[发明专利]一种线齿轮数控磨齿机及线齿轮磨削加工方法

说明书

本发明公开了一种线齿轮数控磨齿机及线齿轮磨削加工方法，所述线齿轮数控磨齿机包括床身、立柱、砂轮主轴箱、砂轮修整装置、工件夹持机构、分度盘、旋转工作台以及数控系统；所述线齿轮磨削加工方法通过使待加工的线齿轮工件和成形砂轮呈啮合状态并以规定的轴交叉角同步旋转，同时待加工的线齿轮工件以规定的方向进行相对的进给运动，从而实现成形砂轮磨削所述线齿轮工件的加工过程。本发明的线齿轮数控磨齿机及线齿轮磨削加工方法，简化了线齿轮的磨削加工工艺过程，提高了线齿轮磨削加工效率和加工精度，同时扩大了其适用范围，可用于磨削加工圆柱线齿轮、圆锥线齿轮及其它类型的螺旋齿轮的加工。

技术领域

本发明涉及齿轮加工设备及齿轮加工方法领域，尤其涉及一种线齿轮数控磨齿机及线齿轮磨削加工方法。

背景技术

线齿轮是一种基于空间共轭曲线啮合原理的新型齿轮，线齿轮副以点接触的方式进行传动，为了进一步提升线齿轮的承载能力和使用寿命，需要对铣削加工后的线齿轮进行热处理，为了高效地对热处理后的线齿轮的齿面进行精加工，需要对线齿轮进行磨削加工。

不同于传统的渐开线直齿轮和螺旋锥齿轮，线齿轮轮齿啮合线包括圆柱螺旋线和圆锥螺旋线两种形式，因此目前用于磨削加工渐开线直齿轮齿轮和螺旋锥齿轮的磨齿机无法适应不同类型线齿轮的磨削加工，六轴加工中心虽然能够满足不同类型线齿轮磨削加工时的运动要求，但是加工成本高，因此，结合线齿轮的结构特点，本发明提出了一种线齿轮数控磨齿机及线齿轮磨削加工方法。本发明的线齿轮数控轮磨齿机及线齿轮磨削加工方法，简化了线齿轮的磨削加工工艺过程，提高了线齿轮磨削加工效率和加工精度，同时适用范围广，可以磨削加工圆柱线齿轮、圆锥线齿轮及其他类型的螺旋齿轮。

发明内容

为了解决现有齿轮磨削加工设备和齿轮磨削方法磨削线齿轮时存在的问题，本发明提供了一种可以实现四轴联动的线齿轮数控轮磨齿机及线齿轮磨削加工方法，简化了线齿轮的磨削加工动作，提高了线齿轮的加工精度和加工效率，降低了加工成本。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现：

一种线齿轮数控磨齿机，包括床身、立柱、砂轮主轴箱、砂轮修整装置、工件夹持机构、分度盘、旋转工作台以及数控系统，其特征在于：所述床身上固定安装有立柱，所述立柱的竖直方向上设置有沿Z轴方向移动的Z轴导轨和驱动装置，所述砂轮主轴箱安装在Z轴导轨上沿Z轴导轨移动，所述床身上设置有X轴导轨、与X轴导轨滑动配合的X向移动机座、驱动所述X向移动机座沿所述X轴导轨往复移动的驱动装置；所述X向移动机座上设置有Y轴导轨、与所述Y轴导轨滑动配合的Y向移动机座、驱动所述Y向移动机座沿所述Y轴导轨往复移动的驱动装置；所述砂轮修整装置安装在所述Y向移动机座上；所述旋转工作台的一端通过绕B轴旋转的转动机构与Y向移动机座相连接，所述B轴平行于所述Y轴导轨；所述分度盘固定在所述旋转工作台中间且可绕垂直于所述旋转工作台所在平面的C轴转动；所述工件夹持机构安装在所述分度转盘上，用于夹紧并驱动工件沿垂直于C轴的A轴旋转，所述数控系统分别与所述砂轮主轴箱、各驱动装置、转动机构、分度盘、砂轮修整装置电气连接。

进一步地，所述工件夹持机构包括相对设置的卡盘和顶尖尾座，所述卡盘用于装夹工件，所述顶尖尾座用于辅助装夹工件，卡盘在伺服电机的驱动下绕所述A轴旋转。

进一步地，所述卡盘在伺服电机的驱动下绕自身轴线A轴转动，所述数控系统用于分别控制X轴伺服电机驱动X向移动机座沿X轴方向移动、Y轴伺服电机驱动Y向移动机座沿Y轴方向移动、Z轴伺服电机驱动砂轮主轴沿Z轴方向移动，实现A轴转动、X轴移动、Y轴移动、Z轴移动这四轴联动。

进一步地，在装夹所述待加工线齿轮时，调节旋转工作台绕B轴转过一定的角度，调节分度盘使工件夹持装置绕C轴转过一定的角度，使砂轮轴线和线齿轮轴线的夹角为设计值，所述旋转工作台绕B轴的转动以及分度盘绕C轴的转动为独立运动或与其他运动机构相联动。

进一步地，所述分度盘上设置有带动工件沿径向移动的T型槽，用于所述卡盘和顶尖尾座的安装调整。