[發明專利]數控展成磨齒機及展成磨齒機的數控裝置和驅動方法

有效

• 申請號: 200710109545.6
• 申請日: 2007-06-25
• 公開（公告）號: CN101332524A
• 公開（公告）日: 2008-12-31
• 發明（設計）人: 朱永剛
• 申請（專利權）人: 西門子工廠自動化工程有限公司
• 主分類號: B23F5/02
• 分類號: B23F5/02;B23Q5/00;B23Q1/25;G05B19/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 張亮

技術領域

本發明涉及數控加工技術，特別涉及一種數控展成磨齒機、一種展成磨齒機的數控裝置和一種展成磨齒機的驅動方法。

背景技術

齒輪在經過例如滾切、銑削等粗加工成形之后，往往還需要根據齒輪的實際應用情況再對其進行精加工。

對齒輪的精加工可以通過磨齒機的磨削來實現。按照磨削的原理，磨齒機可大致分為成形磨齒機和展成磨齒機兩類。成形磨齒機利用形線類似于齒輪形線的砂輪對齒輪進行磨削，而展成磨齒機則是帶動齒輪旋轉并帶動該齒輪在直線方向上移動，即帶動齒輪沿著符合該齒輪漸開線的軌跡進行展成運動，同時利用形線為直線的砂輪對齒輪進行磨削。

圖1為現有展成磨齒機的結構示意圖。如圖1所示，通常的展成磨齒機至少包括：工作臺底座11、工作臺滑座12、工作臺13、立柱底座14、立柱15，還包括由砂輪滑板16、砂輪修整器17和砂輪18構成的砂輪組件。

工作臺底座11上表面具有一導軌111，工作臺滑座12安裝于工作臺底座11的導軌111上，能夠沿導軌111水平滑動，即在X軸方向上滑動。

工作臺13，通常為一個扁平圓柱體，安裝于工作臺滑座12上表面，且軸線C垂直于工作臺滑座12上表面，使得工作臺13能夠繞其軸線C旋轉。工作臺13的上表面用于放置待加工的齒輪。

立柱底座14位于工作臺底座11垂直于導軌111方向的一側，例如如圖1所示的Y軸正方向的一側。立柱底座14上表面具有一平行于Y軸的導軌141，即導軌141與導軌111相互垂直。

立柱15安裝于立柱底座14的導軌141上，能夠沿導軌141水平滑動，即在Y軸方向上滑動。立柱15靠近工作臺13的一側具有一導軌151，導軌151垂直于工作臺13的上表面。

砂輪滑板16安裝于立柱15的導軌151上，能夠沿導軌151水平滑動，即在W軸方向上滑動。砂輪修整器17安裝于砂輪滑板16靠近工作臺13的一面上，且能夠繞軸線B旋轉。砂輪18，通常為直線線形的錐形砂輪，安裝于砂輪修整器17上，且砂輪18的軸線SP平行于工作臺底座11的導軌111，距砂輪18有一定距離，使得砂輪18不與砂輪修整器17發生接觸。

這樣，將待加工齒輪平放在工作臺13上，根據待加工齒輪的徑向尺寸調整立柱15在Y軸方向的位置。然后由工作臺滑座12帶動齒輪在X軸正負方向上移動，同時由工作臺13帶動齒輪繞軸線C往復圓周擺動，實現待加工齒輪的展成運動，并啟動砂輪組件的砂輪電機帶動砂輪18繞其軸線SP旋轉，根據待加工齒輪的厚度，手動帶動砂輪組件、或控制砂輪組件中的另一電機，帶動砂輪組件在W軸方向作控制砂輪滑板作上、下沖程運動，由砂輪18對待加工齒輪齒間的左、右兩面進行磨削。

完成每一個齒間的左、右兩面的磨削之后，工作臺13需要準確轉動角度360度/Z，以便磨削下一個齒間的左、右兩面，即實現分齒運動。其中，Z表示待加工齒輪的齒數。

展成磨齒機最主要和最關鍵的動作就是帶動待加工齒輪作展成運動和分齒運動。上述展成磨齒機為一種非數控機床，展成運動中的直線運動是由一個電機驅動工作臺滑座13來實現的，而展成運動中的旋轉和分齒運動則是由同一個電機通過各種多級機械傳動結構驅動工作臺13來實現的。

圖2a和圖2b為現有展成磨齒機中工作臺滑座和工作臺的運動連接結構示意圖。如圖2a所示，工作臺滑座12和電機10通過絲杠101一螺母副102結構相連，絲杠101軸線平行于工作臺底座11的導軌111，其一端與電機10的驅動軸相連，螺母副102固定在工作臺滑座12的下表面；工作臺13通過掛輪、行星差動機構104等多級機械傳動結構與電機10相連。如圖2b所示，掛輪、行星差動機構104包括：交換掛輪b、c、d和分度掛輪A、B、C、D。

電機10通過絲杠101一螺母副102結構驅動工作臺滑座12沿絲杠101的軸向運動，使得工作臺滑座12通過工作臺13帶動待加工齒輪作往復直線運動；同時，電機10通過花鍵套1041帶動交換掛輪a、并由交換掛輪a逐級帶動交換掛輪b、c、d、分度定位盤1042、內部傳動齒輪1045、分度掛輪A、B、C、D、蝸桿1040，驅動工作臺13帶動待加工齒輪作往復圓周擺動。這兩個運動在一個電機驅動下同步協調動作，使裝夾在工作臺13上的待加工齒輪相對砂輪18的錐面母線，在平行于工作臺13上表面的水平面內作展成運動。