專利名稱：數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)的雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種齒輪加工機(jī)床。特別是涉及一種加工準(zhǔn)確，精度高，效率高的數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)的雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
弧齒錐齒輪是汽車的主傳動用的齒輪，其是通過行星機(jī)構(gòu)帶動車輪轉(zhuǎn)動。制作弧齒錐齒輪，首先是做出毛坯，進(jìn)行粗加工、精加工后，再進(jìn)行熱處理，熱處理后齒輪的棱部位產(chǎn)生變形，如圖1所示，齒輪的棱角50、49產(chǎn)生變形。而且在加工弧齒錐齒輪時(shí)也存在有加工誤差，如果不對其進(jìn)行處理直接用于汽車組裝，在汽車運(yùn)行時(shí)必然因其棱部位的變形，而導(dǎo)致噪音增大。
為了確保齒輪的棱部位不出現(xiàn)誤差，在所有的加工工序完成后，還要對棱部位進(jìn)行倒棱的磨削加工。如圖1所示，弧齒錐齒輪的一個(gè)齒的兩個(gè)側(cè)面是不相同的，其中一側(cè)面是凹進(jìn)面47，另一側(cè)面是凸出面48。通常是采用由人工手持角磨機(jī)對倒棱部位進(jìn)行磨削。但是，即使是人工磨削，也很難保證磨削的一致性和均勻性，在使用手工倒棱加工時(shí)對于凹進(jìn)面47容易出現(xiàn)中間磨的少，兩端磨的多，而對于凸出面48是中間磨的多，兩端磨的少的情況。很難用機(jī)械加工實(shí)現(xiàn)對其的磨削，而且，人工磨削生產(chǎn)效率也低。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種加工準(zhǔn)確，精度高，效率高的數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)的雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)的雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)，在包括有機(jī)身和設(shè)置在機(jī)身上的立柱的數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)上，還設(shè)置有用于對弧齒錐齒輪進(jìn)行倒棱磨削的雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)，其中，立柱上設(shè)置有水平移動機(jī)構(gòu)和垂直移動機(jī)構(gòu)，垂直移動機(jī)構(gòu)是通過水平移動機(jī)構(gòu)而設(shè)置在立柱上，用于固定雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)的磨頭機(jī)構(gòu)支架滑動的安裝在垂直移動機(jī)構(gòu)上，磨頭機(jī)構(gòu)支架包括有用于滑動連接在垂直移動機(jī)構(gòu)上的平面支架和位于平面支架前側(cè)并與其一體形成的弧形支架，其中弧形支架的內(nèi)周面呈凸形結(jié)構(gòu)，雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)固定設(shè)置在弧形支架的內(nèi)側(cè)，包括有固定在弧形支架內(nèi)側(cè)的電主軸和通過砂輪芯軸與電主軸連接的砂輪。
在電主軸和弧形支架之間的上端依次設(shè)置有上軸承套，法蘭，漲緊環(huán)及頂部法蘭，在法蘭和上軸承套的頂端之間還設(shè)置有彈簧；在電主軸和弧形支架之間的下端依次緊密的設(shè)置有下軸承套，底部法蘭，在底部法蘭的徑向還嵌入有彈簧。
所述的法蘭的外側(cè)為球型結(jié)構(gòu)與上軸承套的內(nèi)周面為線結(jié)合。
在法蘭的側(cè)邊還設(shè)置有用于限制電主軸上、下移動的夾緊油缸，其夾緊油缸固定設(shè)置在構(gòu)成磨頭支架的平面支架上，并通過與其連為一體的卡件卡在法蘭上。
本實(shí)用新型的數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)的雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)，由安裝在立柱上兩個(gè)數(shù)控軸的直線運(yùn)動及安裝在工作臺上的旋轉(zhuǎn)數(shù)控軸的三軸連動來完成對弧齒錐齒輪齒頂?shù)牡估?，并且，通過設(shè)置在電主軸上部的兩對軸向移動的彈簧，自動的調(diào)整砂輪的上下移動，還通過設(shè)置在電主軸下部的徑向移動的彈簧46自動的調(diào)整砂輪的左右移動，保證了磨削的精度。解決了弧齒錐齒輪齒頂?shù)估庵荒軕?yīng)用手工的技術(shù)難題。本機(jī)床設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理、工作可靠，倒棱精度高，效果好，效率高。


圖1是弧齒錐齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)雙向柔性磨頭在電主軸下部的徑向截面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的A-A剖面示意圖；圖5是圖3的B-B剖面示意圖。
其中1電控柜 2直線導(dǎo)軌3滾珠絲杠4伺服電機(jī)5雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)6立滑板7伺服電機(jī)8立柱
9翻轉(zhuǎn)工作臺 10機(jī)身11翻轉(zhuǎn)工作臺底座12主軸13直線導(dǎo)軌 14滾珠絲杠15磨頭機(jī)構(gòu)支架 16彈簧17平面支架 18弧形支架19砂輪 20電主軸21砂輪芯軸 31齒輪32上軸承套 33法蘭34漲緊環(huán)35頂部法蘭36a、36b彈簧37夾緊油缸44下軸承套 45底部法蘭46彈簧 47凹進(jìn)面48凸出面49齒輪的棱角50齒輪的棱角51線接觸點(diǎn)52卡件具體實(shí)施方式
下面，結(jié)合附圖和具體實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)的雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)。
如圖2所示，本實(shí)用新型的數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)，包括有機(jī)身10和電控柜1，設(shè)置在機(jī)身10上的立柱8，設(shè)置在機(jī)身10上的且位于立柱8前側(cè)的翻轉(zhuǎn)工作臺底座11和安裝在翻轉(zhuǎn)工作臺底座11上的翻轉(zhuǎn)工作臺9，立柱8上設(shè)置有水平移動機(jī)構(gòu)和垂直移動機(jī)構(gòu)，其垂直移動機(jī)構(gòu)是通過水平移動機(jī)構(gòu)而設(shè)置在立柱8上，垂直移動機(jī)構(gòu)上設(shè)置有用于對弧齒錐齒輪進(jìn)行倒棱磨削的雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)5，在翻轉(zhuǎn)工作臺9上與雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)5相對應(yīng)的位置處設(shè)置有用于安裝被加工齒輪的主軸12。
其中，水平移動機(jī)構(gòu)包括有伺服電機(jī)7，與伺服電機(jī)7相連接的滾珠絲杠3，固定在立柱8上且位于滾珠絲杠3上、下兩側(cè)的直線導(dǎo)軌2。
垂直移動機(jī)構(gòu)包括有滑動的安裝在水平移動機(jī)構(gòu)的直線導(dǎo)軌2上，且與水平移動機(jī)構(gòu)的滾珠絲杠3相連接的立滑板6，設(shè)置在立滑板6上部的伺服電機(jī)4，與伺服電機(jī)8相連接的滾珠絲杠14，設(shè)置在立滑板6兩側(cè)的直線導(dǎo)軌13，用于固定雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)5的磨頭機(jī)構(gòu)支架15滑動的安裝在直線導(dǎo)軌13上，且與滾珠絲杠14相連接，在直線導(dǎo)軌13上且位于雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)支架15的上側(cè)還設(shè)置有彈簧16。
水平移動機(jī)構(gòu)通過伺服電機(jī)7和滾珠絲杠3的運(yùn)動，使立滑板6在直線導(dǎo)軌2上作水平直線運(yùn)動，行程可達(dá)到450mm。垂直移動機(jī)構(gòu)通過伺服電機(jī)4和滾珠絲杠14作垂直直線運(yùn)動，行程可達(dá)到140mm。
磨頭機(jī)構(gòu)支架15包括有用于連接在立滑板6上的平面支架17和位于平面支架17前側(cè)并與其一體形成的用于固定雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)5的弧形支架18，其中弧形支架18的內(nèi)周面呈凸形結(jié)構(gòu)。
翻轉(zhuǎn)工作臺9包括有可進(jìn)行轉(zhuǎn)動同時(shí)進(jìn)行分齒的蝸輪付和伺服電機(jī)(圖中未示)，安裝于翻轉(zhuǎn)工作臺9上的主軸12是通過蝸輪付與設(shè)置在翻轉(zhuǎn)工作臺底座11上的伺服電機(jī)(圖中未示)相連接，并利用油缸對被加工件進(jìn)行夾緊，從而能夠使被加工的弧齒錐齒輪翻轉(zhuǎn)0-30度，可將其面錐調(diào)整到處于水平位置。
如圖3、圖4、圖5所示，雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)包括有固定在構(gòu)成磨頭支架的弧形支架18內(nèi)側(cè)的電主軸20和通過砂輪芯軸21與其連接的砂輪21；其中，在電主軸20和弧形支架18之間的上端依次設(shè)置有上軸承套32，法蘭33，漲緊環(huán)34及頂部法蘭35，在法蘭33和上軸承套32的頂端之間還對稱設(shè)置有一對彈簧36a和一對彈簧36b(圖中未示)，為了使電主軸20能夠進(jìn)行徑向的擺動，其法蘭33的外側(cè)為球形結(jié)構(gòu)與上軸承套32的內(nèi)周面為線結(jié)合，并形成線結(jié)合點(diǎn)51。法蘭33的側(cè)邊還設(shè)置有可限制法蘭33上下移動的夾緊油缸37，使電主軸20在剛性狀態(tài)下對齒輪31進(jìn)行修整。其夾緊油缸37固定設(shè)置在構(gòu)成磨頭支架的平面支架17上，并通過與其邊為一體的卡件52卡在法蘭33上，在需要對齒輪31進(jìn)行修整時(shí)，通過夾緊油缸37的作用，使與其相連的卡件52卡住法蘭33不能上下移動。頂部法蘭35通過螺栓固定在法蘭33上；在電主軸20和弧形支架18之間的下端依次緊密的設(shè)置有下軸承套44，底部法蘭45，底部法蘭45通過螺栓固定在弧形支架18上，在底部法蘭45的徑向還嵌入有一對可對電主軸20的徑向擺動進(jìn)行調(diào)整的彈簧46。
雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)，采用雙向同時(shí)對齒輪一個(gè)齒槽的兩條齒頂曲線倒棱磨削方式。磨頭在三個(gè)數(shù)控軸(即三個(gè)伺服電機(jī))的控制下，由電主軸20帶動砂輪19對齒頂進(jìn)行雙向倒棱磨削，這就需要兩個(gè)方向上的調(diào)整。即，軸向調(diào)整，當(dāng)磨削力增大時(shí)，由彈簧36a的調(diào)整砂輪19可向上進(jìn)行軸向位移以減小磨削量；當(dāng)磨削力減小時(shí)，由彈簧36b的調(diào)整砂輪19可向下進(jìn)行軸向位移以增大磨削量。這樣使磨削力與彈簧力始終保持平衡，確保軸向的一致性；再有是對徑向擺動的調(diào)整，目的是調(diào)整左右兩邊的磨削力，在雙向磨削中當(dāng)左邊的磨削力大時(shí)砂輪向右擺動，當(dāng)左邊的磨削力小時(shí)砂輪向右擺動，從而使左右兩邊齒頂上的磨削力大小一致，力的大小由彈簧46調(diào)整。
在雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)5中所使用的電主軸20是采用洛陽軸承研究所生產(chǎn)的電主軸。
權(quán)利要求1.一種數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)的雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)，在包括有機(jī)身(10)和設(shè)置在機(jī)身(10)上的立柱(8)的數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)上，其特征在于，還設(shè)置有用于對弧齒錐齒輪進(jìn)行倒棱磨削的雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)(5)，其中，立柱(8)上設(shè)置有水平移動機(jī)構(gòu)和垂直移動機(jī)構(gòu)，垂直移動機(jī)構(gòu)是通過水平移動機(jī)構(gòu)而設(shè)置在立柱(8)上，用于固定雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)(5)的磨頭機(jī)構(gòu)支架(15)滑動的安裝在垂直移動機(jī)構(gòu)上，磨頭機(jī)構(gòu)支架(15)包括有用于滑動連接在垂直移動機(jī)構(gòu)上的平面支架(17)和位于平面支架(17)前側(cè)并與其一體形成的弧形支架(18)，其中弧形支架(18)的內(nèi)周面呈凸形結(jié)構(gòu)，雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)(5)固定設(shè)置在弧形支架(18)的內(nèi)側(cè)，包括有固定在弧形支架(18)內(nèi)側(cè)的電主軸(20)和通過砂輪芯軸(21)與電主軸(20)連接的砂輪(19)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)的雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)，其特征在于，在電主軸(20)和弧形支架(18)之間的上端依次設(shè)置有上軸承套(32)，法蘭(33)，漲緊環(huán)(34)及頂部法蘭(35)，在法蘭(33)和上軸承套(32)的頂端之間還設(shè)置有彈簧(36a、36b)；在電主軸(20)和弧形支架(18)之間的下端依次緊密的設(shè)置有下軸承套(44)，底部法蘭(45)，在底部法蘭(45)的徑向還嵌入有彈簧(46)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)的雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的法蘭(33)的外側(cè)為球型結(jié)構(gòu)與上軸承套(32)的內(nèi)周面為線結(jié)合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)的雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)，其特征在于，在法蘭(33)的側(cè)邊還設(shè)置有用于限制電主軸(20)上、下移動的夾緊油缸(37)，其夾緊油缸(37)固定設(shè)置在構(gòu)成磨頭支架的平面支架(17)上，并通過與其連為一體的卡件(52)卡在法蘭(33)上。
專利摘要一種數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)的雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)，在包括有機(jī)身和立柱的數(shù)控弧齒錐齒輪齒頂?shù)估鈾C(jī)上，還設(shè)置有雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)，立柱上設(shè)置有水平移動機(jī)構(gòu)和垂直移動機(jī)構(gòu)，垂直移動機(jī)構(gòu)是通過水平移動機(jī)構(gòu)而設(shè)置在立柱上，磨頭機(jī)構(gòu)支架滑動的安裝在垂直移動機(jī)構(gòu)上，雙向柔性磨頭機(jī)構(gòu)包括有固定在弧形支架內(nèi)側(cè)的電主軸和通過砂輪芯軸與電主軸連接的砂輪。本實(shí)用新型由安裝在立柱上兩個(gè)數(shù)控軸的直線運(yùn)動及安裝在工作臺上的旋轉(zhuǎn)數(shù)控軸的三軸連動來完成對弧齒錐齒輪齒頂?shù)牡估?，并且，通過設(shè)置在電主軸上部的兩組軸向移動的彈簧，自動的調(diào)整砂輪的上下移動，通過設(shè)置在電主軸下部的徑向移動的彈簧自動的調(diào)整砂輪的左右移動，保證了磨削的精度。提高了磨削效率。
文檔編號B24B41/04GK2850786SQ200520123968
公開日2006年12月27日 申請日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者王秀敏, 崔援朝 申請人:天津第一機(jī)床總廠