[发明专利]数控展成磨齿机及展成磨齿机的数控装置和驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及数控加工技术，特别涉及一种数控展成磨齿机、一种展成磨齿机的数控装置和一种展成磨齿机的驱动方法。

背景技术

齿轮在经过例如滚切、铣削等粗加工成形之后，往往还需要根据齿轮的实际应用情况再对其进行精加工。

对齿轮的精加工可以通过磨齿机的磨削来实现。按照磨削的原理，磨齿机可大致分为成形磨齿机和展成磨齿机两类。成形磨齿机利用形线类似于齿轮形线的砂轮对齿轮进行磨削，而展成磨齿机则是带动齿轮旋转并带动该齿轮在直线方向上移动，即带动齿轮沿着符合该齿轮渐开线的轨迹进行展成运动，同时利用形线为直线的砂轮对齿轮进行磨削。

图1为现有展成磨齿机的结构示意图。如图1所示，通常的展成磨齿机至少包括：工作台底座11、工作台滑座12、工作台13、立柱底座14、立柱15，还包括由砂轮滑板16、砂轮修整器17和砂轮18构成的砂轮组件。

工作台底座11上表面具有一导轨111，工作台滑座12安装于工作台底座11的导轨111上，能够沿导轨111水平滑动，即在X轴方向上滑动。

工作台13，通常为一个扁平圆柱体，安装于工作台滑座12上表面，且轴线C垂直于工作台滑座12上表面，使得工作台13能够绕其轴线C旋转。工作台13的上表面用于放置待加工的齿轮。

立柱底座14位于工作台底座11垂直于导轨111方向的一侧，例如如图1所示的Y轴正方向的一侧。立柱底座14上表面具有一平行于Y轴的导轨141，即导轨141与导轨111相互垂直。

立柱15安装于立柱底座14的导轨141上，能够沿导轨141水平滑动，即在Y轴方向上滑动。立柱15靠近工作台13的一侧具有一导轨151，导轨151垂直于工作台13的上表面。

砂轮滑板16安装于立柱15的导轨151上，能够沿导轨151水平滑动，即在W轴方向上滑动。砂轮修整器17安装于砂轮滑板16靠近工作台13的一面上，且能够绕轴线B旋转。砂轮18，通常为直线线形的锥形砂轮，安装于砂轮修整器17上，且砂轮18的轴线SP平行于工作台底座11的导轨111，距砂轮18有一定距离，使得砂轮18不与砂轮修整器17发生接触。

这样，将待加工齿轮平放在工作台13上，根据待加工齿轮的径向尺寸调整立柱15在Y轴方向的位置。然后由工作台滑座12带动齿轮在X轴正负方向上移动，同时由工作台13带动齿轮绕轴线C往复圆周摆动，实现待加工齿轮的展成运动，并启动砂轮组件的砂轮电机带动砂轮18绕其轴线SP旋转，根据待加工齿轮的厚度，手动带动砂轮组件、或控制砂轮组件中的另一电机，带动砂轮组件在W轴方向作控制砂轮滑板作上、下冲程运动，由砂轮18对待加工齿轮齿间的左、右两面进行磨削。

完成每一个齿间的左、右两面的磨削之后，工作台13需要准确转动角度360度/Z，以便磨削下一个齿间的左、右两面，即实现分齿运动。其中，Z表示待加工齿轮的齿数。

展成磨齿机最主要和最关键的动作就是带动待加工齿轮作展成运动和分齿运动。上述展成磨齿机为一种非数控机床，展成运动中的直线运动是由一个电机驱动工作台滑座13来实现的，而展成运动中的旋转和分齿运动则是由同一个电机通过各种多级机械传动结构驱动工作台13来实现的。

图2a和图2b为现有展成磨齿机中工作台滑座和工作台的运动连接结构示意图。如图2a所示，工作台滑座12和电机10通过丝杠101一螺母副102结构相连，丝杠101轴线平行于工作台底座11的导轨111，其一端与电机10的驱动轴相连，螺母副102固定在工作台滑座12的下表面；工作台13通过挂轮、行星差动机构104等多级机械传动结构与电机10相连。如图2b所示，挂轮、行星差动机构104包括：交换挂轮b、c、d和分度挂轮A、B、C、D。

电机10通过丝杠101一螺母副102结构驱动工作台滑座12沿丝杠101的轴向运动，使得工作台滑座12通过工作台13带动待加工齿轮作往复直线运动；同时，电机10通过花键套1041带动交换挂轮a、并由交换挂轮a逐级带动交换挂轮b、c、d、分度定位盘1042、内部传动齿轮1045、分度挂轮A、B、C、D、蜗杆1040，驱动工作台13带动待加工齿轮作往复圆周摆动。这两个运动在一个电机驱动下同步协调动作，使装夹在工作台13上的待加工齿轮相对砂轮18的锥面母线，在平行于工作台13上表面的水平面内作展成运动。