專利名稱：數(shù)控成型磨齒機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于齒輪齒面精加工的磨床，尤其涉及一種數(shù)控成型磨齒機床。
背景技術(shù)：
目前，用于齒面精加工的成型磨齒機床多采用展成法進行加工，需要凸輪、掛輪及機械傳動裝置等進行齒輪分度，對于不同模數(shù)的齒輪分度仍然需要更換掛輪、凸輪等，操作十分麻煩，加工精度也較低。雖然也出現(xiàn)不少數(shù)控成型磨齒機床省去了更換掛輪、凸輪的步驟，但一般采用待加工齒輪軸線與垂向工作臺平行，工件主軸箱帶動待加工齒輪做旋向進給、數(shù)控分度盤對工件進行分度，刀具旋轉(zhuǎn)并做垂向往復(fù)運動以加工整個齒寬；由此可鑒，現(xiàn)有的數(shù)控成型磨齒機床并未實現(xiàn)對進給量的閉環(huán)式精確控制，對各進給量并未進行實時反饋，以至于限制了加工精度。
發(fā)明內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本實用新型提供一種數(shù)控成型磨齒機床，無需更換分度機構(gòu)，能夠適應(yīng)不同模數(shù)齒輪的加工，操作簡便、有助于提高生產(chǎn)效率；能夠?qū)M給量進行實時反饋并實現(xiàn)精確控制，以提高加工精度。本實用新型的技術(shù)方案是一種數(shù)控成型磨齒機床，包括數(shù)控系統(tǒng)、床身及垂直于床身的立柱，所述床身上設(shè)有縱向工作臺、橫向工作臺，所述縱向工作臺上設(shè)有工件主軸箱；所述立柱固定于所述橫向工作臺上，沿所述立柱設(shè)有垂向工作臺，所述垂向工作臺上設(shè)有砂輪主軸箱；所述工件主軸箱中的電機軸上設(shè)有與所述數(shù)控系統(tǒng)反饋連接的用于檢測角位移的圓光柵尺；所述數(shù)控系統(tǒng)還分別反饋連接有沿縱向工作臺、橫向工作臺、垂向工作臺各自的進給方向設(shè)置的直光柵尺。進一步的，所述工件主軸箱的電機為力矩電機，力矩電機以恒力矩輸出動力，具有低轉(zhuǎn)速、大扭矩、過載能力強、響應(yīng)快、特性線性度好、力矩波動小等特點，可直接驅(qū)動負載省去減速傳動齒輪，從而提高了系統(tǒng)的運行精度。進一步的，所述縱向工作臺、橫向工作臺、垂向工作臺的進給機構(gòu)為伺服電機驅(qū)動的滾珠絲杠。直線方向的進給運動采用滾珠絲杠，精度較高；伺服電機成本低、轉(zhuǎn)子慣量小、動態(tài)響應(yīng)好，能夠滿足定位精度要求。進一步的，所述橫向工作臺所在的床身部分垂直凸出于縱向工作臺所在床身部分的一側(cè)。所述床身上設(shè)有由三相異步電動機驅(qū)動的金剛滾輪砂輪修整器。進一步的，所述縱向工作臺、橫向工作臺均通過直線滾動導(dǎo)軌與床身滑動連接。所述垂向工作臺通過直線滾動導(dǎo)軌與所述立柱滑動連接。直線滾輪導(dǎo)軌剛性好、摩擦系數(shù)小、運動靈敏度高。進一步的，所述砂輪主軸箱下方垂向設(shè)有砂輪主軸；所述工件主軸箱上縱向設(shè)有頭架頂尖，所述頭架頂尖上設(shè)有向工件傳遞動力的帶動器；所述縱向工作臺相對于工件主軸箱的一端設(shè)有尾架，所述尾架上設(shè)有與頭架頂尖同軸線的尾架頂尖。頭架頂尖及尾架頂尖固定工件中心，工件主軸箱的電機帶動頭架頂尖旋轉(zhuǎn)，帶動器將旋轉(zhuǎn)運動傳遞給工件，從而工件完成旋向進給及分度。作為本實用新型的一種改進，所述砂輪主軸箱通過轉(zhuǎn)臺與垂向工作臺連接，所述轉(zhuǎn)臺的軸線垂直于垂向工作臺。所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動部分通過設(shè)有絕對編碼器的伺服電機驅(qū)動，所述絕對編碼器與數(shù)控系統(tǒng)電性連接。轉(zhuǎn)臺能帶動砂輪主軸箱傾斜一定角度，從而適應(yīng)斜齒輪的加工，擴大了加工范圍。本實用新型的有益效果是:圓光柵尺實時測量工件主軸箱的電機軸的角位移，以向數(shù)控系統(tǒng)反饋工件的旋向進給量及分度情況，數(shù)控系統(tǒng)在根據(jù)反饋信號作出實時控制；縱向、橫向及垂向的直線進給量由直線光柵尺進行實時檢測并反饋給數(shù)控系統(tǒng)；實現(xiàn)了各進給量的閉環(huán)控制，提高了加工精度。對于不同模數(shù)的齒輪，只需在數(shù)控系統(tǒng)中設(shè)定相應(yīng)的分度值，控制工件主軸箱的電機轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度值即可，無需掛輪、凸輪及分度盤等分度機構(gòu)，簡化了機床結(jié)構(gòu)。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例及附圖來進一步詳細說明本實用新型。一種數(shù)控成型磨齒機床如圖1所示，包括數(shù)控系統(tǒng)、床身I及垂直于床身I的立柱6，所述床身I上設(shè)有縱向工作臺2、橫向工作臺3，所述縱向工作臺2上設(shè)有工件主軸箱4 ;所述立柱6固定于所述橫向工作臺3上，沿所述立柱6設(shè)有垂向工作臺5，所述垂向工作臺5上設(shè)有砂輪主軸箱8 ;所述工件主軸箱I中的電機軸上設(shè)有與所述數(shù)控系統(tǒng)反饋連接的用于檢測角位移的圓光柵尺；所述數(shù)控系統(tǒng)還分別反饋連接有沿縱向工作臺2、橫向工作臺
3、垂向工作臺5各自的進給方向設(shè)置的直光柵尺。進一步的，所述工件主軸箱4的電機為力矩電機。所述縱向工作臺2、橫向工作臺
3、垂向工作臺5的進給機構(gòu)為伺服電機驅(qū)動的滾珠絲杠，所述縱向工作臺2、橫向工作臺3均通過直線滾動導(dǎo)軌與床身I滑動連接；所述垂向工作臺5通過直線滾動導(dǎo)軌與所述立柱6滑動連接。所述橫向工作臺3所在的床身部分垂直凸出于縱向工作臺I所在床身部分的一側(cè)，所述床身I上設(shè)有由三相異步電動機驅(qū)動的金剛滾輪砂輪修整器。進一步的，所述砂輪主軸箱8下方垂向設(shè)有砂輪主軸；所述工件主軸箱4上縱向設(shè)有頭架頂尖，所述頭架頂尖上設(shè)有向工件傳遞動力的帶動器；所述縱向工作臺2相對于工件主軸箱4的一端設(shè)有尾架9，所述尾架9上設(shè)有與頭架頂尖同軸線的尾架頂尖。為本實用新型的一種改進,所述砂輪主軸箱8通過轉(zhuǎn)臺7與垂向工作臺5連接,所述轉(zhuǎn)臺7的軸線垂直于垂向工作臺5。所述轉(zhuǎn)臺7的轉(zhuǎn)動部分通過設(shè)有絕對編碼器的伺服電機驅(qū)動，所述絕對編碼器與所述數(shù)控系統(tǒng)電性連接。本實用新型在數(shù)控系統(tǒng)的控制作用下可實現(xiàn)五軸數(shù)控一縱向、橫向、垂向、工件的旋向與轉(zhuǎn)臺的旋向，即X軸、Y軸、Z軸、A軸與B軸的數(shù)控進給，并且能實現(xiàn)X軸、Y軸與A軸的三軸聯(lián)動磨削。在磨削時，工件繞A軸旋轉(zhuǎn)做旋向進給并沿X軸作直線進給以完成整個齒寬的加工，同時砂輪主軸箱8帶動砂輪旋轉(zhuǎn)并沿Y軸作切入運動，砂輪可選擇能同時加工兩個相鄰齒面的雙蝶形砂輪。在加工完一個齒后，數(shù)控系統(tǒng)控制力矩電機帶動頭架頂尖旋轉(zhuǎn)，帶動器將旋轉(zhuǎn)運動傳遞給工件，從而工件完成旋向分度，加工下一個齒。各進給量通過直光柵尺及圓光柵尺實現(xiàn)閉環(huán)控制，提高了加工精度。以上對本實用新型實施例所提供的技術(shù)方案進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本實用新型實施例的原理；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型實施例，在具體實施方式
以及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種數(shù)控成型磨齒機床，包括數(shù)控系統(tǒng)、床身及垂直于床身的立柱，所述床身上設(shè)有縱向工作臺、橫向工作臺，其特征在于:所述縱向工作臺上設(shè)有工件主軸箱；所述立柱固定于所述橫向工作臺上，沿所述立柱設(shè)有垂向工作臺，所述垂向工作臺上設(shè)有砂輪主軸箱；所述工件主軸箱中的電機軸上設(shè)有與所述數(shù)控系統(tǒng)反饋連接的用于檢測角位移的圓光柵尺；所述數(shù)控系統(tǒng)還分別反饋連接有沿縱向工作臺、橫向工作臺、垂向工作臺各自的進給方向設(shè)置的直光柵尺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控成型磨齒機床，其特征在于:所述工件主軸箱的電機為力矩電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控成型磨齒機床，其特征在于:所述縱向工作臺、橫向工作臺、垂向工作臺的進給機構(gòu)為伺服電機驅(qū)動的滾珠絲杠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的數(shù)控成型磨齒機床，其特征在于:所述橫向工作臺所在的床身部分垂直凸出于縱向工作臺所在床身部分的一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的數(shù)控成型磨齒機床，其特征在于:所述床身上設(shè)有由三相異步電動機驅(qū)動的金剛滾輪砂輪修整器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的數(shù)控成型磨齒機床，其特征在于:所述縱向工作臺、橫向工作臺均通過直線滾動導(dǎo)軌與床身滑動連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的數(shù)控成型磨齒機床，其特征在于:所述垂向工作臺通過直線滾動導(dǎo)軌與所述立柱滑動連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控成型磨齒機床，其特征在于:所述砂輪主軸箱下方垂向設(shè)有砂輪主軸；所述工件主軸箱上縱向設(shè)有頭架頂尖，所述頭架頂尖上設(shè)有向工件傳遞動力的帶動器；所述縱向工作臺相對于工件主軸箱的一端設(shè)有尾架，所述尾架上設(shè)有與頭架頂尖同軸線的尾架頂尖。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控成型磨齒機床，其特征在于:所述砂輪主軸箱通過轉(zhuǎn)臺與垂向工作臺連接，所述轉(zhuǎn)臺的軸線垂直于垂向工作臺。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)控成型磨齒機床，其特征在于:所述轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動部分通過設(shè)有絕對編碼器的伺服電機驅(qū)動，所述絕對編碼器與數(shù)控系統(tǒng)電性連接。
專利摘要本實用新型公開了一種數(shù)控成型磨齒機床，包括數(shù)控系統(tǒng)、床身及垂直于床身的立柱，所述床身上設(shè)有縱向工作臺、橫向工作臺，其特征在于所述縱向工作臺上設(shè)有工件主軸箱；所述立柱固定于所述橫向工作臺上，沿所述立柱設(shè)有垂向工作臺，所述垂向工作臺上設(shè)有砂輪主軸箱；所述工件主軸箱中的電機軸上設(shè)有與所述數(shù)控系統(tǒng)反饋連接的用于檢測角位移的圓光柵尺；所述數(shù)控系統(tǒng)還分別反饋連接有沿縱向工作臺、橫向工作臺、垂向工作臺各自的進給方向設(shè)置的直光柵尺。本實用新型能夠適應(yīng)不同模數(shù)齒輪的加工，操作簡便、有助于提高生產(chǎn)效率；能夠?qū)M給量進行實時反饋并實現(xiàn)精確控制，以提高加工精度。
文檔編號B23F19/02GK203156172SQ20132005989
公開日2013年8月28日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
發(fā)明者鄒云高 申請人:重慶興旺工具制造有限公司