數(shù)控高效精密齒條磨床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種磨床，特別是涉及一種用于加工各種齒形等的數(shù)控高效精密齒條磨床。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著機(jī)械手、各種數(shù)控設(shè)備的迅速發(fā)展，精密齒條替代滾珠絲桿勢(shì)在必行；同時(shí)，在汽車制造領(lǐng)域中，隨著汽車轉(zhuǎn)向搖臂軸扇形齒、汽車轉(zhuǎn)向齒條、活塞中齒、汽車齒輪齒條搓刀、高精密CNC虎鉗、擺線輪等零件的市場(chǎng)需求量的劇增，為此，迫切希望有一種新的先進(jìn)的齒條制造技術(shù)來(lái)替代原來(lái)落后的老工藝。
[0003]在傳統(tǒng)機(jī)械齒條成形加工領(lǐng)域中，須在成形銑刀或成形車刀進(jìn)行預(yù)成形加工后，再用成形砂輪精磨才能獲得齒條的所需加工形狀和尺寸精度;所以，傳統(tǒng)機(jī)械齒條成形加工設(shè)備是由銑床(或車床）、磨床、以及工具磨削（為修磨成形刀具而配套）的三臺(tái)機(jī)床共同構(gòu)成的機(jī)組；因此，傳統(tǒng)機(jī)械齒條成形加工設(shè)備投資高、能耗大、操作人員多、加工效率不高，故是機(jī)械成形加工領(lǐng)域中的老大難題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種生產(chǎn)效率高且大幅度節(jié)能的數(shù)控高效精密齒條磨床。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種數(shù)控高效精密齒條磨床，包括床身、橫向?qū)к墶⒖v向?qū)к?、立柱、工作臺(tái)和磨頭拖板，所述磨頭拖板上設(shè)有主磨頭和修整器，所述主磨頭上安裝有砂輪，所述修整器上安裝有金鋼滾輪，該金鋼滾輪的外周面上設(shè)有用于修整砂輪的磨削成形齒，所述磨頭拖板安裝在立柱上、并可相對(duì)立柱上下移動(dòng)，所述立柱安裝在橫向?qū)к壣?、并可相?duì)橫向?qū)к墮M向移動(dòng)，所述橫向?qū)к壈惭b在床身上，所述工作臺(tái)安裝在縱向?qū)к壣?、并可相?duì)縱向?qū)к壙v向移動(dòng)，所述縱向?qū)к壙赊D(zhuǎn)動(dòng)地安裝在床身上；還包括控制器、修整器移動(dòng)量電子尺、垂向進(jìn)給量電子尺、橫向進(jìn)給量電子尺、縱向進(jìn)給量電子尺和用于測(cè)量工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的角度傳感器，所述修整器移動(dòng)量電子尺、垂向進(jìn)給量電子尺、橫向進(jìn)給量電子尺、縱向進(jìn)給量電子尺和角度傳感器都與控制器相連接，所述修整器移動(dòng)量電子尺包括設(shè)在修整器上的標(biāo)尺和設(shè)在磨頭拖板上的定尺，所述垂向進(jìn)給量電子尺包括設(shè)在磨頭拖板上的標(biāo)尺和設(shè)在立柱上的定尺，所述橫向進(jìn)給量電子尺包括設(shè)在立柱上的標(biāo)尺和設(shè)在橫向?qū)к壣系亩ǔ撸隹v向進(jìn)給量電子尺包括設(shè)在工作臺(tái)上的標(biāo)尺和設(shè)在縱向?qū)к壣系亩ǔ摺?br>[0006]進(jìn)一步地，所述修整器包括修整器軸，所述金剛滾輪固定在修整器軸上，所述磨頭拖板上安裝有修整器支座，修整器支座上安裝有修整器拖板和修整器移動(dòng)電機(jī)，所述修整器拖板上安裝有修整器驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述修整器驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與修整器軸相連接、并帶動(dòng)修整器軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述修整器移動(dòng)電機(jī)通過(guò)絲桿螺母機(jī)構(gòu)與修整器相連接、并帶動(dòng)修整器上下移動(dòng)。
[0007]優(yōu)選地，所述主磨頭包括磨頭主軸，所述砂輪固定在磨頭主軸上，所述磨頭拖板上安裝有主電機(jī)，所述主電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與磨頭主軸相連接、并帶動(dòng)磨頭主軸旋轉(zhuǎn)。
[0008]優(yōu)選地，所述立柱上安裝有垂直進(jìn)給電機(jī)，該垂直進(jìn)給電機(jī)通過(guò)絲桿螺母機(jī)構(gòu)與磨頭拖板相連接、并帶動(dòng)磨頭拖板上下移動(dòng)。
[0009]優(yōu)選地，所述橫向?qū)к壣习惭b有橫向進(jìn)給電機(jī)，該橫向進(jìn)給電機(jī)通過(guò)絲桿螺母機(jī)構(gòu)與立柱相連接、并帶動(dòng)立柱橫向移動(dòng)。
[0010]進(jìn)一步地，所述縱向?qū)к壣习惭b有縱向進(jìn)給電機(jī)，該縱向進(jìn)給電機(jī)通過(guò)絲桿螺母機(jī)構(gòu)與工作臺(tái)相連接、并帶動(dòng)工作臺(tái)縱向移動(dòng);所述工作臺(tái)的下端設(shè)有導(dǎo)軌座，所述縱向?qū)к壟c導(dǎo)軌座相配合，所述導(dǎo)軌座沿縱向?qū)к壙v向移動(dòng)。
[0011]進(jìn)一步地，所述縱向?qū)к壴O(shè)在一小床身上，所述小床身的下端還設(shè)有轉(zhuǎn)向臺(tái)，所述小床身和轉(zhuǎn)向臺(tái)中設(shè)有一上下延伸的轉(zhuǎn)向軸，該轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向臺(tái)鍵連接;所述轉(zhuǎn)向臺(tái)上安裝有螺旋角轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，所述螺旋角轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與一減速箱相連接，該減速箱的輸出軸通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向軸相連接、并帶動(dòng)轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0012]優(yōu)選地，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)皮帶輪、從動(dòng)皮帶輪、以及用于連接主動(dòng)皮帶輪和從動(dòng)皮帶輪的傳動(dòng)帶，所述修整器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸或主電機(jī)的輸出軸或減速箱的輸出軸固定在主動(dòng)皮帶輪中，所述修整器軸或磨頭主軸或轉(zhuǎn)向軸固定在從動(dòng)皮帶輪中。
[0013]進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)向軸的下端安裝有推力軸承，轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向臺(tái)之間設(shè)有軸套。
[0014]優(yōu)選地，所述砂輪的軸線方向與立柱沿橫向?qū)к壍臋M向移動(dòng)方向相垂直。
[0015]如上所述，本實(shí)用新型涉及的數(shù)控高效精密齒條磨床，具有以下有益效果：
[0016]本實(shí)用新型能夠在齒條毛坯上毋需預(yù)成形、一次全切深走刀，以迅速獲得精確的形狀并達(dá)到高精度加工尺寸，且本實(shí)用新型代替了現(xiàn)有技術(shù)中由多臺(tái)加工設(shè)備組合構(gòu)成的加工機(jī)組，從而大幅度節(jié)能，且大大提高齒條加工效率。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖I為本實(shí)用新型的主視圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型的側(cè)視圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型的俯視圖。
[0020]圖4為本實(shí)用新型中縱向?qū)к壟c工作臺(tái)的連接示意圖。
[0021]圖5為圖4的仰視圖。
[0022]圖6為圖5的A-A向剖視圖。
[0023]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0024]I 床身
[0025]2 橫向?qū)к?br>[0026]3 縱向?qū)к?br>[0027]32轉(zhuǎn)向臺(tái)
[0028]4 立柱
[0029]5 工作臺(tái)
[0030]51導(dǎo)軌座[0031 ]6 磨頭拖板
[0032]61主磨頭
[0033]62修整器
[0034]7砂輪
[0035]8金鋼滾輪
[0036]9傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0037]10主電機(jī)
[0038]11橫向進(jìn)給電機(jī)
[0039]12縱向進(jìn)給電機(jī)
[0040]13螺旋角轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)
[0041]14轉(zhuǎn)向軸
[0042]15推力軸承
[0043]16軸套
[0044]17橫向絲桿
[0045]18縱向絲桿
[0046]19減速箱
[0047]20齒條夾具
[0048]21修整器移動(dòng)量電子尺
[0049]22垂向進(jìn)給量電子尺
[0050]23橫向進(jìn)給量電子尺[0051 ]24縱向進(jìn)給量電子尺
[0052]25角度傳感器
[0053]26小床身
[0054]27修整器拖板
[0055]28擋塊
[0056]29夾塊
[0057]30修整器支座
[0058]31角度檢測(cè)盤
【具體實(shí)施方式】
[0059]如圖I至圖3所示，本實(shí)用新型提供一種數(shù)控高效精密齒條磨床，包括床身1、橫向?qū)к?、縱向?qū)к?、立柱4、工作臺(tái)5和磨頭拖板6，所述磨頭拖板6上設(shè)有主磨頭61和修整器62，所述主磨頭61上安裝有砂輪7，所述修整器62上安裝有金鋼滾輪8，該金鋼滾輪8的外周面上設(shè)有用于修整砂輪7的磨削成形齒，且磨削成形齒與待加工齒條的待加工齒相對(duì)應(yīng)，所述磨頭拖板6安裝在立柱4上、并可相對(duì)立柱4沿Z方向上下移動(dòng)，所述立柱4安裝在橫向?qū)к?上、并可相對(duì)橫向?qū)к?沿X方向橫向移動(dòng)，所述橫向?qū)к?安裝在床身I上，所述工作臺(tái)5安裝在縱向?qū)к?上、并可相對(duì)縱向?qū)к?沿Y方向縱向移動(dòng)，所述縱向?qū)к?可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在床身I上，所述砂輪7的軸線方向與立柱4沿橫向?qū)к?的橫向移動(dòng)方向相垂直。
[0060]進(jìn)一步地，本申請(qǐng)涉及的數(shù)控高效精密齒條磨床在四個(gè)運(yùn)動(dòng)方向和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向上都配置有電子尺，從而組成閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)磨床的聯(lián)動(dòng)補(bǔ)償，特別是修整器的修整量補(bǔ)償和齒距補(bǔ)償。如圖I至圖3所示，還包括控制器、修整器移動(dòng)量電子尺21、垂向進(jìn)給量電子尺22、橫向進(jìn)給量電子尺23、縱向進(jìn)給量電子尺24和用于測(cè)量工作臺(tái)5轉(zhuǎn)動(dòng)角度的角度傳感器25，所述修整器移動(dòng)量電子尺21、垂向進(jìn)給量電子尺22、橫向進(jìn)給量電子尺23、縱向進(jìn)給量電子尺24和角度傳感器25都與控制器相連接。所述修整器移動(dòng)量電子尺21包括設(shè)在修整器62上的標(biāo)尺和設(shè)在磨頭拖板6上的定尺，用于檢測(cè)修整器62在Z方向上下移動(dòng)的移動(dòng)量;所述垂向進(jìn)給量電子尺22包括設(shè)在磨頭拖板6上的標(biāo)尺和設(shè)在立柱4上的定尺，用于檢測(cè)磨頭拖板6沿立柱4在Z方向上下移動(dòng)的垂直進(jìn)給量;所述橫向進(jìn)給量電子尺23包括設(shè)在立柱4上的標(biāo)尺和設(shè)在橫向?qū)к?上的定尺，用于檢測(cè)立柱4沿橫向?qū)к?在X方向橫向移動(dòng)的橫向進(jìn)給量;所述縱向進(jìn)給量電子尺24包括設(shè)在工作臺(tái)4上的標(biāo)尺和設(shè)在縱向?qū)к?上的定尺，用于檢測(cè)工作臺(tái)4沿縱向?qū)к?在Y方向縱向移動(dòng)的縱向進(jìn)給量。所述修整器移動(dòng)量電子尺21、垂向進(jìn)給量電子尺22、橫向進(jìn)給量電子尺23、縱向進(jìn)給量電子尺24可以采用磁柵尺或光柵尺等，由于磁柵尺具有精度高、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，故本申請(qǐng)中采用磁柵尺，以進(jìn)一步降低磨床成本;采用磁柵尺后，對(duì)應(yīng)地，所述定尺為磁柵尺，所述標(biāo)尺為與磁柵尺相配合的磁頭。
[0061 ]上述數(shù)控高效精密齒條磨床中，工作臺(tái)5上安裝有齒條夾具20，齒條夾具20上固定有待加工的齒條毛坯、齒輪毛坯等，齒條夾具20的上端一側(cè)設(shè)有擋塊28，另一側(cè)設(shè)有夾塊29。加工齒條毛坯時(shí)，磨頭拖板6帶動(dòng)砂輪7相對(duì)于立柱4上下移動(dòng)，立柱4帶動(dòng)磨頭拖板6和砂輪7相對(duì)于橫向?qū)к?橫向移動(dòng)，工作臺(tái)5帶動(dòng)齒條毛坯相對(duì)于砂輪7縱向移動(dòng)，故砂輪7與齒條毛坯之間可在三個(gè)方向上來(lái)回移動(dòng)；同時(shí)，縱向?qū)к?可相對(duì)于床身I轉(zhuǎn)動(dòng)，故縱向?qū)к?可根據(jù)齒條的螺旋角進(jìn)行角度調(diào)整;之后，通過(guò)砂輪7磨削齒條毛坯，實(shí)現(xiàn)在齒條毛坯上一次全切深走刀即可迅速獲得精確的形狀、并達(dá)到高精度尺寸的要求，故本申請(qǐng)涉及的數(shù)控高效精密齒條磨床顛覆了傳統(tǒng)的機(jī)械齒條成形加工，無(wú)需預(yù)成形加工，從而大大提高齒條的加工效率。另外，本實(shí)用新型為一臺(tái)設(shè)備，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中由三臺(tái)機(jī)械加工設(shè)備組合而成的機(jī)組而言，本申請(qǐng)大大降低了設(shè)備成本，從而大幅度地節(jié)能，并能節(jié)省一定的人力資源。同時(shí)，在砂輪7對(duì)毛坯的磨削過(guò)程中，金剛滾輪8可同時(shí)修整砂輪7，其不影響砂輪7磨削毛坯，故可提高磨削效率。更進(jìn)一步地，本申請(qǐng)通過(guò)控制器、修整器移動(dòng)量電子尺21、垂向進(jìn)給量電子尺22、橫向進(jìn)給量電子尺23、縱向進(jìn)給量電子尺24和角度傳感器25的相互配合組成了閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床在四個(gè)運(yùn)動(dòng)方向上的聯(lián)動(dòng)補(bǔ)償，故機(jī)床的定位精度高，是一臺(tái)五軸的數(shù)控成形磨床。
[0062]進(jìn)一步地，如圖2所示，所述修整器62包括修整器軸，所述金剛滾輪8固定在修整器軸上，磨頭拖板6上安裝有修整器支座30，修整器支座30上安裝有修整器拖板27和修整器移動(dòng)電機(jī)，所述修整器拖板27上安裝有修整器驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述修整器驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)9與修整器軸相連接、并帶動(dòng)修整器軸