專利名稱：可用于精密加工半切頂插齒刀的齒輪磨床的制作方法
技術領域：
本發明涉及機床技術領域，特別涉及一種能依照數據準確調整半切頂磨制角度和磨制過程中打磨砂輪后的位置補償調整的齒輪磨床。
背景技術：
將齒輪輪齒齒角兩邊多切去一塊(即輪齒齒頂倒角)的齒輪，通稱修緣齒輪，按輪齒加工方法區分，又稱作半切頂齒輪。半切頂齒輪有利于減少由于各種誤差所引起的沖擊，在汽車、摩托車、傳動機械等產品的齒輪傳動中已得到廣泛應用，同時，對其加工精度的要求也越來越高。要加工出高精度的半切頂齒輪，首先要保證半切頂插齒刀的精度。就目前而言，影 響半切頂插齒刀精度的因素主要有以下兩點1)半切頂插齒刀的設計是采用的近似計算公式，不能準確計算出半切頂插齒刀主刃漸開線齒形、半切頂齒形交點半徑和半切頂漸開線基圓半徑；2)行業內還沒有生產半切頂插齒刀加工磨床或是代用磨床的廠家，機械刀具加工行業中都是采用的Y7125機床來磨制插齒刀，而且半切頂工裝也是簡易工裝，在機床調整時不能以數據作為調整依據，不能準確調出半切頂的磨制角度和補償值，不僅角度調整時間長、生產效率低，而且所生產的插齒刀精度難以保證，另外，利用現有工裝對砂輪進行打磨時，主刃漸開線齒形和半切頂漸開線齒形的交點不夠清晰。上述原因造成了使用該插齒刀在插制的半切頂齒輪精度不高，為了保證半切頂齒輪的幾何精度，首先，在設計半切頂插齒刀時必須采用精確的設計方法，設計出主刃漸開線齒形、半切頂漸開線齒形交點半徑和半切頂漸開線基圓半徑，另外，在磨制半切頂插齒刀時必須采用上述計算數據來控制機床的調整，以達到半切頂插齒刀精確磨制的設計要求。因此，需探索一種可依照數據準確調整半切頂磨制角度的機床來加工半切頂插齒刀，以保證半切頂插齒刀的精度，同時，也提高其生產效率。
發明內容
有鑒于此，本發明提供一種可用于精密加工半切頂插齒刀的齒輪磨床，該齒輪磨床在Y7125機床的基礎上進行改進，通過對工裝進行設計，使其可依照數據調整半切頂磨制角度，以解決現有機床所生產插齒刀精度難以保證和生產效率低的技術問題。本發明通過以下技術手段解決上述技術問題本發明的可用于精密加工半切頂插齒刀的齒輪磨床，包括磨床本體、分度裝置、砂輪升降拖板、砂輪、砂輪升降調節裝置、砂輪縱向調節裝置、砂輪橫向調節裝置和砂輪主刃修整器，還包括砂輪半切頂修整器和用于測量砂輪升降位移的位移測量裝置；所述砂輪半切頂修整器包括倒角金剛筆和倒角金剛筆調節裝置，所述倒角金剛筆調節裝置調節倒角金剛筆與砂輪側面之間角度和在砂輪徑向上倒角金剛筆的進給量；修整砂輪倒角時，倒角金剛筆沿砂輪徑向移動，且其移動軌跡與砂輪主刃修整器的主刃金剛筆的移動軌跡在同一平面內。
修整砂輪倒角時，倒角金剛筆沿砂輪徑向移動，且其移動軌跡與砂輪主刃修整器的主刃金剛筆的移動軌跡在同一平面內。進一步，所述齒輪磨床還包括與砂輪同步移動的砂輪罩支架，所述倒角金剛筆調節裝置以可拆卸的方式固定連接于砂輪罩支架上；進一步，所述倒角金剛筆調節裝置包括與砂輪罩支架可拆卸固定連接的定位機架、設置于定位機架上并可沿砂輪徑向往復移動的拖板、用于調節拖板移動的拖板手輪、用于鎖緊定位拖板的拖板鎖緊機構、設置于拖板頂面并可繞一條垂直于拖板頂面的軸線轉動的滑尺工作臺、用于調節滑尺工作臺旋轉的工作臺手輪、用于鎖緊定位滑尺工作臺的工作臺鎖緊機構、可在滑尺工作臺上滑動調節的滑尺和用于鎖緊定位滑尺的滑尺鎖緊機構，所述倒角金剛筆固定于滑尺靠近砂輪邊緣的一端，所述定位支架上沿砂輪徑向設置長度刻度，拖板頂面設置有以滑尺工作臺轉軸為中心的角度刻度；進一步，所述拖板上與定位支架上的長度刻度對應設置有長度游標刻度形成游標直尺，所述滑尺工作臺上與拖板頂面的角度刻度對應設置有角度游標刻度形成游標角尺； 進一步，所述滑尺工作臺上設置滑槽，所述滑尺活動嵌于滑槽內，所述滑尺鎖緊機構包括設置于滑槽一側的滑尺鑲條和以螺紋配合方式由外向內穿過滑尺工作臺并頂住滑尺鑲條的鎖緊螺釘，所述鎖緊螺釘的尾端伸出滑尺工作臺側壁，其伸出段上套有并緊螺母;進一步，所述拖板上設置導向槽，所述定位機架上設置與導向槽配合的導向軌，所述拖板鎖緊機構包括設置于導向槽一側的拖板鑲條和以螺紋配合方式由外向內穿過拖板并頂住拖板鑲條的鎖緊螺釘，所述鎖緊螺釘的尾端伸出拖板側壁，其伸出段上套有并緊螺母;進一步，所述導向槽為燕尾槽；進一步，所述工作臺鎖緊機構包括工作臺鎖緊螺栓，所述工作臺鎖緊螺栓穿過滑尺工作臺并旋入拖板內；進一步，所述位移測量裝置包括固定設置的千分表，所述千分表的量桿前端沿豎直方向頂住砂輪升降拖板；進一步，所述位移測量裝置還包括固定于磨床本體上的表架，所述千分表固定于表架上。本發明的有益效果本發明的本發明公開了一種可用于精密加工半切頂插齒刀的齒輪磨床，包括磨床本體、分度裝置、砂輪升降拖板、砂輪、砂輪升降調節裝置、砂輪縱向調節裝置、砂輪橫向調節裝置、砂輪主刃修整器、砂輪半切頂修整器和砂輪升降位移測量裝置；本發明在Y7125齒輪磨床的基礎上利用其原理設計半切頂修整器及位移測量工裝，實施成本低，實現了砂輪半切頂修整器的倒角金剛筆與砂輪側面之間角度以及在砂輪徑向上其倒角金剛筆的進給量均可依照數據直接調整到位，且由于主刃漸開線齒形和半切頂漸開線齒形是兩個修整器打磨，使齒形交點更清晰，可有效縮短調整角度的時間，提高了生產效率，同時，也能有效保證半切頂插齒刀的磨制精度，具有很好的推廣應用前景。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。
圖I為本發明的結構示意圖；圖2為砂輪半切頂修整器的結構示意圖；圖3為圖2的俯視圖；圖4為圖2的左視圖；圖5為被加工插齒刀的齒形示意圖；圖6為圖I中砂輪的A-A截面圖。
具體實施方式
以下將結合附圖對本發明進行詳細說明，如圖所示本實施例的可用于精密加工半切頂插齒刀的齒輪磨床，包括磨床本體I、分度裝置2、砂輪升降拖板3、砂輪4、砂輪升降調節裝置5、砂輪縱向調節裝置6、砂輪橫向調節裝置7和砂輪主刃修整器8，本實施例在Y7125齒輪磨床的基礎增加可精密加工半切頂插齒刀的工裝，在Y7125齒輪磨床上，橫向是指分度裝置輸出軸的方向，即如圖I視圖中的左右方向，縱向是指水平面內與橫向垂直的方向，幾個調節裝置分別用于調節砂輪沿各個方向移動，砂輪主刃修整器8沿砂輪徑向往復移動，用于修磨砂輪側面；所述齒輪磨床還包括砂輪半切頂修整器9和用于測量砂輪4升降位移的位移測量
裝置；所述砂輪半切頂修整器包括倒角金剛筆9a和倒角金剛筆調節裝置，所述倒角金剛筆調節裝置調節倒角金剛筆9a與砂輪4側面之間角度和在砂輪4徑向上倒角金剛筆9a的進給量；修整砂輪4倒角時，倒角金剛筆9a沿砂輪4徑向移動，且其移動軌跡與砂輪主刃修整器8的主刃金剛筆8a的移動軌跡在同一平面內并成一夾角。使用時，首先計算出砂輪半切頂調整角，然后根據該數據定量調整半切頂修整器，使金剛筆9a打磨砂輪，與現有技術中的簡易工裝相比，可有效縮短調整角度的時間，提高生產效率，同時，也能有效保證半切頂插齒刀的磨制精度，另外，由于主刃漸開線齒形和半切頂漸開線齒形是兩個修整器打磨，使齒形交點更清晰。作為上述技術方案的進一步改進，所述齒輪磨床還包括與砂輪4同步移動的砂輪罩支架10，所述倒角金剛筆調節裝置通過螺栓固定連接于砂輪罩支架10上，可使金剛筆與砂輪的相對位置始終保持不變，且利用齒輪磨床上原有的砂輪罩支架來固定砂輪半切頂修整器，改造實施更容易。作為上述技術方案的進一步改進，所述倒角金剛筆調節裝置包括與砂輪罩支架10可拆卸固定連接的定位機架11、設置于定位機架11上并可沿砂輪4徑向往復移動的拖板12、用于調節拖板12移動的拖板手輪13、用于鎖緊定位拖板12的拖板鎖緊機構、設置于拖板12頂面并可繞一條垂直于拖板12頂面的軸線轉動的滑尺工作臺14、用于調節滑尺工作臺14旋轉的工作臺手輪15、用于鎖緊定位滑尺工作臺14的工作臺鎖緊機構、可在滑尺工作臺14上滑動調節的滑尺16和用于鎖緊定位滑尺16的滑尺鎖緊機構，所述倒角金剛筆9a固定于滑尺16靠近砂輪4邊緣的一端，通過旋轉工作臺可實現倒角金剛筆的角度調整，通過拖板的移動可實現倒角金剛筆橫向移動對砂輪進行修整，所述定位支架11上沿砂輪4徑向設置長度刻度11a，以便于精確調整倒角金剛筆的修整量，拖板12頂面設置有以滑尺工作臺14轉軸為中心的角度刻度12a，以便于精確調整倒角金剛筆的修整角度。
作為上述技術方案的進一步改進，所述拖板12上與定位支架11上的長度刻度Ila對應設置有長度游標刻度12b形成游標直尺，所述滑尺工作臺14上與拖板12頂面的角度刻度12a對應設置有角度游標刻度14b形成游標角尺，使砂輪半切頂修整器的調整精度更聞。作為上述技術方案的進一步改進，所述滑尺工作臺14上設置滑槽14a，所述滑尺16活動嵌于滑槽14a內，所述滑尺鎖緊機構包括設置于滑槽14a —側的滑尺鑲條17和以螺紋配合方式由外向內穿過滑尺工作臺14并頂住滑尺鑲條17的鎖緊螺釘18，使用時，松開鎖緊螺釘調整滑尺至合適的位置，在對砂輪進行修整時，則擰緊鎖緊螺釘以固定滑尺。本實施例中，所述鎖緊螺釘的尾端伸出滑尺工作臺，其伸出段上旋入并緊螺母，使鎖緊螺釘鎖緊更加牢固可靠。作為上述技術方案的進一步改進，所述拖板12上設置導向槽12c，所述定位機架11上設置與導向槽12C配合的導向軌11b，所述拖板鎖緊機構包括設置于導向槽12c —側的拖板鑲條19和以螺紋配合方式由外向內穿過拖板12并頂住拖板鑲條19的鎖緊螺釘18， 需要調整倒角金剛筆的橫向位置時松開鎖緊螺釘，同樣，在修整砂輪時則擰緊鎖緊螺釘使拖板固定。作為上述技術方案的進一步改進，所述導向槽12c為燕尾槽，拖板鑲條被頂緊后，燕尾槽結構的導向槽可防止拖板從定位機架上脫落，也消除拖板與定位支架之間的間隙，使砂輪倒角修整時不易松動。作為上述技術方案的進一步改進，所述工作臺鎖緊機構包括工作臺鎖緊螺栓20，所述工作臺鎖緊螺栓20穿過滑尺工作臺14并旋入拖板12內，工作臺鎖緊螺栓與旋轉工作臺頂面之間設有彈簧墊圈，擰緊工作臺鎖緊螺栓即可使旋轉工作臺固定，操作方便。作為上述技術方案的進一步改進，所述位移測量裝置包括固定設置的千分表21，所述千分表21的量桿21a前端沿豎直方向頂住砂輪升降拖板3，通過千分表來測量砂輪升降拖板沿豎直方向的位移，準確度較高，由于砂輪升降拖板與砂輪同步升降，因此，測量砂輪升降拖板的位移即可測量砂輪的升降位移。作為上述技術方案的進一步改進，所述位移測量裝置還包括固定于磨床本體I上的表架22,所述千分表21固定于表架22上,便于千分表在機床本體上固定。利用本實施例的齒輪磨床對直齒插齒刀(模數M :5、壓力角a :20°、齒數Z:68、前角Y :5°、后角e:6°、主刃基圓直徑dbo = 89. 1736、半切頂基圓直徑(ΛΦο =62. 0930、到角點齒高h = 10. 128、到角點弦齒厚S = 10. 248，凸輪直徑=Dt = 190)進行精密磨制的加工步驟如下I)首先計算出半切頂插齒刀主刃安裝角α安=20° 10'再計算出砂輪半切頂調整角Λ α = 29° 00'；2)調整砂輪半切頂修整器使旋轉滑尺工作臺讀為0°，倒角金剛筆9a沿砂輪4徑向移動，且其移動軌跡與砂輪主刃修整器8的主刃金剛筆8a的移動軌跡在同一平面內。3)用α安調整Υ7125齒輪磨床安裝角，用Λ α調整砂輪半切頂修整器的角度，進行試磨；4)測量半切頂插齒刀主切削刃漸開線齒形，若不合格，調整安裝角直到主切削刃漸開線合格為止，再測量半切頂插齒刀交點齒高hc，求其與標準齒高h的差值Ah = h-hc,若Ah > O，則調整砂輪升降調節裝置5的手輪使砂輪升降拖板3向下移動Ah值(通過千分表讀升降位移)，若Ah < O，則調整砂輪升降調節裝置5的手輪使砂輪升降拖板向上動Ah值，以滿足交點高度的要求。若要修整砂輪半切頂△ α，則每移動半切頂橫向拖板一段距離，砂輪升降拖板就要向下移動相同的一段距離，以補償半切頂插齒刀交點位置高度，調整完成后對砂輪進行修整打磨；磨另一面齒形時，注意控制齒厚或交點齒高；
若要修整半切頂插齒刀主刃，每修整一次，就要從砂輪主刃修整器上讀取砂輪厚度減小值，再通過砂輪砂輪橫向調節裝置7的手輪將砂輪橫向移動與減小值相同的一段距離，同時，也調整砂輪向上移動(向上移動的值可用計算法或碰筆法求取)。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種可用于精密加工半切頂插齒刀的齒輪磨床，包括磨床本體(I)、分度裝置(2)、砂輪升降拖板(3)、砂輪(4)、砂輪升降調節裝置(5)、砂輪縱向調節裝置(6)、砂輪橫向調節裝置(7)和砂輪主刃修整器(8)，其特征在于還包括砂輪半切頂修整器(9)和用于測量砂輪(4)升降位移的位移測量裝置； 所述砂輪半切頂修整器包括倒角金剛筆(9a)和倒角金剛筆調節裝置，所述倒角金剛筆調節裝置調節倒角金剛筆(9a)與砂輪(4)側面之間角度和在砂輪(4)徑向上倒角金剛筆(9a)的移動量； 修整砂輪⑷倒角時，倒角金剛筆(9a)沿砂輪⑷徑向移動，且其移動軌跡與砂輪主刃修整器(8)的主刃金剛筆(8a)的移動軌跡在同一平面內。
2.根據權利要求I所述的可用于精密加工半切頂插齒刀的齒輪磨床，其特征在于還包括與砂輪(4)同步移動的砂輪罩支架(10)，所述倒角金剛筆調節裝置以可拆卸的方式固定連接于砂輪罩支架(10)上。
3.根據權利要求2所述的可用于精密加工半切頂插齒刀的齒輪磨床，其特征在于所述倒角金剛筆調節裝置包括與砂輪罩支架(10)可拆卸固定連接的定位機架(11)、設置于定位機架(11)上并可沿砂輪(4)徑向往復移動的拖板(12)、用于調節拖板(12)移動的拖板手輪(13)、用于鎖緊定位拖板(12)的拖板鎖緊機構、設置于拖板(12)頂面并可繞一條垂直于拖板(12)頂面的軸線轉動的滑尺工作臺(14)、用于調節滑尺工作臺(14)旋轉的工作臺手輪(15)、用于鎖緊定位滑尺工作臺(14)的工作臺鎖緊機構、可在滑尺工作臺(14)上滑動調節的滑尺(16)和用于鎖緊定位滑尺(16)的滑尺鎖緊機構，所述倒角金剛筆(9a)固定于滑尺(16)靠近砂輪⑷邊緣的一端，所述定位支架(11)上沿砂輪⑷徑向設置長度刻度(11a)，拖板(12)頂面設置有以滑尺工作臺(14)轉軸為中心的角度刻度(12a)。
4.根據權利要求3所述的可用于精密加工半切頂插齒刀的齒輪磨床，其特征在于所述拖板(12)上與定位支架(11)上的長度刻度(Ila)對應設置有長度游標刻度(12b)形成游標直尺，所述滑尺工作臺(14)上與拖板(12)頂面的角度刻度(12a)對應設置有角度游標刻度(14b)形成游標角尺。
5.根據權利要求4所述的可用于精密加工半切頂插齒刀的齒輪磨床，其特征在于所述滑尺工作臺(14)上設置滑槽(14a)，所述滑尺(16)活動嵌于滑槽(14a)內，所述滑尺鎖緊機構包括設置于滑槽(14a) —側的滑尺鑲條(17)和以螺紋配合方式由外向內穿過滑尺工作臺(14)并頂住滑尺鑲條(17)的鎖緊螺釘(18)。
6.根據權利要求5所述的可用于精密加工半切頂插齒刀的齒輪磨床，其特征在于所述拖板(12)上設置導向槽(12c)，所述定位機架(11)上設置與導向槽(12c)配合的導向軌(11b)，所述拖板鎖緊機構包括設置于導向槽(12c) —側的拖板鑲條(19)和以螺紋配合方式由外向內穿過拖板(12)并頂住拖板鑲條(19)的鎖緊螺釘(18)。
7.根據權利要求6所述的可用于精密加工半切頂插齒刀的齒輪磨床，其特征在于所述導向槽(12c)為燕尾槽。
8.根據權利要求7所述的可用于精密加工半切頂插齒刀的齒輪磨床，其特征在于所述工作臺鎖緊機構包括工作臺鎖緊螺栓(20)，所述工作臺鎖緊螺栓(20)穿過滑尺工作臺(14)并旋入拖板(12)內。
9.根據權利要求8所述的可用于精密加工半切頂插齒刀的齒輪磨床，其特征在于所述位移測量裝置包括固定設置的千分表(21)，所述千分表(21)的量桿(21a)前端沿豎直方向頂住砂輪升降拖板(3)。
10.根據權利要求9所述的可用于精密加工半切頂插齒刀的齒輪磨床，其特征在于所述位移測量裝置還包括固定于磨床本體(I)上的表架(22)，所述千分表(21)固定于表架(22)上。
全文摘要
本發明公開了一種可用于精密加工半切頂插齒刀的齒輪磨床，包括磨床本體、分度裝置、砂輪升降拖板、砂輪、砂輪升降調節裝置、砂輪縱向調節裝置、砂輪橫向調節裝置、砂輪主刃修整器、砂輪半切頂修整器和砂輪升降位移測量裝置；本發明在Y7125齒輪磨床的基礎上利用其原理設計半切頂修整器及位移測量工裝，實施成本低，實現了砂輪半切頂修整器的倒角金剛筆與砂輪側面之間角度以及在砂輪徑向上其倒角金剛筆的進給量均可依照數據調整，且由于主刃漸開線齒形和半切頂漸開線齒形是兩個修整器打磨，使齒形交點更清晰，可有效縮短調整角度的時間，提高了生產效率，同時，也能有效保證半切頂插齒刀的磨制精度，具有很好的推廣應用前景。
文檔編號B24B3/60GK102729104SQ20121005031
公開日2012年10月17日 申請日期2012年2月29日 優先權日2012年2月29日
發明者冉啟勇, 劉勝軍, 周捷泉, 戴新 申請人:重慶工具廠有限責任公司