一種用于成型加工的數控磨床的制作方法

本發明涉及磨削加工技術領域，具體涉及一種用于成型加工的數控磨床。

背景技術：

斜齒輪是常見的機械零件，成型磨床是常用的加工斜齒輪的設備。通過磨床上高速旋轉的砂輪配合工件的旋轉和直線運動完成齒面的加工，根據不同工件需要調整砂輪轉角，加工過程中還需要對砂輪進行修型。

現有成型磨床加工齒輪時通過液壓與齒輪傳動配合的方式驅動工件的直線和旋轉運動，即通過液壓方式驅動工作臺移動，同時根據工件參數通過齒輪傳動的方式帶動零件旋轉以構成展成運動。這種加工方式針對不同工件要選用相應的傳動齒輪，效率低。

砂輪在加工的過程中會磨損，影響加工質量，因此需要及時對砂輪進行修型。現有成型磨床的砂輪修型機構一般通過靠模的方式對砂輪進行修型，將砂輪移動至機床指定位置后人工通過現有模具與砂輪的作用完成修型操作，這種修型方式操作復雜，要改變修型形狀需更換特定模具，耗時長，效率低。

現有成型磨床的砂輪轉角機構一般是在機床頂部通過一系列機械臂及類似結構吊裝砂輪電機及砂輪，通過機械臂及類似結構的運動達到控制砂輪轉角的效果，這種砂輪轉角機構占用結構復雜、占用空間大。

綜上可知，現有成型磨床具有空間占用大、效率低的缺點。

技術實現要素：

針對現有成型磨床空間占用大、效率低的缺點，本發明公開了一種用于成型加工的數控磨床，通過電機控制工件的展成運動及砂輪的修型，還集成了砂輪轉角機構。

本發明通過下述技術方案實現：

一種用于成型加工的數控磨床，包括數控系統、基座、砂輪修型機構、設置在基座上的砂輪轉角機構；

所述基座上設有左右移動的工作臺，工作臺上設有分度裝置，所述基座上還設有用于控制砂輪轉角機構上下移動的第一電機以及用于控制工作臺左右移動的第二電機、拖鏈；

所述砂輪轉角機構上設有電主軸，所述砂輪修型機構安裝在電主軸上；

所述分度裝置上設有用于控制分度裝置的第三電機；

所述數控系統與所述電主軸、第一電機、第二電機、第三電機連接，控制一種用于成型加工的數控磨床運行。

本發明的設計原理為：砂輪轉角機構由圓弧導軌和直線導軌構成，砂輪修型裝置集成在電主軸上，結構緊湊，節省空間；通過數控系統經電機實現加工參數調整、工件自動加工和砂輪自動修型，節約時間，效率高。

進一步地，所述第一電機、第二電機、第三電機為伺服電機。通過伺服電機配合數控系統便于實現精確的位置控制。

進一步地，所述砂輪轉角機構設有第一底座，所述第一底座上設有水平面上的圓弧導軌，所述圓弧導軌圓心位于經過工件加工點且與水平面垂直的線上，所述圓弧導軌上設有第一滑塊。通過圓弧導軌實現砂輪轉角控制，將圓弧導軌圓心限定在經過工件加工點且與水平面垂直的線上便于根據加工要求調整轉角。

進一步地，所述第一滑塊上設有第二滑塊，第一滑塊上還設有與水平面平行的、圓弧導軌徑向的直線導軌，所述第二滑塊在第一滑塊的直線導軌上沿圓弧導軌徑向滑動。第二滑塊上安裝電主軸和砂輪，第二滑塊在第一滑塊上沿弧導軌徑向滑動便于微調砂輪徑向位置。

進一步地，所述砂輪修型機構設有第二底座，所述第二底座上設有上下滑動的第三滑塊，所述第三滑塊上設有前后滑動的第四滑塊，所述第四滑塊上設有金剛輪。通過兩個滑塊控制金剛輪在上下方向及前后方向的位置以實現對砂輪修型，穩定可靠。

進一步地，所述第二底座上設有用于控制第三滑塊上下滑動的第四電機，所述第三滑塊上設有用于控制第四滑塊前后滑動的第五電機，所述第四電機、第五電機為伺服電機，所述第四電機、第五電機與數控系統連接。通過兩個伺服電機控制金剛輪的移動。通過兩個伺服電機分別控制第三滑塊滑動的上下滑動和第四滑塊的前后滑動，可以實現金剛輪位置的精確控制。

進一步地，所述第二底座上設有兩根平行的上下方向的第一直線導軌，所述第三滑塊上設有兩根平行的前后方向的第二直線導軌。第三滑塊和第四滑塊分別沿底座和第三滑塊上的導軌滑動，簡單可靠。

進一步地，所述第二底座還設置有第一聯軸器、與第一直線導軌相互配合的第一絲桿，所述第四電機的輸出軸通過第一聯軸器與第一絲桿連接，控制第三滑塊沿第二底座上的第一直線導軌滑動；所述第三滑塊還設置有第二聯軸器、與第二直線導軌相互配合的第二絲桿，所述第五電機的輸出軸通過第二聯軸器與第二絲桿連接，控制第四滑塊沿第三滑塊上的第二直線導軌滑動。第四電機和第五電機通過絲桿導軌的方式控制第三滑塊和第四滑塊的滑動繼而實現對金剛輪進行精確可靠的位置控制。

進一步地，所述第四滑塊還設置有金剛輪電機，所述金剛輪電機與數控系統連接，所述金剛輪電機輸出軸上設有第一同步輪，所述金剛輪的輸入軸上設有第二同步輪，所述第一同步輪和第二同步輪通過皮帶連接。通過金剛輪電機帶動金剛輪高速旋轉對砂輪進行修型。

本發明使用時，首先，通過數控系統經第二電機和第三電機控制工件的展成運動，所述展成運動包括工作臺整體的左右運動以及由分度裝置控制的工件的旋轉運動；其次，通過圓弧導軌控制砂輪的轉角，第一滑塊在圓弧導軌上滑動以調整砂輪轉角，第二滑塊通過直線導軌在第一滑塊上滑動以微調砂輪位置，兩個運動結合即可滿足加工要求；第三，通過數控系統經伺服電機控制金剛輪的位置對砂輪進行修型，金剛輪上下方向上的移動通過第四電機經第一聯軸器、第一絲桿驅動第三滑塊在第一直線導軌上移動來實現，金剛輪前后方向上的移動通過第五電機經第二聯軸器、第二絲桿驅動第四滑塊在第二直線導軌上的移動來實現，通過電機控制金剛輪位置可以方便地實現對砂輪進行自動修型以及調整砂輪修型形狀。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、節省空間，本發明砂輪轉角機構由圓弧導軌和直線導軌構成，砂輪修型裝置集成在電主軸上，與現有技術相比，結構緊湊，節省空間。

2、效率高，本發明可以通過數控系統經電機實現加工參數調整、工件自動加工和砂輪自動修型，與現有技術中通過手動修型和根據工件更換傳動齒輪相比，節約時間，效率高。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明一種用于成型加工的數控磨床整體結構圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為圖1的左視圖；

圖4為圖1中砂輪轉角機構整體結構圖；

圖5為圖4的主視圖；

圖6為圖1中砂輪修型機構整體結構圖；

圖7為圖6的主視圖；

圖8為圖6的左視圖；

圖9為圖6的仰視圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

101-基座，102-砂輪轉角機構，103-砂輪修型機構，104-工作臺，105-分度裝置，106-電主軸，107-第一電機，108-第二電機，109-拖鏈，110-第三電機；

201-第一底座，202-圓弧導軌，203-第一滑塊，204-第二滑塊，205-直線導軌，207-砂輪；

301-第二底座，302-第三滑塊，303-第四滑塊，304-第一直線導軌，305-第四電機，306-第一聯軸器，307-第一絲桿，308-第二直線導軌，309-第五電機，310-第二聯軸器，311-第二絲桿，312-金剛輪，313-金剛輪電機，314-第一同步輪，315-第二同步輪，316-皮帶。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發明，并不作為對本發明的限定。

實施例一

如圖1至圖3所示，本發明一種用于成型加工的數控磨床，包括數控系統、基座101，所述基座101上設有左右移動的工作臺104、上下移動的砂輪轉角機構102；所述工作臺104上設有分度裝置105，實際使用時分度裝置105通過零件固定機構與零件連接，砂輪轉角機構102上設有電主軸106，砂輪修型機構103安裝在電主軸106上。基座101還設有第一電機107、第二電機108、拖鏈109，分度裝置105上設有第三電機110。第一電機107用于控制砂輪轉角機102構沿基座101上下移動，第二電機108和拖鏈109一起控制工作臺104沿基座101左右滑動，第三電機110控制分度裝置105帶動工件旋轉。

如圖1至圖5所示，所述砂輪轉角機構102，設有第一底座201，第一底座201上設有水平面上的圓弧導軌202，所述圓弧導軌202上設有第一滑塊203。圓弧導軌202圓心位于經過工件加工點且與水平面垂直的線上，以便于對工件進行加工。第一滑塊203上還設有與水平面平行的、圓弧導軌202徑向的直線導軌205，第二滑塊204在第一滑塊203的直線導軌205上沿圓弧導軌202徑向滑動，通過直線導軌205進行連接簡單可靠。

如圖1至圖3及圖6至圖9所示，砂輪修型機構103，設有第二底座301、第二底座301上的上下滑動的第三滑塊302、第三滑塊302上的前后滑動的第四滑塊303，第二底座301上設有兩根平行的上下方向的第一直線導軌304、第四電機305、第一聯軸器306、上下方向的第一絲桿307；第四電機305安裝在第二底座301上，第四電機305的輸出軸通過第一聯軸器306與第一絲桿307連接，控制第三滑塊302沿底座301上的第一直線導軌304滑動。

第三滑塊302上設有兩根平行的前后方向上的第二直線導軌308、第五電機309、第二聯軸器310、前后方向的第二絲桿311，第四電機305和第五電機309為伺服電機。第五電機309安裝在第三滑塊302上，第五電機309的輸出軸通過第二聯軸器310與第二絲桿311連接，控制第四滑塊303沿第三滑塊302上的第二直線導軌308滑動。

第四滑塊303上安裝有金剛輪312和金剛輪電機313，金剛輪電機313輸出軸上設有第一同步輪314，金剛輪312的輸入軸上設有第二同步輪315，第一同步輪314和第二同步輪315通過皮帶316連接，金剛輪電機313帶動金剛輪312高速旋轉對砂輪207進行修型。

以上第一電機107、第二電機108、第三電機110、第四電機305、第五電機309均為伺服電機，通過伺服電機可以簡單地實現精確位置控制，數控系統與所有電機相連，通過控制電機運轉對磨床進行控制。

本發明使用時，首先通過數控系統經第二電機108和第三電機110控制分度裝置105上安裝的工件的展成運動，結合第一電機107控制的砂輪轉角機構102上砂輪207的運動實現工件自動加工。

其次，將電主軸106和砂輪207安裝在砂輪轉角機構102的第二滑塊204上；第一滑塊203在圓弧導軌202上滑動以調整砂輪207轉角，第二滑塊204通過直線導軌205在第一滑塊203上滑動以微調砂輪207位置，兩個運動結合即可滿足加工對砂輪207轉角要求。

最后，將砂輪修型機構103的第二底座301固定安裝在電主軸106上，金剛輪312在前后方向上的移動通過第五電機309經第二聯軸器310、第二絲桿311驅動第四滑塊303在第二直線導軌308上的移動來實現。通過電機控制金剛輪312的位置，操作簡單，可以方便的實現自動修型，節省時間。對砂輪207修型時通過第一電機107帶動砂輪轉角機構102整體向上運動繼而使砂輪207脫離工件，控制金剛輪312位置對砂輪207進行修型，修型結束后繼續加工工件，整個過程通過數控系統控制伺服電機來實現。調整電機參數即可根據加工要求修出相應的砂輪207形狀。

本發明結構緊湊，可實現工件自動加工和砂輪207自動修型，與現有技術相比具有節省空間、效率高的有益效果。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。