一种用于扭力轴齿根滚压的数控滚压机床制造技术

本发明专利技术提供一种用于扭力轴齿根滚压加工的数控齿根滚压机床，该机床可以对扭力轴齿根进行滚压加工，提高了齿根滚压加工效率。其包括机床主体、左顶尖、齿根滚压头、接近开关、扭力轴与进给机构同步运动结构、数控分度转台、液压卡盘、回转液压缸、辅助支撑、数控系统和液压系统；本发明专利技术对齿根进行滚压时，由于需要对扭力轴定位卡紧，因此利用液压卡盘卡紧扭力轴，同时左顶尖对扭力轴进行轴向定位；在齿根滚压时需要扭力轴分度，利用数控分度转台带动扭力轴实现分度转动。因此本发明专利技术可以实现各种型号的扭力轴花键数控滚压加工，提高了滚压的效率，降低成本。

A CNC rolling machine for torsion shaft and root rolling

The invention provides a numerical control tooth root rolling machine tool for rolling the tooth root of a torsion shaft, which can roll the tooth root of a torsion shaft and improve the efficiency of tooth root rolling. It includes the main body of the machine tool, the left apex, the root rolling head, the proximity switch, the synchronous motion structure of the torsion shaft and the feed mechanism, the numerical control dividing table, the hydraulic chuck, the rotary hydraulic cylinder, the auxiliary support, the numerical control system and the hydraulic system. The hydraulic chuck is used to clamp the torsion shaft, and the left apex is used to locate the torsion shaft axially; the indexing of the torsion shaft is needed when the tooth root is rolled, and the indexing rotation of the torsion shaft is realized by the numerical control indexing table. Therefore, the invention can realize the numerical control rolling processing of various types of torsion shaft splines, improve the rolling efficiency and reduce the cost.

【技术实现步骤摘要】
一种用于扭力轴齿根滚压的数控滚压机床
本专利技术涉及一种数控滚压机床，具体涉及一种用于扭力轴齿根滚压加工的数控滚压机床。
技术介绍
目前，特种车辆的悬挂装置大多数是采用扭力轴悬挂系统。扭力轴是履带式车辆悬挂装置中的重要零部件，车辆在不平的路面行驶时，扭力轴通过弹性扭转和释放能量，以达到缓冲和减震的目的。在工作过程中，扭力轴经常受到大应力、大应变、冲击和交变扭矩载荷的作用，容易从齿根处发生疲劳断裂，成为制约车辆整体性能的瓶颈。因此，提高扭力轴工作性能及疲劳寿命至关重要。对表面加工强化的工艺方法有很多种，在扭力轴实际生产加工过程中，一般采用滚压加工处理的方法。目前，普通型的扭力轴齿根滚压机床已经在生产线上广泛使用，但是其使用过程中仍然存在许多问题，不利于产品的大规模的生产和开发。主要问题有以下几点：(1)齿根滚压机床的分度转台采用的是机械式分度转台，转台分度时其分度角是恒定的，故每一种齿根滚压机床只能滚压一种花键型号的扭力轴。(2)在进行扭力轴齿根对刀时，需要工人手工对刀，操作不方便，效率低，而且存在对刀不准现象。(3)采用单轮滚压装置，滚压过程中，扭力轴会受到一个很大的径向力，易于使扭力轴在滚压过程中产生较大的弯曲变形，从而影响扭力轴齿根滚压效果。(4)传统机床装夹卡盘是普通机械卡盘，工人在进行齿根滚压加工时，采用手工夹紧，不能准确控制夹紧力，增加工人劳动量。(5)需要工人手工进行机床和工件的润滑和冷却，存在着加工过程中效率低、油液污染大、操作危险等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的就是致力于解决上述问题，提出一种用于扭力轴齿根滚压加工的数控滚压机床，该机床可以对扭力轴齿根进行滚压，提高滚压加工效率。本专利技术的技术方案如下：一种用于扭力轴齿根滚压加工的数控滚压机床，其特征在于，包括机床主体、齿根滚压头、接近开关、左侧顶尖、扭力轴与进给机构同步运动结构、数控分度转台、液压卡盘、回转液压缸、全封闭防护外罩、辅助支撑、精密油雾冷却系统、数控系统以及液压系统；其中液压卡盘安装在数控分度转台上，数控分度转台通过螺栓固定在机床中托板上，并随中托板的运动而运动。当对扭力轴齿根进行滚压时，齿根滚压头通过底部四个螺栓固定在机床原主轴箱位置处；左侧内顶尖固定在进给同步运动结构上，实现对扭力轴左侧轴向定位，并跟随着拖板箱沿轴向方向进给；接近开关安装在左顶尖上；精密油雾冷却系统安装在齿根滚压头上，对齿根滚压加工进行润滑和冷却；数控分度转台和液压卡盘通过过渡装置连接，数控分度转台固定在托板箱上的中托板上；扭力轴通过液压卡盘卡紧，随拖板箱轴向同步进给；辅助支撑对扭力轴进行尾端支撑，增加系统整体刚度，减小变形量。数控系统控制数控分度转台电机转动，驱动数控分度转台分度转动，从而带动扭力轴实现分度转动；液压系统控制齿根滚压头的滚压力，驱动齿根滚压头对扭力轴齿根进行滚压，控制液压卡盘的卡紧力，实现对扭力轴卡紧。进一步地，现有技术中的传统滚压机床都采用单轮滚压装置，滚压过程中，扭力轴会承受一个很大的径向滚压力，易于使扭力轴在滚压过程中产生较大的弯曲变形，从而影响扭力轴齿根滚压效果，本专利技术采用多滚轮对称滚压装置结构，在进行扭力轴齿根滚压加工时，工件在径向受到的是多个对称的均等压力，互相平衡，处于合理的受力状态，因此工件不易弯曲和变形，可以达到理想的滚压效果。具体地，齿根滚压头的多个滚轮成中心对称分布，分别对齐扭力轴花键端的多个齿根中心，在齿根滚压过程中，数控转台带动液压卡盘分度转动，液压卡盘在液压系统的控制下夹紧扭力轴带动扭力轴分度转动，其分度转动角在数控系统控制下根据实际加工的扭力轴伺服调节；在液压系统的控制下实现滚压力实时调节，从而实现扭力轴齿根滚压加工。进一步地，所述的齿根对刀装置采用接近开关进行自动对刀，接近开关安装在齿根滚压头上，根据接近开关的检出距离和齿顶圆半径确定接近开关的安装位置，可以根据不同扭力轴花键调整接近开关的安装距离。在进行齿根对刀时，将扭力轴沿一个方向转动一个角度，当接近开关与花键之间的距离小于设定的距离时，接近开关会驱动数控系统提供控制指令使扭力轴停止转动，此时滚压刀对准的是花键齿顶，只需要将扭力轴转动半个齿夹角就可以完成扭力轴齿根自动对刀。进一步地，本专利技术自动对刀的具体方法为：接近开关到主轴中心的距离为L0，花键任意位置的半径为r，则接近开关到花键表面的距离L＝L0-r，所以当r为齿顶圆ra时，此时L取其最小值Lmin，选取接近开关的检测距离为Lmin，当接近开关检测到齿顶时，驱动数控系统提供控制指令使扭力轴停止转动，只需要将扭力轴转动半个齿夹角就可以完成扭力轴齿根自动对刀。进一步地，所述的液压系统包括液压泵站、PID控制单元、电磁比例减压阀以及压力传感器；液压泵站系统先启动低压大流量泵，滚压装置在液压作用下完成快速进给，后启动高压小流量泵，高压泵在工作时高压油导通顺序阀打开，低压泵卸载；电磁比例减压阀安装在液压泵站的输出油管路，压力传感器安装在电磁比例减压阀的输出油管路，其中电磁比例减压阀的输出油管路与外圆滚压头液压缸相连，压力传感器将检测到的压力信号转换为电压信号，送到下位机PLC中，通过PLC中的PID控制单元，产生控制压力值电压信号，传送至比例放大器的输入端，控制比例减压阀阀芯运动，从而控制滚压油缸的滚压压力。进一步地，所述的精密油雾冷却系统采用自动润滑，可根据中托板移动的频率由PLC自动调整润滑时间，对齿根滚压部分进行润滑冷却。精密油雾冷却系统安装在齿根压头上，润滑油、空气流动调节简单，润滑油通过液压伺服系统极其精确地喷洒刀滚压部分，使工人操作更加方便，安全性更强。有益效果(1)本专利技术在进行扭力轴齿根滚压加工时，每滚压完一组齿根，需要扭力轴旋转一个角度后，对扭力轴新的一组齿根进行滚压加工，来实现扭力轴齿根滚压加工；本专利技术通过液压系统控制液压卡盘的夹紧力，实现扭力轴的夹紧；数控系统控制数控转台转动，实现其分度转动角的伺服调节，进而实现一台机床对不同参数花键的扭力轴进行滚压加工。(2)本专利技术采用接近开关对扭力轴齿根进行自动对刀，当接近开关检测到花键齿顶时，驱动数控系统提供控制指令使扭力轴停止转动，从而完成扭力轴齿根的自动对刀。使工人操作更加方便，安全性更强，提高生产效率。(3)本专利技术的齿根滚压头采用多滚轮对称滚压装置结构，在进行扭力轴齿根滚压加工时，扭力轴在径向受到多个均等的滚压力，互相平衡，相互抵消，处于合理的受力状态，因此扭力轴在滚压过程中不易弯曲和变形。(4)本专利技术通过PLC中PID控制单元产生控制压力值的电压信号，传送至比例放大器的输入端，控制比例减压阀阀芯运动，从而控制滚压油缸的滚压压力，可以实现齿根滚压过程中恒压输出，提高齿根滚压质量和精度。(5)本专利技术中的精密油雾冷却系统采用自动润滑，可根据中托板移动的频率由PLC自动调整润滑时间，对齿根滚压部分进行润滑冷却。精密油雾冷却系统安装在齿根压头上，润滑油、空气流动调节简单，润滑油通过液压伺服系统极其精确地喷洒刀滚压部分，使工人操作更加方便，安全性更强。附图说明图1为扭力轴图2为扭力轴齿根数控滚压机床的安装示意图图3为齿根滚压头1-拖板箱，2-机床主体，3-左顶尖，4-接近开关，5-齿根滚压头，6-精密油雾冷却系统，7-扭力轴与进给机构同步运动结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于扭力轴齿根滚压加工的数控滚压机床，其特征在于，包括拖板箱(1)，机床主体(2)，左顶尖(3)，接近开关(4)，齿根滚压头(5)，精密油雾冷却系统(6)，扭力轴与进给机构同步运动结构(7)，回转液压缸(8)，数控分度转台(9)，液压卡盘(10)，扭力轴(11)，机床辅助支撑(12)，地面辅助支撑(13)，数控系统(14)以及液压系统(15)；在进行扭力轴齿根滚压加工时：左顶尖(3)通过固定在扭力轴和进给机构同步运动结构(7)上，与拖板箱(1)实现轴向同步进给，并对扭力轴实现轴向定位；接近开关(4)安装在左顶尖(3)上；齿根滚压头(5)通过螺栓连接固定在机床主体(2)上，在滚压过程中保持静止；精密油雾冷却系统(6)安装在齿根滚压头(5)上，对齿根滚压加工进行润滑和冷却；数控分度转台(9)和液压卡盘(10)通过过渡装置连接，数控分度转台(9)固定在中托板上；扭力轴(11)通过液压卡盘卡紧，随拖板箱(1)轴向同步进给；机床辅助支撑(12)对扭力轴进行尾端支撑，增加系统整体刚度，减小变形量；底面辅助支撑(13)与机床辅助支撑(12)共同支撑扭力轴，方便扭力轴工件的安装与卸载；数控系统控制数控分度转台电机转动，驱动数控分度转台(9)分度转动，从而带动扭力轴实现分度转动；液压系统控制齿根滚压头(5)的滚压力，驱动齿根滚压头对扭力轴齿根进行滚压，控制液压卡盘(10)的卡紧力，实现对扭力轴卡紧。...

【技术特征摘要】
1.一种用于扭力轴齿根滚压加工的数控滚压机床，其特征在于，包括拖板箱(1)，机床主体(2)，左顶尖(3)，接近开关(4)，齿根滚压头(5)，精密油雾冷却系统(6)，扭力轴与进给机构同步运动结构(7)，回转液压缸(8)，数控分度转台(9)，液压卡盘(10)，扭力轴(11)，机床辅助支撑(12)，地面辅助支撑(13)，数控系统(14)以及液压系统(15)；在进行扭力轴齿根滚压加工时：左顶尖(3)通过固定在扭力轴和进给机构同步运动结构(7)上，与拖板箱(1)实现轴向同步进给，并对扭力轴实现轴向定位；接近开关(4)安装在左顶尖(3)上；齿根滚压头(5)通过螺栓连接固定在机床主体(2)上，在滚压过程中保持静止；精密油雾冷却系统(6)安装在齿根滚压头(5)上，对齿根滚压加工进行润滑和冷却；数控分度转台(9)和液压卡盘(10)通过过渡装置连接，数控分度转台(9)固定在中托板上；扭力轴(11)通过液压卡盘卡紧，随拖板箱(1)轴向同步进给；机床辅助支撑(12)对扭力轴进行尾端支撑，增加系统整体刚度，减小变形量；底面辅助支撑(13)与机床辅助支撑(12)共同支撑扭力轴，方便扭力轴工件的安装与卸载；数控系统控制数控分度转台电机转动，驱动数控分度转台(9)分度转动，从而带动扭力轴实现分度转动；液压系统控制齿根滚压头(5)的滚压力，驱动齿根滚压头对扭力轴齿根进行滚压，控制液压卡盘(10)的卡紧力，实现对扭力轴卡紧。2.根据权利要求1所述的数控滚压机床，其特征在于：所述数控滚压机床是在CK6150型卧式数控车床的基础上进行数控改造和机械结构优化。3.根据权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁志强，王西彬，王康，沈文华，滕龙龙，孙宏昌，周天丰，杨洪建，李宏伟，王洪臣，魏玉春，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11