專利名稱：內(nèi)齒數(shù)控成形磨齒專用磨頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種齒輪加工設(shè)備，具體是指一種內(nèi)齒數(shù)控成形磨齒專用磨頭。
背景技術(shù)：
盤形砂輪成形磨齒技術(shù)是齒輪及齒形工件精加工，尤其是高硬度、高精度齒輪精加工的一種重要技術(shù)。數(shù)控成形磨齒工藝可加工任意齒形，任意安裝角的齒輪及齒形工件，是目前成形磨齒技術(shù)的發(fā)展方向。
目前的國(guó)產(chǎn)數(shù)控成形磨削機(jī)床只能磨削外齒，如我國(guó)秦川機(jī)床集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的YK7332A成形磨齒機(jī)和重慶機(jī)床廠生產(chǎn)的YK7320六軸數(shù)控成形磨齒機(jī)等，代表了國(guó)內(nèi)數(shù)控成形磨齒設(shè)備的先進(jìn)技術(shù)，滿足了數(shù)控成形磨齒技術(shù)的需要。但上述設(shè)備均不具有內(nèi)齒磨削功能。
進(jìn)口數(shù)控成形磨齒設(shè)備在附加專用內(nèi)齒磨削附件后可磨削內(nèi)齒，如德國(guó)Hfler(霍夫勒)公司生產(chǎn)的RAPID900型數(shù)控成形磨齒機(jī)和意大利SAMPUTENSILI(桑普坦斯利)公司生產(chǎn)的S250G萬能型數(shù)控成形磨齒機(jī)。但上述設(shè)備的砂輪相對(duì)刀桿的安裝角度不可調(diào)整，其內(nèi)齒磨削附件砂輪動(dòng)力由皮帶傳遞至砂輪，砂輪與刀桿間為固定角度安裝，磨削斜齒時(shí)，通過調(diào)整刀桿與工件回轉(zhuǎn)軸間的角度形成砂輪安裝角。這種結(jié)構(gòu)的磨頭不能磨削深度較大或結(jié)構(gòu)特殊的工件，尤其不能適應(yīng)齒輪模具的加工要求。此外，專用數(shù)控成形磨齒設(shè)備，尤其是進(jìn)口設(shè)備價(jià)格昂貴，難以廣泛推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種可用于內(nèi)齒數(shù)控成形磨削的專用磨頭，該磨頭結(jié)構(gòu)緊湊，能將砂輪送入深度較大的內(nèi)齒圈，以足夠的剛度支承砂輪相對(duì)工件軸線以特定的安裝角度精密回轉(zhuǎn)，并對(duì)砂輪提供功率足夠的磨削動(dòng)力。
本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)專用磨頭由刀桿、砂輪安裝角調(diào)整機(jī)構(gòu)、砂輪支承機(jī)構(gòu)和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)所組成，其特征在于砂輪安裝角調(diào)整機(jī)構(gòu)由刀桿下部弧面和砂輪支架上部弧面相配合構(gòu)成；動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)由彈簧軟軸和錐齒輪組組成，彈簧軟軸與主動(dòng)錐齒輪連接，主動(dòng)錐齒輪與被動(dòng)錐齒輪嚙合，被動(dòng)錐齒輪固定在砂輪軸上。
所述刀桿為圓柱形，設(shè)有與數(shù)控機(jī)床主軸定位機(jī)構(gòu)相應(yīng)的定位鍵槽。
所述刀桿下部弧形表面和砂輪支架上部弧形表面半徑相等并互相配合，兩弧形表面回轉(zhuǎn)軸均通過砂輪中心。
所述彈簧軟軸與主動(dòng)錐齒輪之間為鍵配合。
本發(fā)明的原理是，砂輪支架與刀桿間通過弧面配合定位，砂輪支架以弧面為支撐相對(duì)刀桿滑動(dòng)時(shí)，砂輪繞安裝角調(diào)整軸轉(zhuǎn)動(dòng)，形成安裝角。安裝角可根據(jù)需要調(diào)整至任意值后鎖定。主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)力通過彈簧軟軸傳遞至錐齒輪，彈簧軟軸可任意彎曲，因此可隨磨頭進(jìn)入齒圈內(nèi)部，不會(huì)與工件發(fā)生干涉。軟軸轉(zhuǎn)動(dòng)通過錐齒輪傳遞至砂輪軸，保證砂輪轉(zhuǎn)速達(dá)到磨削要求。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明的刀桿可與通用數(shù)控設(shè)備配合安裝，降低數(shù)控成形磨齒設(shè)備成本。
(2)本發(fā)明適用范圍較寬，砂輪安裝角可任意調(diào)整，適用于各種螺旋角的斜齒輪，且可磨削刀桿長(zhǎng)度可及范圍內(nèi)任意齒寬的工件，刀桿與工件不會(huì)發(fā)生干涉，尤其適用于磨削齒輪模具等齒圈長(zhǎng)徑比較大的工件。
(3)本發(fā)明的電機(jī)與磨頭間沒有剛性連接，降低了磨頭負(fù)荷，減少了由于機(jī)床剛性不足及電機(jī)運(yùn)行振動(dòng)造成的磨削誤差，提高了磨齒精度。
(4)本發(fā)明砂輪支架與刀桿間采用弧面配合定位，其弧面連接接觸面積較大，剛度較高，保證了磨頭剛性及砂輪安裝角的穩(wěn)定。


圖1為內(nèi)齒數(shù)控成形磨齒專用磨頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為內(nèi)齒數(shù)控成形磨齒專用磨頭的主剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖3為內(nèi)齒數(shù)控成形磨齒專用磨頭的裝配示意圖。
圖4為內(nèi)齒數(shù)控成形磨齒專用磨頭的工作狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明，圖1～圖4所示為本發(fā)明的具體實(shí)施結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明實(shí)施方式不僅限于此。
由圖1、2可見，專用磨頭由刀桿、砂輪支承機(jī)構(gòu)、砂輪安裝角調(diào)整機(jī)構(gòu)和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)組成。
砂輪支承機(jī)構(gòu)由成形砂輪12，砂輪支架16，砂輪軸組件砂輪軸11、砂輪夾緊螺母13、一對(duì)精密軸承10、14、一對(duì)螺紋端蓋9、15及護(hù)罩2組成，其聯(lián)接關(guān)系如下成形砂輪12由砂輪夾緊螺母13通過螺紋固定在砂輪軸11上。砂輪軸11通過一對(duì)精密軸承10、14支承在砂輪支架16上，砂輪12沿軸向的固定和位置微調(diào)由一對(duì)螺紋端蓋9、15實(shí)現(xiàn)。砂輪軸11一端通過半圓鍵固定有從動(dòng)錐齒輪8。為保證加工安全，砂輪外有護(hù)罩2。以上各部分支持砂輪的回轉(zhuǎn)主運(yùn)動(dòng)，保證其回轉(zhuǎn)精度及位置精度。
砂輪安裝角調(diào)整機(jī)構(gòu)由刀桿18下部的凸緣和定位鍵、砂輪支架16上部的圓弧面和T形槽以及緊固螺釘17組成。砂輪支架16上部為弧形表面，弧形表面回轉(zhuǎn)軸通過砂輪12中心。刀桿18下部凸緣也具有弧形表面，與砂輪支架16上部的弧形表面半徑相等并互相配合。凸緣下方的矩形定位鍵與砂輪支架16上部的定位槽配合，同時(shí)通過兩組螺栓17緊固在T形槽內(nèi)。刀桿18和砂輪支架16間以圓弧面為定位，相對(duì)滑動(dòng)可調(diào)整砂輪安裝角，調(diào)整完畢后用螺栓17緊固，保證砂輪與刀桿間的相對(duì)位置和安裝角度。砂輪支承機(jī)構(gòu)通過砂輪安裝角調(diào)整機(jī)構(gòu)與刀桿18連接。
動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)由彈簧軟軸1、錐齒輪支架3、緊固螺釘4、軸承5、錐齒輪軸6、主動(dòng)錐齒輪7和從動(dòng)錐齒輪8組成。彈簧軟軸1的軸端設(shè)有平鍵，與錐齒輪軸6上端孔內(nèi)鍵槽配合，傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)。錐齒輪軸6通過軸承5支承在錐齒輪支架3內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。錐齒輪支架3以四組螺釘4緊固在砂輪支架16側(cè)面。主動(dòng)錐齒輪7套接在錐齒輪軸6下端，通過端鍵傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)動(dòng)力通過彈簧軟軸1及錐齒輪組7、8傳遞至砂輪軸。
圖3所示為安裝角調(diào)整為0°時(shí)的磨頭裝配狀態(tài)。
圖4所示為所述磨頭安裝在數(shù)控機(jī)床上的工作狀態(tài)。磨頭22通過刀桿18安裝在通用數(shù)控機(jī)床19的主軸20孔內(nèi)。刀桿18為圓柱形，設(shè)有與數(shù)控機(jī)床主軸定位機(jī)構(gòu)相應(yīng)的定位鍵槽，可固定安裝在通用數(shù)控機(jī)床主軸孔內(nèi)，并由機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)帶動(dòng)進(jìn)行磨削運(yùn)動(dòng)。
調(diào)整好安裝角后，砂輪廓形利用數(shù)控修整器21修出。工件24夾持在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)23上。磨齒時(shí)，磨頭在工件齒圈內(nèi)沿垂直方向進(jìn)給的同時(shí)，工件在數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的帶動(dòng)下作相應(yīng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，形成螺旋齒槽。磨削完一個(gè)齒后，磨頭退回，工件做數(shù)控分度運(yùn)動(dòng)后磨削下一個(gè)齒，直到完成整個(gè)內(nèi)齒輪的磨削工作。
經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，本實(shí)施例結(jié)構(gòu)緊湊，剛度高，安裝角調(diào)整方便，運(yùn)行平穩(wěn)，磨削精度達(dá)到要求，可用于內(nèi)齒數(shù)控成形磨齒加工。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)齒數(shù)控成形磨齒專用磨頭，由刀桿、砂輪安裝角調(diào)整機(jī)構(gòu)、砂輪支承機(jī)構(gòu)和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)所組成，其特征在于砂輪安裝角調(diào)整機(jī)構(gòu)由刀桿下部弧面和砂輪支架上部弧面相配合構(gòu)成；動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)由彈簧軟軸和錐齒輪組組成，彈簧軟軸與主動(dòng)錐齒輪連接，主動(dòng)錐齒輪與被動(dòng)錐齒輪嚙合，被動(dòng)錐齒輪固定在砂輪軸上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)齒數(shù)控成形磨齒專用磨頭，其特征在于所述刀桿為圓柱形，設(shè)有與數(shù)控機(jī)床主軸定位機(jī)構(gòu)相應(yīng)的定位鍵槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)齒數(shù)控成形磨齒專用磨頭，其特征在于所述刀桿下部弧形表面和砂輪支架上部弧形表面半徑相等并互相配合，兩弧形表面回轉(zhuǎn)軸均通過砂輪中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)齒數(shù)控成形磨齒專用磨頭，其特征在于所述彈簧軟軸與主動(dòng)錐齒輪之間為鍵配合。
全文摘要
本發(fā)明涉及齒輪加工設(shè)備，具體是指一種內(nèi)齒數(shù)控成形磨齒專用磨頭。它由刀桿、砂輪安裝角調(diào)整機(jī)構(gòu)、砂輪支承機(jī)構(gòu)和動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)所組成。砂輪安裝角調(diào)整機(jī)構(gòu)由刀桿下部弧面和砂輪支架上部弧面相配合構(gòu)成，刀桿和砂輪支架間以圓弧面為定位，相對(duì)滑動(dòng)可調(diào)整砂輪安裝角；動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)由彈簧軟軸和錐齒輪組組成，彈簧軟軸與主動(dòng)錐齒輪連接，主動(dòng)錐齒輪與被動(dòng)錐齒輪嚙合，被動(dòng)錐齒輪固定在砂輪軸上。本發(fā)明的刀桿可與通用數(shù)控設(shè)備配合安裝，降低了數(shù)控成形磨齒設(shè)備成本；其砂輪安裝角可任意調(diào)整，適用范圍較寬，可磨削刀桿長(zhǎng)度可及范圍內(nèi)任意齒寬的工件，尤其適于磨削齒輪模具等齒圈長(zhǎng)徑比較大的工件；采用本發(fā)明磨削誤差小，磨齒精度高，且運(yùn)行平穩(wěn)。
文檔編號(hào)B23F21/00GK1672846SQ20051003403
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2005年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者李元元, 周玉山, 邵明 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)