CN205057199U - 蜗杆砂轮磨齿机多轴数控化改进结构 - Google Patents

Abstract

提供一种蜗杆砂轮磨齿机多轴数控化改进结构，具有机架，设于机架上的工件固定箱内设有工件旋转轴C，工件固定箱一侧的切向移动轴箱内设有切向位移轴Y，砂轮架进给箱内设有砂轮架进给轴X，砂轮主轴箱内设有砂轮主轴B，砂轮修整座内设有砂轮修整轴U，修整进给箱内设有修整器进给轴V，砂轮主轴B和修整器进给轴V均采用伺服电机驱动且其数模精度由蜗杆砂轮磨齿机数控系统控制；砂轮架进给轴X、切向位移轴Y、工件旋转轴C和砂轮修整轴U均与其相应的伺服电机直接相连。本实用新型提高机床模数的精准度，实现先进高速的多头开磨，提高了加工效率，实现对机床的准确控制，缩短传动链，增加机床传动准确性和稳定性。

Description

蜗杆砂轮磨齿机多轴数控化改进结构

技术领域

本实用新型属机械加工技术领域，具体涉及对蜗杆砂轮磨齿机多轴数控化改进结构。

背景技术

目前市场上进口及国产蜗杆砂轮磨齿机全机械的诸如瑞士NZA、AZA，匈牙利FKP、FKA，俄罗斯5D833,日本京上，国产YC7232、YE7232、YA7232B等，蜗杆砂轮磨齿机中除众多全机械蜗杆砂轮磨齿机外还有H215、YK7232、YK7236等半数控、或四轴数控蜗杆砂轮磨齿机，其中以YK7236最为典型，其质量相对稳定，可靠性良好。但相对于全数控蜗杆砂轮磨齿机，它还存在以下问题：一、采用挂轮搭模数对齿轮精度质量的影响，由于我们与欧美在齿轮设计标准的不同，使其反映到机床设计中，比如，齿轮的模数，按照英制单位换算出现的小数，我们的机床在修整时就很难用挂轮搭出来，从而影响修整砂轮的精度，造成磨齿精度达不到要求；二、蜗杆砂轮磨齿机中的多轴属于非数控控制，非闭环控制，使精度及稳定性难以达到要求；三、砂轮主轴和修整器进给轴没有同时采用伺服电机使得先进高速的多头数开磨不能实现；四、多轴驱动采用的传动链过多影响机床整体精度。随着齿轮加工市场的变化，特别是近年来轿车市场火爆，以及全面引进国外产品设计，国内新车型与世界先进国家产品同步上市，使得汽车齿轮质量要求与世界欧美国家一样，齿轮的精度要求也与之同步，这种变化直接导致原市场上非数控以及四轴数控磨齿机不能满足市场需求的问题。因此有必要提出改进。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：提供一种蜗杆砂轮磨齿机多轴数控化改进结构，将砂轮主轴B和修整器进给轴V同时采用伺服电机且其模数精度由蜗杆砂轮磨齿机数控系统精度控制代替修整挂轮搭模数的方式，提高了模数的精准度，实现先进高速的多头开磨，大大提高了加工效率；多轴采用伺服电机，并采用闭环设计，更好的实现了对机床的准确控制；多轴采用与伺服电机直连方式，缩短传动链，增加机床传动准确性和稳定性，提高机床精度。

本实用新型采用的技术方案：蜗杆砂轮磨齿机多轴数控化改进结构，具有机架，所述机架上设有工件固定箱，所述工件固定箱内设有工件旋转轴C，所述工件固定箱一侧设有切向移动轴箱，所述切向移动轴箱内设有切向位移轴Y，所述机架上端面一侧设有砂轮架进给箱，所述砂轮架进给箱内设有砂轮架进给轴X，所述砂轮架进给箱上部设有砂轮主轴箱，所述砂轮主轴箱内设有砂轮主轴B，所述机架上端面另一侧设有砂轮修整座，所述砂轮修整座内设有砂轮修整轴U，所述砂轮修整座上端面设有修整进给箱，所述修整进给箱内设有修整器进给轴V，所述砂轮主轴B和修整器进给轴V均采用伺服电机驱动且其数模精度由蜗杆砂轮磨齿机数控系统控制；所述砂轮架进给轴X、切向位移轴Y、工件旋转轴C和砂轮修整轴U均与其相应的伺服电机直接相连。

其中，所述砂轮主轴B输入端通过B轴联轴器与B轴伺服电机连接；所述修整器进给轴V输入端通过V轴联轴器与V轴伺服电机连接，所述修整器进给轴V的进给运动采用直线导轨且在导轨上设有直线光栅尺；所述砂轮架进给轴X输入端通过X轴联轴器与X轴伺服电机直接相连，所述砂轮架进给轴X的进刀导轨上设有直线光栅尺；所述切向位移轴Y通过Y轴联轴器与Y轴伺服电机直接相连，所述切向位移轴Y的移动采用直线导轨且在导轨上设有直线光栅尺；所述工件旋转轴C通过C轴联轴器与C轴伺服电机直接相连，所述砂轮修整轴U通过U轴联轴器与U轴伺服电机直接相连。

进一步地，所述C轴联轴器、Y轴联轴器、X轴联轴器、B轴联轴器、U轴联轴器和V轴联轴器均采用R+W波纹管联轴器。

本实用新型与现有技术相比的优点：

1、砂轮主轴B和修整器进给轴V同时采用伺服电机，且其模数的精度由数控系统控制，代替修整挂轮模数，计算精度可将小数点运行至0.0001，提高了模数的精准度，节约人工辅助操作所需时间吗，降低生产成本；

2、砂轮主轴B和修整器进给轴V同时采用伺服电机，这样配合的控制系统实现先进高速的多头开磨，大幅度提高生产效率；

3、采用开放式轨道的改造，即对砂轮架进给轴X的进刀导轨加装直线光栅尺，提高其稳定性；对切向位移轴Y采用直线导轨并加装直线光栅尺，使其控制精确；对修整器进给轴V采用直线导轨并加装直线光栅尺，减少了运动误差产生的磨削不稳定现象；上述结构均实现闭环设计，可更好的对机床进行准确控制，减少了因工人技术水平和误操作而引起的加工精度的离散分布及对机床的损伤，从而使机床稳定性提升，达到齿轮磨削的一致性提高；

4、本实用新型中多轴均采用与伺服电机直连方式，而非原来的过渡轴连接方式，缩短传动链，从而保证了机床的准确稳定传动，利用数控系统采取多轴联动控制，减少了多级传动链在联动方式下引起的运动跟随误差，故而整体提高了机床的精度，并方便优化工艺实现高速切削，从而提高机床的磨削效率；

5、C轴联轴器、Y轴联轴器、X轴联轴器、B轴联轴器、U轴联轴器和V轴联轴器均采用R+W波纹管联轴器，保证精确传递，提高稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的Ⅰ部放大图；

图3为图1的Ⅱ部放大图；

图4为图1的Ⅲ部放大图；

图5为图1的Ⅳ部放大图；

图6为图1的Ⅴ部放大图；

图7为本实用新型中修整器进给轴V与V轴伺服电机连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-7描述本实用新型的实施例。

蜗杆砂轮磨齿机多轴数控化改进结构，如图1所示，具有机架1，所述机架1上设有工件固定箱2，所述工件固定箱2内设有工件旋转轴C3，所述工件固定箱2一侧设有切向移动轴箱6，所述切向移动轴箱6内设有切向位移轴Y7，所述机架1上端面一侧设有砂轮架进给箱10，所述砂轮架进给箱10内设有砂轮架进给轴X11，所述砂轮架进给箱10上部设有砂轮主轴箱14，所述砂轮主轴箱14内设有砂轮主轴B15，所述机架1上端面另一侧设有砂轮修整座18，所述砂轮修整座18内设有砂轮修整轴U19，所述砂轮修整座18上端面设有修整进给箱22，所述修整进给箱22内设有修整器进给轴V23，所述砂轮主轴B15和修整器进给轴V23均采用伺服电机驱动且其数模精度由蜗杆砂轮磨齿机数控系统控制，所述砂轮架进给轴X11、切向位移轴Y7、工件旋转轴C3和砂轮修整轴U19均与其相应的伺服电机直接相连。具体的，如图5所示，所述砂轮主轴B15输入端通过B轴联轴器16与B轴伺服电机17连接，如图7所示，所述修整器进给轴V23输入端通过V轴联轴器24与V轴伺服电机25连接，所述修整器进给轴V23的进给运动采用直线导轨且在导轨上设有直线光栅尺，减少了运动误差产生的磨削不稳定现象；将砂轮主轴B15和修整器进给轴V23同时采用伺服电机，且其模数的精度由数控系统控制，代替修整挂轮模数，计算精度可将小数点运行至0.0001，提高了模数的精准度，节约人工辅助操作所需时间吗，降低生产成本，并且这样配合的控制系统实现先进高速的多头开磨，大幅度提高生产效率，可使生产效率翻倍；如图4所示，所述砂轮架进给轴X11输入端通过X轴联轴器12与X轴伺服电机13直接相连，所述砂轮架进给轴X11的进刀导轨上设有直线光栅尺，提高其稳定性；如图3所示，所述切向位移轴Y7通过Y轴联轴器9与Y轴伺服电机8直接相连，所述切向位移轴Y7的移动采用直线导轨且在导轨上设有直线光栅尺，使其控制精确；如图2所示，所述工件旋转轴C3通过C轴联轴器4与C轴伺服电机5直接相连；如图6所示，所述砂轮修整轴U19通过U轴联轴器20与U轴伺服电机21直接相连；上述结构实现闭环设计，在闭环控制中，由于控制主体能根据反馈信息发现和纠正受控客体运行的偏差，所以有较强的抗干扰能力，能进行有效的控制，从而保证预定目标的实现。以汽车齿轮的cpk值为依据，汽车行业的标准：关键特性，过程能力指数CPK值≥1.67，且要求正态分布，全检，SPC控制等要求做测量系统分析，重要特性，过程能力指数CPK值≥1.33；我们的过程能力指数可实现CPK值≥1.67，同时突破了国内机床精度上的5级瓶颈，可更好的对机床进行准确控制，减少了因工人技术水平和误操作而引起的加工精度的离散分布及对机床的损伤，从而使机床稳定性提升，达到齿轮磨削的一致性提高。

优选的，所述C轴联轴器4、Y轴联轴器9、X轴联轴器12、B轴联轴器16、U轴联轴器20和V轴联轴器24均采用R+W波纹管联轴器，保证精确传递，提高传动稳定性。本实用新型中多轴均采用与伺服电机直连方式，而非原来的过渡轴连接方式，缩短传动链，从而保证了机床的准确稳定传动，利用数控系统采取多轴联动控制，减少了多级传动链在联动方式下引起的运动跟随误差，故而整体提高了机床的精度，并方便优化工艺实现高速切削，从而提高机床的磨削效率；

本实用新型采用全伺服系统控制，伺服系统将检测信号和输入指令进行比较，将差值转化，从而控制输出元件，使精度高，稳定性好，磨削速度大大提高，具有良好的工作性能。本实用新型通过多轴数控化改进，机床使用时，只需进行全数控程序设定即可自动循环运行，操作更简便，实现操作工人“一人多工位”操作模式，降低人工成本；同时通过改进后，机床后期功能增加相对容易，机械维修简单，并利用了现有市场上呆滞资本，大大节约了成本。

上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。

Claims (3)

1.蜗杆砂轮磨齿机多轴数控化改进结构，具有机架(1)，所述机架(1)上设有工件固定箱(2)，所述工件固定箱(2)内设有工件旋转轴C(3)，所述工件固定箱(2)一侧设有切向移动轴箱(6)，所述切向移动轴箱(6)内设有切向位移轴Y(7)，所述机架(1)上端面一侧设有砂轮架进给箱(10)，所述砂轮架进给箱(10)内设有砂轮架进给轴X(11)，所述砂轮架进给箱(10)上部设有砂轮主轴箱(14)，所述砂轮主轴箱(14)内设有砂轮主轴B(15)，所述机架(1)上端面另一侧设有砂轮修整座(18)，所述砂轮修整座(18)内设有砂轮修整轴U(19)，所述砂轮修整座(18)上端面设有修整进给箱(22)，所述修整进给箱(22)内设有修整器进给轴V(23)，其特征在于：所述砂轮主轴B(15)和修整器进给轴V(23)均采用伺服电机驱动且其数模精度由蜗杆砂轮磨齿机数控系统控制；所述砂轮架进给轴X(11)、切向位移轴Y(7)、工件旋转轴C(3)和砂轮修整轴U(19)均与其相应的伺服电机直接相连。

2.根据权利要求1所述的蜗杆砂轮磨齿机多轴数控化改进结构，其特征在于：所述砂轮主轴B(15)输入端通过B轴联轴器(16)与B轴伺服电机(17)连接；所述修整器进给轴V(23)输入端通过V轴联轴器(24)与V轴伺服电机(25)连接，所述修整器进给轴V(23)的进给运动采用直线导轨且在导轨上设有直线光栅尺；所述砂轮架进给轴X(11)输入端通过X轴联轴器(12)与X轴伺服电机(13)直接相连，所述砂轮架进给轴X(11)的进刀导轨上设有直线光栅尺；所述切向位移轴Y(7)通过Y轴联轴器(9)与Y轴伺服电机(8)直接相连，所述切向位移轴Y(7)的移动采用直线导轨且在导轨上设有直线光栅尺；所述工件旋转轴C(3)通过C轴联轴器(4)与C轴伺服电机(5)直接相连，所述砂轮修整轴U(19)通过U轴联轴器(20)与U轴伺服电机(21)直接相连。

3.根据权利要求2所述的蜗杆砂轮磨齿机多轴数控化改进结构，其特征在于：所述C轴联轴器(4)、Y轴联轴器(9)、X轴联轴器(12)、B轴联轴器(16)、U轴联轴器(20)和V轴联轴器(24)均采用R+W波纹管联轴器。