松开螺母后，螺栓能在通槽内滑动，调整温度传感器4和温度补偿模块5的安装位置。

进一步的，如图3-4所示，角度调整机构6的数量为两个，两个角度调整机构6以底座1中心点对称分布，两个角度调整机构6同时工作，能前后调整刀具安装座3的位置，调整剃齿刀的剃齿深度，单一角度调整机构6工作，能调整刀具安装座3向工作的一端倾斜，调整剃齿刀的剃齿角度；

角度调整机构6包括步进电机61，步进电机61固定于底座1上，步进电机61的输出端通过联轴器连接有螺杆63，螺杆63的外表面滑动连接有螺套64，螺套64与螺杆63通过螺纹连接，底座1的前端外表固定有支撑架62，螺套64的两侧与支撑架62相抵并与支撑架62滑动连接，以此对螺套64的两侧位置进行限位，使螺杆63旋转时螺套64只能受螺纹影响上下滑动，支撑架62的内部固定有电磁铁65。

进一步的，如图3-5所示，螺套64的一端与电磁铁65相抵，电磁铁65通电能产生磁力，将螺套64紧紧的吸附住，避免螺套64受到工作时的振动影响造成活动，提高连接稳定性，且螺套64的另一端固定有连接桩66，连接桩66背离螺套64的一端通过铰接轴活动连接有连接杆67，连接杆67的底端呈“T”形，连接杆67的顶端开设有腰圆孔，且连接桩66与连接杆67连接的铰接轴与腰圆孔滑动连接，连接杆67背离连接桩66的一端通过螺栓与刀具安装座3连接固定，螺套64在螺杆63上前后运动时，会通过连接桩66推动或拉动连接杆67，使连接杆67发生倾斜，导致连接杆67的一端会左右移动，腰圆孔的设计，避免连接杆67左右移动时，连接桩66和连接杆67连接处卡死，给铰接轴留出了左右移动的活动空间。

进一步的，如图3-4所示，动向连接组件7的数量为两个，两个动向连接组件7以底座1中心点对称分布，对刀具安装座3的两端平衡支撑，动向连接组件7与角度调整机构6相邻排布，动向连接组件7包括支撑座71，支撑座71通过螺丝与底座1连接固定，支撑座71的内腔底部呈圆形，内腔壁呈圆弧形，且内腔壁光滑。

进一步的，如图3-4所示，支撑座71的内部活动连接有直线轴承74和滚球73，滚球73围绕直线轴承74的四周均匀分布，所有滚球73直径的总和与支撑座71内壁圆弧半径两倍相等，且滚球73的表面分别与支撑座71的内壁和直线轴承74的表面相抵，直线轴承74能通过滚球73在支撑座71内转动，支撑座71背离底座1的一端通过螺纹连接有限位盖72，用于对滚球73进行限位。

进一步的，如图3-4所示，直线轴承74的内部伸缩伸缩连接有衔接杆75，衔接杆75的底部通过螺丝与刀具安装座3连接固定，直线轴承74背离衔接杆75的一端固定有延边，延边的边缘呈弧形，弧度与支撑座71的内壁弧度相同，延边能避免直线轴承74从支撑座71内脱离。

进一步的，如图4所示，衔接杆75的外表面套设有弹簧76，且弹簧76的两端分别与直线轴承74和衔接杆75相抵，使衔接杆75和直线轴承74能通过弹簧76的弹力紧紧的相抵，提高连接稳定性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该数控剃齿机刀具自动补偿装置具有自动补偿机构，利于辅助自动补偿，提高加工效率。

工作原理：使用时，将温度传感器4和温度补偿模块5安装在冷却系统的冷却管路上，通过温度传感器4采集冷却油管中的实际温度，再通过温度补偿模块5对冷却油管中的实际温度进行模数转换，并将转换后的温度发送给数控系统，有这些数据支撑后，再对剃齿加工过程进行跟踪，并且对加工温度和尺寸进行记录跟分析，分析得出数控剃齿机自动补偿方法以及补偿系数。

根据补偿系数控制角度调整机构6工作，能对剃齿刀的剃齿深度与角度进行辅助补偿，当两个角度调整机构6都工作，通过步进电机61驱动螺杆63使螺套64前后调整，使螺套64通过连接桩66带动连接杆67前后移动，从而驱动刀具安装座3前后调整，当一个角度调整机构6工作，能调整刀具安装座3向工作的一端倾斜，即可调整剃齿刀的剃齿角度。

在底座1和刀具安装座3之间安装动向连接组件7进行衔接，能保持刀具安装座3和底座1直接的衔接稳定性，衔接杆75与直线轴承74伸缩连接，正常状态下弹簧76的弹力始终施加在衔接杆75和直线轴承74上，保持了衔接杆75与直线轴承74的连接稳定性，角度调整机构6调整时，衔接杆75与直线轴承74有收缩空间，直线轴承74与支撑座71有旋转活动空间，不影响角度调整机构6的工作调整。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种数控剃齿机刀具自动补偿装置，包括底座(1)、刀具安装座(3)、温度传感器(4)、温度补偿模块(5)和刀具回转中心(8)，底座(1)装在刀具回转中心(8)上，刀具回转中心(8)内通过冷却系统冷却，冷却系统内安装有温度传感器(4)和温度补偿模块(5)，其特征在于：所述底座(1)的前端固定有角度调整机构(6)，所述角度调整机构(6)的一侧安装有动向连接组件(7)，且底座(1)通过角度调整机构(6)和动向连接组件(7)与刀具安装座(3)活动连接，所述刀具安装座(3)的前端固定有温度补偿模块(5)，所述温度补偿模块(5)的前端固定有导管，导管的前端固定有温度传感器(4)，所述温度传感器(4)通过导线与温度补偿模块(5)电连接，所述刀具安装座(3)的前端外表面固定有电机(9)和轴承座(10)，所述电机(9)的输出端通过联轴器连接有输出轴(11)，所述输出轴(11)的外表面固定有剃齿刀(12)，且输出轴(11)的两端皆通过轴承与轴承座(10)转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种数控剃齿机刀具自动补偿装置，其特征在于：所述底座(1)的前端外表面包裹有防尘罩(2)，所述防尘罩(2)呈波纹形，且防尘罩(2)的底端包裹在刀具安装座(3)的外表上。

3.根据权利要求1所述的一种数控剃齿机刀具自动补偿装置，其特征在于：所述刀具安装座(3)的前端外表面开设有通槽，通槽的内部滑动设置有螺栓，螺栓的一端与温度补偿模块(5)连接固定，螺栓的另一端固定有螺母。

4.根据权利要求1所述的一种数控剃齿机刀具自动补偿装置，其特征在于：所述角度调整机构(6)的数量为两个，两个所述角度调整机构(6)以底座(1)中心点对称分布，所述角度调整机构(6)包括步进电机(61)，所述步进电机(61)固定于底座(1)上，所述步进电机(61)的输出端通过联轴器连接有螺杆(63)，所述螺杆(63)的外表面滑动连接有螺套(64)，所述螺套(64)与螺杆(63)通过螺纹连接，所述底座(1)的前端外表固定有支撑架(62)，所述螺套(64)的两侧与支撑架(62)相抵并与支撑架(62)滑动连接，所述支撑架(62)的内部固定有电磁铁(65)。

5.根据权利要求4所述的一种数控剃齿机刀具自动补偿装置，其特征在于：所述螺套(64)的一端与电磁铁(65)相抵，且螺套(64)的另一端固定有连接桩(66)，所述连接桩(66)背离螺套(64)的一端通过铰接轴活动连接有连接杆(67)，所述连接杆(67)的底端呈“T”形，所述连接杆(67)的顶端开设有腰圆孔，且连接桩(66)与连接杆(67)连接的铰接轴与腰圆孔滑动连接，所述连接杆(67)背离连接桩(66)的一端通过螺栓与刀具安装座(3)连接固定。

6.根据权利要求5所述的一种数控剃齿机刀具自动补偿装置，其特征在于：所述动向连接组件(7)的数量为两个，两个所述动向连接组件(7)以底座(1)中心点对称分布，所述动向连接组件(7)与角度调整机构(6)相邻排布，所述动向连接组件(7)包括支撑座(71)，所述支撑座(71)通过螺丝与底座(1)连接固定，所述支撑座(71)的内腔底部呈圆形，内腔壁呈圆弧形。

7.根据权利要求6所述的一种数控剃齿机刀具自动补偿装置，其特征在于：所述支撑座(71)的内部活动连接有直线轴承(74)和滚球(73)，所述滚球(73)围绕直线轴承(74)的四周均匀分布，且滚球(73)的表面分别与支撑座(71)的内壁和直线轴承(74)的表面相抵，所述支撑座(71)背离底座(1)的一端通过螺纹连接有限位盖(72)。

8.根据权利要求7所述的一种数控剃齿机刀具自动补偿装置，其特征在于：所述直线轴承(74)的内部伸缩伸缩连接有衔接杆(75)，所述衔接杆(75)的底部通过螺丝与刀具安装座(3)连接固定。

9.根据权利要求8所述的一种数控剃齿机刀具自动补偿装置，其特征在于：所述衔接杆(75)的外表面套设有弹簧(76)，且弹簧(76)的两端分别与直线轴承(74)和衔接杆(75)相抵。

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