TWI402138B

TWI402138B - Gear grinding machine

Info

Publication number: TWI402138B
Application number: TW98132560A
Authority: TW
Inventors: Masashi Ochi; Yoshikoto Yanase
Original assignee: Mitsubishi Heavy Ind Ltd
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2013-07-21
Also published as: TW201111109A

Description

齒輪磨床

本發明係關於一種利用磨石研磨加工被加工齒輪之齒輪磨床，尤其係關於一種具有修整磨石之修整功能之齒輪磨床。

先前，使用作為研磨工具之磨石，對熱處理後之作為被加工齒輪之工作件進行研磨，有效率地精加工工作件之齒面者，係提供有齒輪磨床。使用如此之齒輪磨床進行研磨加工時，由於磨石因磨耗而鋒利度降低，故在研磨特定數量之工作件後，需要對磨耗之磨石進行修整以使鋒利之刃面恢復。

因此，在先前之齒輪磨床具備利用修整器修整磨耗之磨石之修整功能。例如，在專利文獻1揭示有如此之具備修整功能之齒輪磨床。

[先行之技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2005-111600號公報

上述之先前的齒輪磨床係在與磨石相對而直立設置之相對立柱外周支持可迴轉之迴轉環，而且，在該迴轉環設置有可握持工作件之一對握爪，及配置於該一對握爪間之修整器。且可藉由迴轉握爪使之與可保持工作件之旋轉工作臺相對而進行搬入及搬出工作件，另一方面，可藉由迴轉修整器使之與磨石相對而進行修整。

但，該先前之齒輪磨床構成中，由於係將握爪及修整器兩者設置於迴轉環，故在進行研磨或修整中任一者之加工時，無法進行另一者之維護。而且，通常係在修整器附設使其旋轉驅動之修整驅動機構等，故修整器多成為重量重之器件。為支持如此重的修整器亦必須加大迴轉環。進而，若加大迴轉環則需要用於使其迴轉之大的驅動力，則使迴轉環迴轉之迴轉環驅動機構亦會變大。其結果會有使齒輪磨床大型化之虞。

因此，本發明係解決上述問題者，其目的在於提供一種可謀求提高維護性能及小型化之齒輪磨床。

解決上述問題之第1發明之齒輪磨床，其特徵在於：其係使磨石與被加工齒輪以嚙合之狀態旋轉，而對前述被加工齒輪進行研磨加工者，其具備：修整器，其係以旋轉驅動而對前述磨石進行修整者；及修整器迴轉機構，其係使前述修整器在可修整前述磨石之修整位置與在研磨時由前述修整位置退避之退避位置之間，於與被加工齒輪之工作旋轉軸平行的狀態，繞著與前述磨石之向被加工齒輪之進給方向正交之迴轉軸迴轉。

解決上述問題之第2發明之齒輪磨床，其特徵在於前述修整器迴轉機構具有：可旋轉地支持前述修整器，並使其繞前述迴轉軸旋轉之旋轉部；可旋轉地支持前述旋轉部之固定部；相對於前述固定部定位前述旋轉部之旋轉之定位機構；設置於前述固定部，利用槓桿作用解除藉由前述定位機構之定位的定位解除機構；及在前述定位解除機構動作時，可將前述旋轉部旋轉之旋轉機構。

解決上述問題之第3發明之齒輪磨床，其特徵在於前述定位解除機構具有：形成於前述固定部之缸筒部：可在迴轉軸方向滑動地收容於前述缸筒部內之活塞構件；形成於前述旋轉部之環狀槽部；在前述固定部可搖動地支持基端部，且將前端部保持於前述活塞構件之槓桿；嵌合於前述槽部，並可旋轉地被支持於前述槓桿之滾子；及向前述缸筒部供壓排壓可使前述活塞構件滑動之供壓排壓機構。

解決上述問題之第4發明之齒輪磨床，其特徵在於：在形成於前述槓桿之貫通孔內配置前述槽部；在前述貫通孔內周面可旋轉地支持前述滾子。

解決上述問題之第5發明之齒輪磨床，其特徵在於：在形成為叉狀之前述槓桿之前端部之間支持保持銷；在前述活塞構件形成保持前述保持銷之保持槽。

因此，根據本發明之齒輪磨床，藉由使旋轉驅動對磨石進行修整之修整器，在可修整磨石之修整位置與在研磨時由修整位置退避之退避位置之間，於與被加工齒輪之工作旋轉軸平行的狀態，繞著與磨石之向被加工齒輪之進給方向正交之迴轉軸迴轉，可謀求提高維護性能及小型化。

以下，利用圖式就本發明之齒輪磨床進行詳細說明。

[實施例]

如圖1所示，在齒輪磨床1之床臺11上，支持有可於水平之X軸方向(進給方向)移動之立柱12。在立柱12支持有可於垂直之Z軸方向升降之鞍臺13，在該鞍臺13支持有可繞水平之A軸迴轉之迴轉頭14。在迴轉頭14支持有可於水平之Y軸方向移動之滑動頭15，在該滑動頭15設置有磨石頭16。而且，在磨石頭16可拆裝且可繞垂直之B軸旋轉地支持有桶狀之螺紋狀磨石17，該螺紋狀磨石17係藉由內建於磨石頭16之未圖示之磨石驅動馬達進行旋轉驅動。

此外，在床臺11上之立柱12之正面設置有可繞垂直之C1軸(工作旋轉軸)旋轉之旋轉工作臺18。在旋轉工作臺18之上面安裝有圓筒狀之安裝夾具19，在該安裝夾具19之上端內周面可拆裝地安裝有作為內齒輪材料之工作件(被加工齒輪)W。而且，在旋轉工作臺18之側面設置有修整器迴轉裝置(修整器迴轉機構)20，在該修整器迴轉裝置20，其詳細將於後述，支持有可繞C2軸(迴轉軸)迴轉之修整螺紋狀磨石17之圓盤修整器66。

如圖1及圖2所示，修整器迴轉裝置20係由底座部31，及設置於該底座部31上部之迴轉部32所構成。底座部31係設置於床臺11上，迴轉部32係可繞C2軸迴轉地被支持於該底座31之上面中央部。

如圖3乃至圖5所示，底座部31具備固定部41及旋轉部42。固定部41係固定於床臺11上，旋轉部42係可旋轉地被支持於該固定部41之中央部。

旋轉部42係與C2軸同軸配置，具有圓形之旋轉板42a及軸狀之軸部42b。在旋轉部42之旋轉板42a及固定部41之間介插有齒輪聯結器(定位機構)43，在旋轉板42a之下面設置齒輪聯結器43之上齒輪部43a，而在固定部41之上面設置齒輪聯結部43之下齒輪部43b。此外，在軸部42b之軸方向中間部，設置有鍵44，在軸部42b之下端嵌入有圓筒狀之凸緣構件45。而且，藉由軸部42b下端與凸緣構件45之外周面及凸緣部45a，形成有比軸部42b之外周面更凹入之環狀之槽部46。

在固定部41之側部設置有水平迴轉驅動用馬達(旋轉機構)47，在固定部41內高度方向之中間部可旋轉地支持有驅動齒輪48、中間齒輪49及從動齒輪50。驅動齒輪48與中間齒輪49嚙合，中間齒輪49與從動齒輪50嚙合，驅動齒輪48係嵌合於水平迴轉驅動用馬達47之輸出軸，並且從動齒輪50係配置於旋轉部42之軸部42b之外側。而且，在從動齒輪50之內周面形成有鍵槽50a，在該鍵槽50a支持有可於C2軸方向滑動之軸部42b之鍵44。

在固定部41內之下方，收容有槓桿51。槓桿51具有寬度窄的基端部51a及叉狀之前端部51b，基端部51a係經由搖動銷52可搖動地支持於固定部41內，而前端部51b係在其叉狀間支持有保持銷53。再者，在槓桿51形成有貫通孔51c，在該貫通孔51c貫通有軸部42b之凸緣構件45。而且，在貫通孔51c之內周面可旋轉地支持有滾子54，該滾子54係嵌合於槽部46。

此外，在槓桿51之前端部51b之間形成有缸筒部55，在該缸筒部55內收容有可於C2軸方向滑動之活塞構件56。在活塞構件56之槓桿51側之側壁，在其寬度方向形成有凹狀之保持槽56a，在該保持槽56a保持有前端部51b之保持銷53。而且，在缸筒部55之上部及下部連通有油壓通路57a、57b，該油壓通路57a、57b係連接於油壓給排裝置(供壓排壓機構)58。即，係藉由油壓給排裝置58，經由油壓通路57a、57b向缸筒部55內給排油壓。

再者，槽部46、槓桿51、滾子54、缸筒部55、活塞構件56、及油壓給排裝置58等係構成定位解除機構者。

另一方面，如圖2及圖3所示，迴轉部32具備有本體部61及馬達收容部62。本體部61其基端係固定於底座部31之旋轉板42a上，馬達收容部62係形成為筒狀並設置於本體部61之前端。

在馬達收容部62內內建有垂直迴轉驅動用馬達63。該垂直迴轉驅動用馬達63之輸出軸係繞水平之B2軸進行旋轉驅動者，且連接於旋轉板64與馬達收容部62之外側。此外，在旋轉板64設置有修整器旋轉驅動用馬達65。該修整器旋轉驅動用馬達65之輸出軸係繞C3軸進行旋轉驅動者，可拆裝地安裝有圓盤狀之圓盤修整器66。

亦即，藉由由油壓給排裝置58經由油壓通路57b向缸筒部55之下部供給油壓，活塞構件56向上方滑動。藉此，槓桿51之前端部51b以搖動銷52為中心，與活塞構件56一起向上方搖動，伴隨該搖動，滾子54擠壓槽部46之上面。其結果係相對於固定部41將旋轉部42向上方(圖4中用2點鏈線表示之位置)抬起，而解除固定部41與旋轉部42間之齒輪聯結器43之嚙合。亦即，解除旋轉部42對於固定部41之定位。

此外，反之，在該抬起旋轉部42之狀態，藉由由油壓給排裝置58經由油壓通路57a向缸筒部55之上部供給油壓，則活塞構件56向下方滑動。藉此，槓桿51之前端部51b以搖動銷52為中心，與活塞構件56一起向下方搖動，伴隨該搖動，滾子54擠壓槽部46之下面。其結果係將旋轉部42下降至固定部41內之最下方(圖4中用實線表示之位置)，而將固定部41與旋轉部42間之齒輪聯結器43之嚙合。亦即，相對於固定部41將旋轉部42定位。

再者，在將旋轉部42抬起之狀態，藉由驅動水平迴轉驅動用馬達47，其驅動力以驅動齒輪48、中間齒輪49、從動齒輪50之順序傳遞，旋轉部42繞C2軸旋轉。此時，由於藉由滾子54之旋轉而槽部46平滑地滑動，故抬起之旋轉部42順滑地旋轉。藉此，迴轉部32之圓盤修整器66繞C2軸迴轉，該圓盤修整器66可在後述之退避位置P1與修整位置P2之間迴轉(參照圖2及圖3)。

而且，在修整位置P2，以將圓盤修整器66定位於齒輪聯結器43之狀態，藉由驅動垂直迴轉驅動用馬達63，使圓盤修整器66繞B2軸迴轉，並藉由驅動修整器旋轉驅動用馬達65，圓盤修整器66繞C3軸旋轉驅動。藉此圓盤修整器66對相對之螺紋狀磨石17進行修整。

因此，在使用齒輪磨床1對工作件W進行研磨加工時，首先係將工作件W安裝在安裝夾具19。然後，驅動立柱12、鞍臺13、迴轉頭14、及滑動頭15，使螺紋狀磨石17沿X、Y、及Z軸方向移動，並根據工作件W之螺旋角繞A軸迴轉而配置於工作件W之內側。然後，驅動磨石頭16而使螺紋狀磨石17繞B軸旋轉驅動，並在驅動旋轉工作臺18而使工作件W繞C1軸旋轉驅動後，在該狀態，驅動立柱12使螺紋狀磨石17於X軸方向(圖1之左側方向)移動而嚙合於工作件W。繼之，進一步驅動立柱12及鞍臺13而使螺紋狀磨石17一面於X軸方向移動，一面於Z軸方向搖動。藉此，螺紋狀磨石17切入工作件W，而藉由螺紋狀磨石17之刃面研磨工作件W之齒面。

此處，若使用螺紋狀磨石17研磨特定數量之工作件W，則因其刃面磨耗而鋒利度降低，故定期地使圓盤修整器66迴轉，進行螺旋狀磨石17之修整。

因此，在利用圓盤修整器66對螺紋狀磨石17進行修整時，首先係由油壓給排裝置58經由油壓通路57b向缸筒部55之下部供給油壓，使活塞構件56向上方滑動。藉此，在底座部31藉由槓桿51之槓桿作用，相對於固定部41而將旋轉部42抬起，解除齒輪聯結器43之嚙合(圖4中用2點鏈線表示之位置)。即，將迴轉部32向上方抬起，解除退避位置P1之圓盤修整器66之定位。繼之，驅動水平迴轉驅動用馬達47而使底座部31之旋轉部42旋轉，並使迴轉部32以特定之角度迴轉。藉此，如圖2及圖3所示，圓盤修整器66由退避位置P1迴轉至修整位置P2。又，在本實施例中係使圓盤修整器66迴轉90°。

然後，由油壓給排裝置58經由油壓通路57a向缸筒部55之上部供給油壓，使活塞構件56向下方滑動。藉此，在底座部31藉由槓桿51之槓桿作用，將旋轉部42下降至固定部41內之最下方，將齒輪聯結器43嚙合(圖4中用實線表示之位置)。即，將迴轉部32壓向下方，使修整位置P2之圓盤修整器66定位。繼之，驅動垂直迴轉驅動用馬達63使圓盤修整器66根據螺紋狀磨石17之螺旋角而繞B2軸迴轉。

另一方面，驅動立柱12、鞍臺13、及滑動頭15，使螺紋狀磨石17沿X、Y、及Z軸方向移動，使之相對於配置於修整位置P2之圓盤修整器66。又，在進行上述之螺紋狀磨石17之移動時，藉由迴轉頭14之驅動，螺紋狀磨石17係以使其軸心配置於垂直方向之方式(迴轉角0°)迴轉。

然後，在驅動修整器旋轉驅動用馬達65而使圓盤修整器 66繞C3軸旋轉驅動後，在該狀態，驅動滑動頭15而使螺紋狀磨石17於Y軸方向移動，嚙合於配置在修整位置P2之圓盤修整器66。繼之，進一步驅動鞍臺13及滑動頭15而使螺紋狀磨石17一面於Y軸方向移動，一面於Z軸方向搖動。藉此，螺紋狀磨石17切入於圓盤修整器66，藉由圓盤修整器66之刃面修整螺紋狀磨石17之刃面。該修整動作係進行與螺紋狀磨石17刃槽數量相應之數量。

如此，若修整動作結束，則使圓盤修整器66由修整位置P2迴轉至退避位置P1而成為待機狀態，另一方面，利用修整過之螺紋狀磨石17進行特定數量之工作件W之研磨。然後，反覆進行上述之一連串之動作。

再者，本實施例中係將本發明之齒輪磨床適用於研磨內齒輪材料之工作件之內齒輪磨床，但本發明亦適用於研磨外齒輪材料之工作件之外齒輪磨床。

因此，根據本發明之齒輪磨床，藉由使圓盤修整器66在退避位置P1與修整位置P2之間，於與工作件W之旋轉軸C1軸平行的狀態，繞著與螺紋狀磨石17之向工作件W之進給方向(X方向)正交之C2軸迴轉，可將修整器迴轉裝置20相較於支持螺紋狀磨石17之立柱12及安裝工作件W之旋轉工作臺18向寬度方向(Y軸方向)外側配置。藉此，因配置於退避位置P1之圓盤修整器66不與研磨加工及更換工作件作業干擾，且由機外對於該圓盤修整器66之接近容易，故可提高修整器更換作業等之維護性能。並且，因係藉由以使圓盤修整器66迴轉之方式構成，相對於螺紋狀磨石17可使圓盤修整器66在節省之空間進退，故可謀求齒輪磨床1之小型化。

此外，在退避位置P1及修整位置P2，係藉由利用齒輪聯結器43定位圓盤修整器66，可使退避位置P1及修整位置P2之圓盤修整器66總是配置於相同之位置，並可以高的剛性支持。藉此，因可提高配置於修整位置P2之圓盤修整器66之再現性，故不僅可提高修整精度，亦可保持一定之品質。

再者，利用槓桿51之槓桿作用，進行齒輪聯結器43之嚙合及其解除，亦即，進行旋轉部42之相對於固定部41之升降，藉此可以小的驅動力進行圓盤修整器66之定位動作及定位解除動作。藉此，可使缸筒部55及其所收容之活塞構件56及油壓供給裝置58縮小。其結果因可抑制固定部41之高度，故可謀求修整器迴轉裝置20之小型化。

[產業上之可利用性]

本發明可適用於謀求在非研磨時之修整動作高速化之齒輪磨床。

1‧‧‧齒輪磨床

11‧‧‧床臺

12‧‧‧立柱

13‧‧‧鞍臺

14‧‧‧迴轉頭

15‧‧‧滑動頭

16‧‧‧磨石頭

17‧‧‧螺紋狀磨石

18‧‧‧旋轉工作臺

19‧‧‧安裝夾具

20‧‧‧修整器迴轉裝置

31‧‧‧底座部

32‧‧‧迴轉部

41‧‧‧固定部

42‧‧‧旋轉部

43‧‧‧齒輪聯結器

46‧‧‧槽部

47‧‧‧水平迴轉驅動用馬達

51‧‧‧槓桿

52‧‧‧搖動銷

53‧‧‧保持銷

54‧‧‧滾子

55‧‧‧缸筒部

56‧‧‧活塞構件

57‧‧‧油壓通路

58‧‧‧油壓給排裝置

63‧‧‧垂直迴轉驅動用馬達

65‧‧‧修整器旋轉驅動用馬達

66‧‧‧圓盤修整器

P1‧‧‧退避位置

P2‧‧‧修整位置

W‧‧‧工作件

圖1係本發明之一實施例之齒輪磨床之立體圖。

圖2係修整器迴轉裝置之立體圖。

圖3係修整器迴轉裝置之平面圖。

圖4係圖3之A-A向視剖面圖。

圖5係圖4之B-B向視剖面圖。

1‧‧‧齒輪磨床

11‧‧‧床臺

12‧‧‧立柱

13‧‧‧鞍臺

14‧‧‧迴轉頭

15‧‧‧滑動頭

16‧‧‧磨石頭

17‧‧‧螺紋狀磨石

18‧‧‧旋轉工作臺

19‧‧‧安裝夾具

20‧‧‧修整器迴轉裝置

31‧‧‧底座部

32‧‧‧迴轉部

66‧‧‧圓盤修整器

A‧‧‧A軸

B‧‧‧B軸

B2‧‧‧B2軸

C1‧‧‧工作旋轉軸

C2‧‧‧C2軸

C3‧‧‧C3軸

P1‧‧‧退避位置

W‧‧‧工作件

X‧‧‧X軸方向

Y‧‧‧Y軸方向

Z‧‧‧Z軸方向

Claims

一種齒輪磨床，其特徵在於：其係使磨石與被加工齒輪以嚙合之狀態旋轉，而對前述被加工齒輪進行研磨加工者，其具備：修整器，其係以旋轉驅動而對前述磨石進行修整者；及修整器迴轉機構，其係使前述修整器在可修整前述磨石之修整位置與在研磨時由前述修整位置退避之退避位置之間，於與被加工齒輪之工作旋轉軸平行的狀態，繞著與前述磨石之向被加工齒輪之進給方向正交之迴轉軸迴轉，前述修整器迴轉機構具有：旋轉部，其可旋轉地支持前述修整器，並使其繞前述迴轉軸旋轉；固定部，其可旋轉地支持前述旋轉部；定位機構，其相對於前述固定部對前述旋轉部之旋轉加以定位；定位解除機構，其設置於前述固定部，利用槓桿作用解除藉由前述定位機構之定位；及旋轉機構，其在前述定位解除機構動作時，可將前述旋轉部旋轉，前述定位解除機構具有：缸筒部，其形成於前述固定部：活塞構件，其可在迴轉軸方向滑動地收容於前述缸筒部內；環狀槽部，其形成於前述旋轉部；槓桿，其基端部可搖動地支持於前述固定部，且前端部保持於前述活塞構件；滾子，其嵌合於前述槽部，並可旋轉地支持於前述槓桿；及供壓排壓機構，其可向前述缸筒部供壓排壓而可使前述活塞構件滑動。
如請求項1之齒輪磨床，其中在形成於前述槓桿之貫通孔內，配置前述槽部；在前述貫通孔內周面，可旋轉地支持前述滾子。
如請求項1或2之齒輪磨床，其中在形成為叉狀之前述槓桿之前端部之間支持保持銷；在前述活塞構件形成保持前述保持銷之保持槽。