CN115488440A - 干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，包括第一床身部和第二床身部；所述第一床身部上设有Y轴导轨和磨头部立柱，所述磨头部立柱通过Y轴驱动机构安装于所述Y轴导轨；所述磨头部立柱的前侧设有Z轴导轨和Z轴滑台，所述Z轴滑台的前侧设有能够绕A轴转动的螺旋角回转部，所述螺旋角回转部的前侧设有砂轮组件和滚刀组件；所述第二床身部上设有相互平行的X1轴导轨、X2轴导轨以及第一立柱、第二立柱，所述第一立柱在后侧设有第一工件转台，所述第二立柱在后侧设有第二工件转台，所述第一工件转台和第二工件转台分别设有竖向的第一工件转轴C1和第二工件转轴C2。具有工作稳定、性能可靠、传动链短、刚性好、高精度、高效率等优点。

Description

干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机

技术领域

本申请涉及数控机床技术领域，具体涉及一种干式双工位数控蜗杆砂 轮磨齿机。

背景技术

近十多年来，高速、大扭矩直接驱动技术取得了很大的发展，但从整 体效率上看，齿轮箱仍然是最好的选择，特别是在汽车动力总成领域，普 遍发展小的三缸或四缸发动机，但配置七到十速变速箱。

由于这一趋势，这些年全球变速箱齿轮的产量增长远超过乘用车的产 量增长。在齿轮制造企业的发展趋势是通过引进新的机床，减少非生产的 辅助时间，有些机床采用双工件主轴可以在磨削时平行地完成工件的上下 料，所有这些努力就是要完成提高生产率这个目标。

但随着对变速器的效率和噪音的要求越来越高，几乎所有新入市的车 型都有很高的精度要求，使得磨齿工序成为必须。生产厂家必须做出调整 并承担增加的成本。磨齿成本高的原因不仅仅是因为昂贵的机床和工装费 用，成本构成中很大一部分是由于磨齿使用油作为冷却介质。在今天很重 要的一个事实是，前面提到的所有齿轮加工工序，除了磨齿还必须使用油 作为润滑和冷却介质外，其它所有工序都已经可以采用干式加工了，所以 冷却油是推高磨齿成本的原因之一。

除了生产本身，由于使用油所产生的成本贯穿整个寿命周期，从初始 的巨大的附加投资，主要有以下几点：

1)冷却油处理系统，包括油箱，高压泵和过滤系统；

2)油雾分离系统，用于清洁空气，需要对工作区域提供适当的通风；

3)需要配置清洗机用于清洁磨齿后的工件，为下道工序做准备；

4)冷却机组用于保持冷却油温度恒定，以保持机床的热稳定性和除 掉由磨削产生的热量；

5)在机床内及周边安装附加的防护装置收集由工件和自动上下料系 统带出的残油，并需要把残油导流回油箱中。

上述这些装置占用大量珍贵的生产面积。通常磨齿工序占用的面积 中，磨齿机自身仅占一半不到，其它的都被这些辅助装置所占用了。另外 一个不容忽视的事实是，运行这些辅助装置所消耗的能源要占到整个磨齿 工序的75％。

另一个问题是油自身的费用。每一台磨齿机，初次就需要加注2000 到4000升冷却油。而且根据不同的应用方式，每个月还会损失100到200 升。这些油会流失在清洗机中，散发到空气中，滴落到地面上和其他任何 可能的地方。磨削不同于干式切削工序，它不产生任何可以方便分离回收 的铁屑，磨削产生的磨屑是金属颗粒，砂轮磨粒和油的混合物。所以，它 需要非常昂贵的方式才能分离处理这些磨屑，若处理不当，这些油对环境 和健康是有害的。

此外，目前市场上所有的磨齿机都是把四个数控轴(X-Z-A-Y)都堆 积在磨头主轴的前面。这种布局，每一根数控轴的位置误差都会叠加到整 体位置误差上，而且机床的整体刚性会在堆积中的每根数控轴而递减。

而且，传统的双主轴磨齿机，两个主轴安装在一个转台上，下料的非 生产时间，一个主轴在磨齿，另一个主轴更换工件，由于工作台转位过程 中位置不受精确控制，必须采用液压锁紧保证精度，在转动时，必须先松 开夹紧，抬起、旋转，到达新的位置并锁紧，所用时间比转动更多，更换 工件的时间无法做到在五秒之内。这种方式已经做到了极限，没有可能更 快了。

发明内容

本申请的目的是提供一种工作稳定、性能可靠、传动链短、刚性好、 高精度、高效率的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机。

为解决上述技术问题，本申请提供一种干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿 机，包括第一床身部和第二床身部；

所述第一床身部上设有Y轴导轨和磨头部立柱，所述磨头部立柱通过Y轴驱动机构安装于所述Y轴导轨，以沿所述Y轴导轨移动；

所述磨头部立柱的前侧设有Z轴导轨和Z轴滑台，所述Z轴滑台通过 Z轴驱动机构安装于所述Z轴导轨，以沿所述Z轴导轨移动；所述Z轴滑 台的前侧设有能够绕A轴转动的螺旋角回转部，所述螺旋角回转部的前侧 设有砂轮组件和滚刀组件；

所述第二床身部上设有相互平行的X1轴导轨、X2轴导轨以及第一立 柱、第二立柱，所述第一立柱通过X1轴驱动机构安装于所述X1轴导轨， 以沿所述X1轴移动，所述第二立柱通过X2轴驱动机构安装于所述X2轴导 轨，以沿所述X2轴移动；

所述第一立柱在后侧设有第一工件转台，所述第二立柱在后侧设有第 二工件转台，所述第一工件转台和第二工件转台分别设有竖向的第一工件 转轴C1和第二工件转轴C2。

可选地，所述第一工件转台和第二工件转台位于所述第一立柱和第二 立柱彼此相邻的一侧。

可选地，所述第一立柱和第二立柱的底部分别设有向后侧伸展的第一 平台和第二平台，所述第一工件转台和第二工件转台分别设于所述第一平 台和第二平台彼此相邻的一侧。

可选地，所述砂轮组件包括形成B轴的磨削砂轮主轴、设于所述磨削 砂轮主轴的砂轮和位于所述磨削砂轮主轴一端的砂轮轴驱动件，所述砂轮 轴驱动件用于驱动所述磨削砂轮主轴和砂轮转动。

可选地，所述螺旋角回转部设有辅助支撑，所述辅助支撑用于支撑所 述磨削砂轮主轴远离所述砂轮轴驱动件的一端。

可选地，所述砂轮轴驱动件和所述辅助支撑分别设有快换结构，所述 磨削砂轮主轴的两端分别与所述快换结构连接。

可选地，所述砂轮组件还包括内置在所述磨削砂轮主轴内的在线动平 衡装置。

可选地，所述滚刀组件包括沿B11轴设置的滚齿主轴、设于所述滚齿 主轴的滚刀和滚齿主轴驱动件，所述滚齿主轴用于驱动所述滚齿主轴和滚 刀转动，所述滚齿主轴平行于所述磨削砂轮主轴。

可选地，所述螺旋角回转部在侧方位设有安装部，所述滚刀组件设于 所述安装部，其滚齿主轴与所述砂轮组件的磨削砂轮主轴相互错位并偏向 于前侧。

可选地，所述第一立柱或第二立柱还设有修整装置，所述修整装置包 括修整轮和修整驱动件，所述修整驱动件用于驱动所述修整轮绕修整轴线 B1转动，以对所述砂轮进行修整。

可选地，所述修整轴线B1与所述第一工件转轴C1和第二工件转轴C2 平行。

可选地，所述第一立柱或第二立柱在后侧面上设有缺角部位，所述缺 角部位处于所述修正装置以上的区域，并对应于所述修正装置。

可选地，所述缺角区域呈楔形，其深度自下而上逐渐加大。

可选地，所述第一立柱和第二立柱分别设有第一限位座和第二限位座， 所述第一限位座和第二限位座用于沿径向限位所述第一工件转轴C1和第 二工件转轴C2远离所述第一工件转台和第二工件转台的一端。

可选地，所述第一立柱设有与所述第一工件转轴C1平行的第一顶尖滑 轨W1，所述第二立柱设有与所述第二工件转轴C2平行的第二顶尖滑轨W2， 所述第一限位座能够沿所述第一顶尖滑轨W1上下滑动，以与所述第一工件 转轴C1的上端限位配合，所述第二限位座能够沿所述第二顶尖滑轨W2上 下滑动，以与所述第二工件转轴C2的上端限位配合。

可选地，所述第一限位座和第二限位座位于所述第一立柱和第二立柱 彼此相邻的侧面上，且向后侧悬伸一段距离。

可选地，所述第一限位座和第二限位座分别设有第一顶尖结构和第二 顶尖结构，所述第一顶尖结构和第二顶尖结构能够沿轴线抵接所述第一工 件转轴C1和第二工件转轴C2的上端。

可选地，所述第一立柱和第二立柱的底部在前侧和后侧分别设有前侧 防护罩和后侧防护罩，所述前侧防护罩为连接于所述第一立柱和第二立柱 的固定防护罩，所述后侧防护罩为连接于所述第一立柱和第二立柱的伸缩 防护罩。

可选地，所述伸缩防护罩包括依次嵌套配合的多级防护体，其中的首 节防护体的后端封闭。

可选地，各级所述防护体的顶部呈倒“V”形。

本发明所提供的双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，包括X轴、Y轴、Z轴和 A轴多个数控轴，其中，X轴又分为X1轴和X2轴，并将X1轴和X2轴移出 堆叠，分别设置在第一立柱和第二立柱上，相较于将多个数控轴设置在一 个立柱上的方案来说，能够避免每一根数控轴的位置误差都会叠加到整体 位置误差上，从而提高加工精度，保证加工效果。并且，能够简化螺旋角 回转部和磨头部立柱之间的传动结构，缩短传动链，并减小砂轮在磨头部 立柱的悬伸量，提高整体刚度和稳定性，避免加工过程中产生震动等问题， 保证加工精度和砂轮的使用寿命。

而且，本发明不仅仅是把X轴移出堆积，而且还改变了其它数控轴 Y-Z-A的规则，工作时，沿Y轴方向，移动的是整个磨头部立柱，沿X方 向，移动的是第一立柱和第二立柱，是整个立柱在移动，并非是工件在立 柱上移动或者螺旋角回转部在立柱上移动。这一改变，与传统磨齿机相比， 机床的动能大大提高，所以也就大大提高了机床的整体刚性和移动稳定性。

另外，由于X轴分成了两个直线进给工作台,每一个工作台上装有一 个工件主轴，所以两个工件主轴都在任何时候都在全程位置控制中。如果 工作台由高动态达30米/分钟的直线电机驱动，则工作台的更换可以达到 创纪录的时间，即少于2秒钟(包括砂轮和Y、Z和A轴的重新定位)，大 大提高了机床的整体刚性。

可见，该数控机床具有高精度、高稳定、传动链短、高承载能力、刚 性高、高重复定位精度、有效使用寿命高等优点，可显著提高设备工序能 力指数，即CPK值，压缩非磨削时间和磨削时间，使设备利用率更高。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机的结构 示意图；

图2是图1所示双工位数控蜗杆砂轮磨齿机在另一视角下的结构示意 图；

图3是图1所示双工位数控蜗杆砂轮磨齿机从前侧进行观察时的结构 示意图；

图4是图1所示双工位数控蜗杆砂轮磨齿机的俯视图。

图中:

1.第一床身部 2.第二床身部 3.Y轴导轨 4.磨头部立柱 5.Z轴导轨 6.Z轴滑台7.螺旋角回转部 8.砂轮组件 81.磨削砂 轮主轴 82.砂轮 83.砂轮轴驱动件 84.辅助支撑 85.快换结构 9.X1轴导轨 10.X2轴导轨 11.第一立柱 111.缺角部位 112.前 侧防护罩 113.后侧防护罩 12.第二立柱 13.第一工件转台 14. 第二工件转台 15.齿轮 16.修整装置 161.修整轮 162.修整驱动 件 17.第一限位座 18.第二限位座 19.第一顶尖结构20.第二 顶尖结构 21.滚刀组件 211.滚齿主轴 212.滚齿主轴的滚刀 213. 滚齿主轴驱动件

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具 体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确 立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此， 并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二” 等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开 来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺 序。

如图1、图2、图3所示，在一种具体实施例中，本发明所提供的双工 位数控蜗杆砂轮磨齿机具有第一床身部1和第二床身部2，第一床身部1 的宽度大于第二床身部2，第二床身部2垂直于第一床身部1，并处于第一 床身部1的中心线上，两者的水平投影呈“凸”字形，可以一体成型。

第一床身部1上设有Y轴导轨3和磨头部立柱4，磨头部立柱4呈倒 “T”形，通过Y轴驱动机构安装于Y轴导轨3，在Y轴驱动机构的带动下， 磨头部立柱4可以沿Y轴导轨3往复移动。

磨头部立柱4的前侧设有Z轴导轨5和Z轴滑台6，Z轴滑台6通过Z 轴驱动机构安装于Z轴导轨5，在Z轴驱动机构的带动下，Z轴滑台6可以 沿Z轴导轨5上下往复移动。

Z轴滑台6的前侧设有能够绕A轴转动的螺旋角回转部7，此螺旋角回 转部7的前侧设有砂轮组件8和滚刀组件21。

砂轮组件8包括磨削砂轮主轴81、砂轮82和砂轮轴驱动件83，砂轮 82安装于磨削砂轮主轴81，砂轮轴驱动件83位于磨削砂轮主轴81的一端， 磨削砂轮主轴81形成机床的B轴，砂轮轴驱动件83用于驱动磨削砂轮主 轴81和砂轮82转动。

滚刀组件21包括沿B11轴设置的滚齿主轴211、设于滚齿主轴的滚刀 212和滚齿主轴驱动件213，滚齿主轴驱动件213用于驱动滚齿主轴211 和滚刀212转动，滚齿主轴211平行于砂轮组件8的磨削砂轮主轴81。

螺旋角回转部7在偏向于一侧的侧方位设有安装部，滚刀组件21设于 安装部，其滚齿主轴211与砂轮组件8的磨削砂轮主轴81相互错位并偏向 于前侧。这样的结构形式，可以使滚刀212在安装后处于向内悬伸的状态， 既有利于进刀滚齿，又不会与砂轮组件8相干涉。

第二床身部2上设有相互平行的X1轴导轨9、X2轴导轨10以及第一 立柱11、第二立柱12，第一立柱11与第二立柱12并排设置，并间隔适当 的距离，第一立柱1通过X1轴驱动机构安装于X1轴导轨9，在X1轴驱动 机构的带动下，第一立柱11能够沿X1轴导轨9往复移动；第二立柱12 通过X2轴驱动机构安装于X2轴导轨10，在X2轴驱动机构的带动下，第 二立柱12能够沿X2轴导轨10往复移动，X1轴导轨9和X2轴导轨10相 互平行，两者都垂直于Y轴导轨3，并且与Y轴导轨3大体处于同一平面。

第一立柱11在后侧设有第一工件转台13，第二立柱12在后侧设有第 二工件转台14，第一立柱11和第二立柱12的底部分别设有向后侧伸展的 第一平台和第二平台，从侧面观察时，整体上呈“L”形，在第二床身部2 的宽度方向上，第一工件转台13和第二工件转台14分别设于第一平台和 第二平台彼此相邻的一侧，第一工件转台13设有竖向的第一工件转轴C1， 第二工件转台14设有竖向的第二工件转轴C2。

第一工件转轴C1和第二工件转轴C2用于安装待加工的齿轮15，其平 行于Z轴导轨5，在进行加工时，第一工件转轴C1、第二工件转轴C2与其 上的齿轮15同轴且相对固定，第一工件转台13和第二工件转台14还设有 驱动部件，第一工件转轴C1和第二工件转轴C2能够在驱动部件的驱动作 用下带动第一工件转轴C1、第二工件转轴C2以及齿轮15旋转。

更为具体地，螺旋角回转部7设有辅助支撑84，辅助支撑84用于支 撑磨削砂轮主轴81远离砂轮轴驱动件83的一端，也就是说，砂轮轴驱动 件83从一端驱动磨削砂轮主轴81带动砂轮82转动，辅助支撑84能够从 另一端对磨削砂轮主轴81提供支撑，以保证该磨削砂轮主轴81的稳定性， 进而保证砂轮82的稳定性，提高加工精度。

砂轮轴驱动件83和辅助支撑84分别设有快换结构85，磨削砂轮主轴 81的两端分别与快换结构85连接，两组快换结构85中，一组快换结构85 设置于砂轮轴驱动件83，另一组快换结构85置于辅助支撑84，具体的， 对于该快换结构85的具体结构并不做限制，两组快换结构85的设置能够 实现磨削砂轮主轴81的快速拆装操作，提高便捷性。

砂轮组件8还包括内置在磨削砂轮主轴内的在线动平衡装置，用于对 砂轮的转动提供动平衡补偿，以进一步保证砂轮的稳定性，提高加工精度。 具体的，本实施例中，对于在线动平衡装置的具体结构并不做限制，如何 通过设置在线动平衡装置以保证砂轮的稳定性，采用通用技术即可实现。

为了保证该蜗杆砂轮磨齿机的加工精度，第一立柱11还设有修整装置 16，修整装置16主要由修整轮161和修整驱动件162组成，修整驱动件 162用于驱动修整轮161绕修整轴线B1转动，以对砂轮82进行修整，修 整轴线B1与第一工件转轴C1和第二工件转轴C2平行，即沿Z轴方向设置， 在对齿轮15进行加工之前，先通过修整轮161对砂轮82进行修整操作， 砂轮82修整成形后再与被磨削齿轮15进行对刀，以保证加工精度。

具体地，修整装置16设置在第一立柱11，其在第一立柱11上沿Z轴 方向的位置保持不变，以避免砂轮82在对工件进行加工的过程中，与修整 装置16发生干涉。

修整轮161为金刚轮，当需要对砂轮82进行修整时，螺旋角回转部7 带动砂轮82绕A轴转动至磨削砂轮主轴81(也就是B轴)与修整轴线B1 平行，磨头部立柱4带动砂轮82沿Y轴导轨滑动，Z轴滑台6带动砂轮82 沿Z轴导轨滑动，直至砂轮82移动至修整轮161所在位置，然后启动修整 驱动件162，以驱动修整轮161绕修整轴线B1转动，并对砂轮82进行修整。

当然，本实施例中，也可以将该修整装置16设置在第二立柱12上， 或者，修整装置16还包括用于驱动其整体移动和转动的驱动部件，使其在 不会与砂轮组件8发生干涉的情况下，能够与砂轮82配合。

第一立柱11在后侧面上设有楔形缺角部位111，此缺角部位111处于 修正装置16以上的区域，并对应于修正装置16，其深度自下而上逐渐加 大，从而在第一立柱11上半部分的一角形成一处斜面，此斜面的旁侧为三 角形的侧立面。此缺角部位111不仅可以为修整装置16提供足够的安装空 间，而且，能够起到很好的减重作用。

第一立柱11和第二立柱12分别设有第一限位座17和第二限位座18， 第一限位座17和第二限位座18用于沿径向限位第一工件转轴C1和第二工 件转轴C2远离第一工件转台13和第二工件转台14的一端。

具体地，第一立柱11设有与第一工件转轴C1平行的第一顶尖滑轨W1， 第二立柱12设有与第二工件转轴C2平行的第二顶尖滑轨W2，第一顶尖滑 轨W1和第二顶尖滑轨W2沿Z轴方向设置，第一限位座17能够沿第一顶尖 滑轨W1上下滑动，以与第一工件转轴C1的上端限位配合，第二限位座18 能够沿第二顶尖滑轨W2上下滑动，以与第二工件转轴C2的上端限位配合， 以限制第一工件转轴C1和第二工件转轴C2的端部发生沿径向的移动，从 而减小第一工件转轴C1和第二工件转轴C2在转动的过程中所产生的振动， 保证第一工件转轴C1和第二工件转轴C2和工件的稳定性，进而确保加工 精度。

安装工件时，先将第一限位座17或第二限位座18上移，在将第一工 件转轴C1或第二工件转轴C2安装于第一工件转台13和第二工件转台14 后，第一工件转轴C1或第二工件转轴C2的下端被限位，然后将第一限位 座17或第二限位座18下移，使其与第一工件转轴C1或第二工件转轴C2 的上端限位配合，达到从两端对第一工件转轴C1或第二工件转轴C2进行 限位的效果。

具体的，当待加工的工件为齿轮轴时，齿轮轴的轴部形成第一工件转 轴C1或第二工件转轴C2，当待加工的工件为齿轮时，可另外设置第一工 件转轴C1或第二工件转轴C2，此时，第一工件转轴C1或第二工件转轴C2 为工装轴。

第一限位座17和第二限位座18位于第一立柱11和第二立柱12彼此 相邻的侧面上，且向后侧悬伸一段距离，以便与第一工件转台13和第二工 件转台14上下对应。

第一限位座17和第二限位座18分别设有第一顶尖结构19和第二顶尖 结构20，第一顶尖结构19和第二顶尖结构20能够沿轴线抵接第一工件转 轴C1和第二工件转轴C2的上端。

第一顶尖结构19和第二顶尖结构20能够抵接第一工件转轴C1或第二 工件转轴C2的端部，并且顶尖结构抵接的位置与第一工件转轴C1或第二 工件转轴C2的轴线共线，或者，第一限位座17、第二限位座18也可通过 设置转动件抵接第一工件转轴C1或第二工件转轴C2的端部，该转动件能 够随第一工件转轴C1或第二工件转轴C2一同转动即可，通过顶尖结构抵 接第一顶尖结构19和第二顶尖结构20时，能够简化整体结构并降低成本。

该蜗杆砂轮磨齿机还可以包括供油机构(图中未示出)，供油机构用于 在砂轮对齿轮15进行加工的过程中，提供冷却油，以保证砂轮82和齿轮 15之间的润滑，并降低砂轮82在对齿轮15进行加工过程中的温度，进而 保证加工精度、避免加工过程中产生变形等情况。

请一并参考图4，第一立柱11和第二立柱12的底部在前侧和后侧分 别设有前侧防护罩和后侧防护罩，以第一立柱11为例，其前侧防护罩112 为连接于第一立柱11固定防护罩，后侧防护罩113为连接于第一立柱11 和第二立柱12的伸缩防护罩。

前侧防护罩112的前端封闭，后侧防护罩113由多级防护体依次嵌套 组成，其中的首节防护体的后端封闭，当第一立柱11和第二立柱12移动 时，其后侧防护罩113的长度能够随之发生变化，从而对内部的X1轴导轨 9、X1轴驱动机构、X2轴导轨10、X2轴驱动机构等进行保护。

各级防护体的顶部呈类似于屋脊的倒“V”形，当磨屑向下掉落到防护 体上时，可以顺着倒“V”形斜面向下滑落至两侧，从而避免磨屑堆积在 X1轴导轨9和X2轴导轨10所在的路径上，确保第一立柱11和第二立柱 12能够顺畅、稳定、可靠地移动。

本实施例所提供的干式双工位蜗杆砂轮磨齿机，为齿轮淬火后硬齿面 加工设备，其在工作时，采用先滚后磨的方式，先干式滚齿去除90％以上 变形量，然后采用干式磨削方式精磨，滚齿和磨齿都基于展成法。具体在 对待加工的齿轮进行加工时，先将砂轮82与齿轮15进行对刀，对刀完成 后，通过磨头部立柱4沿Y轴导轨3滑动、Z轴滑台6沿Z轴导轨5滑动， 螺旋角回转部7绕A轴转动等方式移动砂轮82，使得砂轮82和齿轮15进 入正确的啮合位置进行磨削，第一立柱11带动齿轮15沿X1轴导轨9滑动， 或第二立柱12带动齿轮15沿X2轴导轨10滑动，能够调整齿轮径向进刀 量，Z轴滑台6带动砂轮组件8沿Z轴导轨5滑动，能够进行齿轮轴向走 刀磨削全齿宽，磨头部立柱4带动砂轮组件8沿Y轴导轨3滑动可进行砂 轮82的轴向窜刀，螺旋角回转部7需绕A轴转动至适当的角度，保证磨削 砂轮主轴81的旋转轴线B与齿轮15的轴线(即第一工件转轴C1或第二工 件转轴C2)相交成正确的角度，同时，砂轮82的转速和齿轮15的转速应 保持正确的转速比。

具体的，上述“正确的角度”以及“正确的转速比”，可根据齿轮以及 砂轮的具体情况，根据编程控制即可，在此不做赘述。

该双工位数控蜗杆砂轮磨齿机可以不使用冷却油，这种干式齿轮精加 工生产不单可以降低成本，而且为将来更多可持续性生产提供了技术上的 保障，与传统的湿式磨削相比，干式磨齿更加节约投资、减少工具和能源 的消耗，还可以节约占地面积，也更加清洁。

而且，其具有X轴、Y轴、Z轴、A轴、B轴、C轴等多个数控轴，其 中，X轴又分为X1轴和X2轴，同时，C轴又分为C1轴、C2轴，并将X1 轴和X2轴移出堆叠，分别设置在第一立柱11和第二立柱12上，相较于将 多个数控轴设置在一个立柱上的方案来说，能够避免每一根数控轴的位置 误差都会叠加到整体位置误差上，从而提高加工精度，保证加工效果。并 且，能够简化螺旋角回转部7和磨头部立柱4之间的传动结构，缩短传动 链，并减小砂轮82在磨头部立柱4的悬伸量，提高整体刚度和稳定性，避 免加工过程中产生震动等问题，保证加工精度和砂轮的使用寿命。

本发明不仅仅是把X轴移出堆积，而且还改变了其它数控轴Y-Z-A的 规则，工作时，沿Y轴方向，移动的是整个磨头部立柱4，沿X方向，移 动的是第一立柱11和第二立柱12，是整个立柱在移动，并非是工件在立 柱上移动或者螺旋角回转部7在立柱上移动。这一改变，与传统磨齿机相 比，机床的动能大大提高，所以也就大大提高了机床的整体刚性和移动稳 定性。

另外，由于X轴分成了两个直线进给工作台,每一个工作台上装有一 个工件主轴，所以两个工件主轴都在任何时候都在全程位置控制中。如果 工作台由高动态达30米/分钟的直线电机驱动，则工作台的更换可以达到 创纪录的时间，即少于2秒钟(包括砂轮和Y、Z和A轴的重新定位)，大 大提高了机床的整体刚性。

具有高精度、高稳定、传动链短、高承载能力、刚性高、高重复定位 精度、有效使用寿命高等优点，可显著提高设备工序能力指数，即CPK值， 压缩非磨削时间和磨削时间，使设备利用率更高。

上述实施例中，对于磨头部立柱4沿Y轴导轨滑动、第一立柱11沿 X1轴导轨9滑动、第二立柱12沿X2轴导轨10滑动、Z轴滑台6沿Z轴导 轨5滑动，可分别通过设置伺服电机和丝杆组件驱动，或者也可以通过伺 服电机和齿轮齿条组件、气缸、液压缸驱动均可，在此不做具体限制，且 滑动量可根据实际情况及编程实现数控控制，其对于本领域技术人员来说，已是熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。

并且，对于各导轨的结构，本实施例也不做限制，例如可以将导轨设 置为滑槽或滑轨，各立柱和滑台对应地设置有能够沿滑槽或滑轨滑动的滑 动件，滑动件为滑块或滑轮等均可。

具体的，本实施例中，对于供油机构的具体结构并不做限制，如可包 括冷却油处理系统、油雾分离系统、清洗机、冷却机组、残油收集装置等， 其中，冷却油处理系统包括油箱，高压泵和过滤系统；油雾分离系统用于 清洁空气，需要对工作区域提供适当的通风；清洗机用于清洁磨齿后的齿 轮，为下道工序做准备；冷却机组用于保持冷却油温度恒定，以保持机床 的热稳定性和除掉由磨削产生的热量；在机床内及周边安装附加的防护装 置收集由齿轮和自动上下料系统带出的残油，并需要把残油导流回油箱中。

以上对本发明所提供的双工位数控蜗杆砂轮磨齿机进行了详细介绍。 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施 例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明 进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围 内。

Claims (20)

1.干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，包括第一床身部和第二床身部；

所述第一床身部上设有Y轴导轨和磨头部立柱，所述磨头部立柱通过Y轴驱动机构安装于所述Y轴导轨，以沿所述Y轴导轨移动；

所述磨头部立柱的前侧设有Z轴导轨和Z轴滑台，所述Z轴滑台通过Z轴驱动机构安装于所述Z轴导轨，以沿所述Z轴导轨移动；所述Z轴滑台的前侧设有能够绕A轴转动的螺旋角回转部，所述螺旋角回转部的前侧设有砂轮组件和滚刀组件；

所述第二床身部上设有相互平行的X1轴导轨、X2轴导轨以及第一立柱、第二立柱，所述第一立柱通过X1轴驱动机构安装于所述X1轴导轨，以沿所述X1轴移动，所述第二立柱通过X2轴驱动机构安装于所述X2轴导轨，以沿所述X2轴移动；

所述第一立柱在后侧设有第一工件转台，所述第二立柱在后侧设有第二工件转台，所述第一工件转台和第二工件转台分别设有竖向的第一工件转轴C1和第二工件转轴C2。

2.根据权利要求1所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，

所述第一工件转台和第二工件转台位于所述第一立柱和第二立柱彼此相邻的一侧。

3.根据权利要求2所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述第一立柱和第二立柱的底部分别设有向后侧伸展的第一平台和第二平台，所述第一工件转台和第二工件转台分别设于所述第一平台和第二平台彼此相邻的一侧。

4.根据权利要求1所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述砂轮组件包括沿B轴设置的磨削砂轮主轴、设于所述磨削砂轮主轴的砂轮和位于所述磨削砂轮主轴一端的砂轮轴驱动件，所述砂轮轴驱动件用于驱动所述磨削砂轮主轴和砂轮转动。

5.根据权利要求4所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述螺旋角回转部设有辅助支撑，所述辅助支撑用于支撑所述磨削砂轮主轴远离所述砂轮轴驱动件的一端。

6.根据权利要求5所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述砂轮轴驱动件和所述辅助支撑分别设有快换结构，所述磨削砂轮主轴的两端分别与所述快换结构连接。

7.根据权利要求4所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述砂轮组件还包括内置在所述磨削砂轮主轴内的在线动平衡装置。

8.根据权利要求4所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述滚刀组件包括沿B11轴设置的滚齿主轴、设于所述滚齿主轴的滚刀和滚齿主轴驱动件，所述滚齿主轴驱动件用于驱动所述滚齿主轴和滚刀转动，所述滚齿主轴平行于所述磨削砂轮主轴。

9.根据权利要求8所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述螺旋角回转部在侧方位设有安装部，所述滚刀组件设于所述安装部，其滚齿主轴与所述砂轮组件的磨削砂轮主轴相互错位并偏向于前侧。

10.根据权利要求1所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述第一立柱或第二立柱还设有修整装置，所述修整装置包括修整轮和修整驱动件，所述修整驱动件用于驱动所述修整轮绕修整轴线B1转动，以对所述砂轮进行修整。

11.根据权利要求10所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述修整轴线B1与所述第一工件转轴C1和第二工件转轴C2平行。

12.根据权利要求11所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述第一立柱或第二立柱在后侧面上设有缺角部位，所述缺角部位处于所述修正装置以上的区域，并对应于所述修正装置。

13.根据权利要求12所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述缺角区域呈楔形，其深度自下而上逐渐加大。

14.根据权利要求1所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述第一立柱和第二立柱分别设有第一限位座和第二限位座，所述第一限位座和第二限位座用于沿径向限位所述第一工件转轴C1和第二工件转轴C2远离所述第一工件转台和第二工件转台的一端。

15.根据权利要求14所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述第一立柱设有与所述第一工件转轴C1平行的第一顶尖滑轨W1，所述第二立柱设有与所述第二工件转轴C2平行的第二顶尖滑轨W2，所述第一限位座能够沿所述第一顶尖滑轨W1上下滑动，以与所述第一工件转轴C1的上端限位配合，所述第二限位座能够沿所述第二顶尖滑轨W2上下滑动，以与所述第二工件转轴C2的上端限位配合。

16.根据权利要求15所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述第一限位座和第二限位座位于所述第一立柱和第二立柱彼此相邻的侧面上，且向后侧悬伸一段距离。

17.根据权利要求16所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述第一限位座和第二限位座分别设有第一顶尖结构和第二顶尖结构，所述第一顶尖结构和第二顶尖结构能够沿轴线抵接所述第一工件转轴C1和第二工件转轴C2的上端。

18.根据权利要求1所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述第一立柱和第二立柱的底部在前侧和后侧分别设有前侧防护罩和后侧防护罩，所述前侧防护罩为连接于所述第一立柱和第二立柱的固定防护罩，所述后侧防护罩为连接于所述第一立柱和第二立柱的伸缩防护罩。

19.根据权利要求18所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，所述伸缩防护罩包括依次嵌套配合的多级防护体，其中的首节防护体的后端封闭。

20.根据权利要求19所述的干式双工位数控蜗杆砂轮磨齿机，其特征在于，各级所述防护体的顶部呈倒“V”形。

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