CN201913522U - 一种双锥面包络环面蜗杆数控磨床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双锥面包络环面蜗杆数控磨床，主要包括机床部分和控制柜部分；其机床部分包括床身，纵向拖板、横向拖板、尾座和主轴，纵向拖板上安装有回转盘和回转导轨，回转盘上安装有径向进给拖板，径向进给拖板上安装有横向进给拖板，横向进给拖板上安装有磨头部分，磨头部分上安装有数控砂轮修型器；其控制柜部分可控制主轴绕X轴旋转，回转盘绕Y轴旋转，纵向拖板沿B1轴纵向运动，径向进给拖板沿B轴径向进给，横向进给拖板沿A轴横向进给，砂轮绕Z轴旋转，砂轮修型器的刀架沿X1轴和Y1轴水平运动和竖直运动，并在X1、Y1两轴方向实现轴联动，以及X、Y、B、A四轴方向实现联动。通过控制修型好的砂轮的运动，包络出双锥面包络环面蜗杆齿面。

Description

一种双锥面包络环面蜗杆数控磨床

技术领域

本实用新型涉及一种用于加工环面蜗杆的数控机床，尤其涉及一种双锥面包络的环面蜗杆数控磨床。

背景技术

蜗杆传动是机械装备中常用的机械传动之一。它主要包括圆柱蜗杆传动、锥蜗杆传动和环面蜗杆传动。其中环面蜗杆传动是一种新型的传动副，由于其承载能力高，传动效率高，寿命长，平均分度误差小等优越性，适用于大功率的传递，如冶金、矿山、石油、化工等行业。

环面蜗杆传动又包括直廓环面蜗杆传动，平面包络环面蜗杆传动，锥面包络环面蜗杆传动等。现有的环面蜗杆加工设备中，大多是直廓的和平面包络成型的，缺乏对锥面包络成型方面的研究。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种双锥面包络环面蜗杆数控磨床。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种双锥面包络环面蜗杆数控磨床，主要由机床部分和控制柜部分两大部分组成。

机床部分包括床身，纵向拖板、横向拖板、尾座和主轴；横向拖板上安装有主轴横向调整拖板，主轴横向调整拖板与尾座固定联接；主轴安装在主轴横向调整拖板上，与尾座同轴；纵向拖板上安装有回转盘和回转导轨，回转盘上安装有径向进给拖板，径向进给拖板上安装有横向进给拖板，横向进给拖板上安装有磨头部分，磨头部分上安装有数控砂轮修型器；主轴的中心旋转轴为X轴，回转盘的中心旋转轴为Y轴，横向拖板的横向运动轴为A1轴，主轴横向调整拖板的横向运动轴为A2轴，纵向拖板的纵向运动轴为B1轴，径向进给拖板的进给轴为B轴，横向进给拖板的进给轴为A轴；X轴、Y轴和B1轴两两垂直；A轴和B轴相互垂直，并与均与Y轴垂直；A1轴和A2轴与X轴平行，并由手动调整。

磨头部分中的磨头座安装在横向进给拖板上，磨头座中安装有磨头架，磨头架可在磨头座中绕C轴旋转，可由手动调整，C轴与B轴平行；磨头架前端安装有砂轮轴支架，砂轮轴支架上安装有砂轮轴，砂轮轴上安装有砂轮；磨头架后端安装有砂轮驱动电机；磨头架侧面布置有带轮，砂轮驱动电机通过带传动以及磨头架前端的齿轮传动，带动砂轮转动；砂轮的中心旋转轴为Z轴。

砂轮修型器部分由修型器竖直方向导轨，修型器竖直方向电机，修型器水平方向导轨，修型器水平方向电机，滑板，刀架组成；刀架的两侧及底面各安装一把金刚笔，分用于修整砂轮的两侧面及顶面；修型器水平方向导轨的进给轴为X1轴，它应与砂轮回转轴Z轴平行；修型器竖直方向导轨的进给轴为Y1轴，它应与砂轮回转轴Z轴垂直。

控制柜部分可控制主轴绕X轴旋转，回转盘绕Y轴旋转，纵向拖板沿B1轴纵向运动，径向进给拖板沿B轴径向进给，横向进给拖板沿A轴横向进给，砂轮绕Z轴旋转，砂轮修型器的刀架沿X1轴和Y1轴水平运动和竖直运动；并在X1轴和Y1轴方向实现两轴联动，以及在X轴，Y轴，B轴和A轴方向实现四轴联动。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在传统的数控环面蜗杆磨床的基础上，对其结构进行了创新，填补了国内双锥面包络环面蜗杆数控磨床的空白。而且，提出了基于该磨床的完整的磨削加工方法，将对双锥面包络环面蜗杆的批量化生产产生积极的推动作用。

附图说明

图1为双锥面包络环面蜗杆数控磨床的示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的侧视图；

图4为磨头部分及数控砂轮修型器的示意图；

图5为图4的侧视图；

图6为图4的俯视图；

图7为双锥面包络环面蜗杆数控磨床磨削加工过程的流程图。

具体实施方式

下面参照附图及实施例进一步说明本实用新型技术方案。

本实用新型双锥面包络环面蜗杆数控磨床，由机床和控制柜两大部分组成。

如图1、2、3所示，机床部分包括床身1，纵向拖板2，横向拖板3及尾座4。横向拖板3上安装有主轴横向调整拖板5，主轴横向调整拖板5与尾座4固定联接，可一起在横向拖板3上沿A1轴做进给运动；主轴横向调整拖板5上安装有主轴部分6，主轴部分6可沿A2轴做进给运动，主轴可绕X轴旋转。纵向拖板2上安装有回转盘7和回转导轨8，回转盘7可在纵向拖板2上沿B1轴做纵向运动，回转盘7可绕Y轴旋转；回转盘7上安装有径向进给拖板9，径向进给拖板9可沿B轴做进给运动；径向进给拖板9上安装有横向进给拖板10，横向进给拖板10可沿A轴做进给运动；横向进给拖板10上安装有磨头部分11；磨头部分11上安装有砂轮修型器12。X轴、Y轴和B 1轴两两垂直；A轴和B轴相互垂直，并与均与Y轴垂直；A1轴和A2轴与X轴平行，并由手动调整。

磨头部分及砂轮修型器的结构如图4，5，6所示。在横向进给拖板10上安装磨头座13；磨头座13中安装有磨头架14，磨头架14可绕C轴旋转，可由手动调整，C轴与B轴平行。磨头架14前端安装有砂轮轴支架24，砂轮轴支架上安装有砂轮轴23，砂轮轴上安装有砂轮25，磨头架14后端安装有砂轮驱动电机26，砂轮驱动电机26通过带轮28，带轮29，传动带22的带传动以及齿轮21，齿轮27的齿轮传动，带动砂轮25绕Z轴转动。磨头架14上部还安装有砂轮修型器12；砂轮修型器12由修型器竖直方向导轨17，修型器竖直方向电机18，修型器水平方向导轨19，修型器水平方向电机20，滑板16，刀架15组成；刀架15的两侧及底面各安装一把金刚笔，分用于修整砂轮的两侧面及顶面；修型器水平方向导轨19的进给轴X1与砂轮回转轴Z轴平行；修型器竖直方向导轨17的进给轴Y1与砂轮回转轴Z轴垂直。

控制柜具有控制主轴6旋转的X轴，回转盘7旋转的Y轴，纵向拖板2进给的B1轴，径向进给拖板9进给的B轴，横向进给拖板10进给的A轴，砂轮25旋转的Z轴，砂轮修型器12的X1轴和Y1轴，这八个轴的功能。并能够实现X1轴和Y1轴的两轴联动，以及X轴，Y轴，B轴，A轴的四轴联动。

本实用新型的双锥面包络环面蜗杆数控磨床的磨削加工是这样实现的：

首先，待加工的工件首先经过粗加工及热处理，使蜗杆的齿面每边留有一定的磨削余量。将工件安装在主轴6与尾座4之间。主轴部分6与尾座4顶针可以沿A2轴横向移动，以适应装夹不同长度的待加工工件。安装好后，通过调整横向拖板3沿A1轴移动，带动主轴部分6、尾座4以及安装在两者之间的工件移动，保证工件的喉部平面通过回转盘7的回转轴Y轴。

其次，通过调整纵向拖板2沿B1轴纵向移动，来保证回转盘7的回转中心轴到工件回转中心轴的距离为蜗轮蜗杆副的中心距a。控制磨头架14绕C轴旋转，使砂轮回转中心轴与水平面成的角，随蜗杆的螺旋升角变化。

然后，根据待加工蜗杆的参数，对砂轮进行修型。通过控制柜，控制修型器12的X1轴和Y1轴，带动刀架15按指定的程序运动，从而完成对砂轮的修型。使砂轮的齿形角等于蜗杆法向齿形角和砂轮顶宽略小于蜗杆法向齿根宽度。

在完成砂轮修型后，通过控制柜，调整横向进给拖板10沿A轴移动，使砂轮齿形的对称轴和蜗杆喉部的齿形对称轴重合。

通过以上设置，完成了磨削前的初始化设置。

最后，进行磨削，通过程序控制，使主轴6带动工件绕X轴，回转盘7绕Y轴以一定的传动比旋转，其传动比为待加工的环面蜗杆副的传动比。通过程序控制砂轮的进给，先控制径向进给拖板9沿B轴进给，直到砂轮顶部到达蜗杆齿根圆处。再控制横向进给拖板10沿A轴进给，要求沿A轴的正负方向的进给相同的量，来完成对蜗杆左右齿侧面的磨削。

这样，就完成了双锥面包络蜗杆的磨削。以上的加工流程，如图7所示。

本实用新型在传统的数控环面蜗杆磨床的基础上，对其结构进行了创新，填补了国内双锥面包络环面蜗杆数控磨床的空白。而且，提出了基于该磨床的完整的磨削加工方法，将对双锥面包络环面蜗杆的批量化生产产生积极的推动作用。

Claims (3)

1.一种双锥面包络环面蜗杆数控磨床，其机床部分包括床身(1)，纵向拖板(2)、横向拖板(3)、尾座(4)和主轴(6)；其特征在于：横向拖板(3)上安装有主轴横向调整拖板(5)，主轴横向调整拖板(5)与尾座(4)固定联接，主轴(6)安装在主轴横向调整拖板(5)上，与尾座(4)同轴；纵向拖板(2)上安装有回转盘(7)和回转导轨(8)，回转盘(7)上安装有径向进给拖板(9)，径向进给拖板(9)上安装有横向进给拖板(10)，横向进给拖板(10)上安装有磨头部分(11)，磨头部分(11)上安装有数控砂轮修型器(12)；主轴(6)的中心旋转轴为X轴，回转盘(7)的中心旋转轴为Y轴，横向拖板(3)的横向运动轴为A1轴，主轴横向调整拖板(5)的横向运动轴为A2轴，纵向拖板(2)的纵向运动轴为B1轴，径向进给拖板(9)的进给轴为B轴，横向进给拖板(10)的进给轴为A轴；X轴、Y轴和B1轴两两垂直，A轴和B轴相互垂直，并与均与Y轴垂直，A1轴和A2轴与X轴平行。

2.如权利要求1所述的双锥面包络环面蜗杆数控磨床，其特征在于：所述的磨头部分(11)中的磨头座(13)安装在横向进给拖板(10)上，磨头座(13)上安装有磨头架(14)，磨头架(14)在磨头座(13)中绕C轴旋转，C轴与B轴平行；磨头架(14)后端安装有砂轮驱动电机(26)，磨头架(14)侧面布置有带传动副，磨头架(14)前端布置有齿轮传动副，砂轮驱动电机(26)通过带传动以及齿轮传动两级传动，带动砂轮(25)转动；砂轮(25)的中心旋转轴为Z轴。

3.如权利要求1所述的双锥面包络环面蜗杆数控磨床，其特征在于：所述的数控砂轮修型器部分(12)由修型器竖直方向导轨(17)、修型器竖直方向电机(18)、修型器水平方向导轨(19)、修型器水平方向电机(20)、滑板(16)和刀架(15)组成；刀架(15)的两侧及底面各安装一把金刚笔；修型器水平方向导轨(17)的进给轴为X1轴，X1轴与Z轴平行；修型器竖直方向导轨(19)的进给轴为Y1轴，Y1轴与Z轴垂直。

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