变直径变螺距变牙型角螺旋的四轴联动导轮数控磨床制造技术

变直径变螺距变牙型角螺旋导轮数控磨床为磨床类，其特征为：它含有工件轴和直线轴联动加工导轮螺旋线的部件，砂轮进给轴和直线轴联动完成导轮轴剖面工作母线所需的插补运动部件，砂轮架旋转轴和直线轴联动使磨削刃与轴剖面工作母线各点切线重合的变牙型角部件，用砂轮架内的手动丝杠螺母幅在加工前调整螺旋角的部件及砂轮，砂轮架可在±１５度内摆动，螺旋角在０－１０度内调整，效率高，精度高，产品互换性好，适用于各类导轮加工。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种变直径变螺距变牙型角螺旋导轮数控磨床属于磨床制造
目前，轴承工业使用的螺旋导轮，按其工作母线的特征可以分成两类定直径定螺距定牙型角螺旋导轮和变直径变螺距变牙型角螺旋导轮。前者的轴剖面工作母线为直线而后者的轴剖面工作母线为曲线，如圆弧、双曲线等。轴剖面工作母线为直线的螺旋导轮只能制造出直母线的轴承滚子，只有轴剖面的工作母线为曲线的螺旋导轮才能制造出带凸度的滚子轴承，它在运动性能、工作寿命等多方面均优于直母线滚子轴承。因而用带凸度的滚子轴承代替直母线滚子轴承是滚子轴承产品的发展趋势。现在，轴承厂家只能用机械靠模法来近似地进行变直径螺旋导轮的加工。其原理是把一根一定直径的圆柱体斜置，作为磨头进给运动的靠模。用不断调整靠模倾角的方法来改变螺旋导轮轴剖面工作母线的凸度。然后再把加工好的螺旋导轮装于无心磨床上，检查用它加工出来的圆锥或圆柱滚子的凸度是否合适；若不合适，则需再把螺旋导轮从无心磨床上卸下，调整靠模的倾角，进行重磨，然后再重复以上进程。这种加工方法的缺点是工序长，对操作工的要求高；效率低；只能获得工作母线的近似值，精度低；由于靠模倾角的重复调整精度差，从而导致滚子工作母线精度的一致性差，影响了滚子的互换性。如果使用固定式靠模板来加工螺旋导轮，由于滚子种类繁多，长度和直径系列变化很大，加工不同的滚子需要使用不同的仿形靠模，既不经济而且加工要求也高，何况每次需更换靠模，也不方便。以上两种靠模仿形加工方法，其共同缺点是无法摆动砂轮架，从而砂轮磨削刃与导轮轴剖面工作母线各点的切线也就无法处处重合，不能获得理想的轴剖面工作母线，其单个产品的加工精度和批量产品的互换性问题也就无法解决。本专利技术的目的在于提供一种效率高、精度高、互换性好且可适用于不同直径、螺距、牙型角螺旋导轮加工的四轴联动的变直径变螺距变牙型角螺旋导轮数控磨床。其磨削工作原理示意图如附图说明图1所示C轴是工件轴，Z轴是工作台直线运动轴，X轴是砂轮插补直线进给轴，B轴是砂轮架旋转轴。C轴和Z轴联动可以完成螺旋导轮加工所必需的螺旋运动；Z轴与X轴联动可以完成螺旋导轮轴剖面工作母线所必需的砂轮进给插补运动；B轴和Z轴联动可以使砂轮架转动以完成变牙型角所需的运动，从而使砂轮磨削刃在磨削时与螺旋导轮轴剖面工作母线各点的切线处处重合。其中，A0为砂轮磨削刃中点，磨削时，砂轮磨削刃从A0点运动到A1点，这两点的法线分别为NN和N′N′，切线分别为MM和M′M′，两法线的夹角α即为B轴的转角，也就是砂轮架的转动角，在±15度范围以内变动。R为螺旋导轮轴剖面内工作母线的曲率半径，A2是A0点到A1点的任一过渡点。图2是上述四轴联动的变直径变螺距变牙型角螺旋导轮数控磨床的结构原理示意图。23是Z轴伺服电机，32是Z轴滚珠丝杠，40是Z轴减速器，48是Z轴直线运动导轨，在它们上面有C轴伺服电机23,C轴减速器40，工件主轴41，左、右夹具42和43，螺旋导轮工件44。46是床身，23是X轴伺服电机，32是X轴滚珠丝杠，48是X轴导轨，1是X轴溜板。23是B轴伺服电机，40是B轴减速器，32是B轴滚珠丝杠，29是B轴转台驱动架，以它们为主组成了转角在±15度内的无间隙的圆周运动微位移驱动机构。6是B轴转台，23是砂轮主轴电机，19是砂轮架，22是砂轮主轴，7是砂轮，以它们为主组成了砂轮架转动机构，在B轴转台驱动架29驱动下，砂轮架19可在±15度范围内转动，以实现牙型角变化所需的运动。在磨削加工前，装在砂轮架19内的手动丝杠螺母幅可以使驱动杆11通过同步驱动主轴箱体8、砂轮主轴电机支架20在两块导向板14的截面为梯形的圆弧形槽内运动使砂轮主轴22相对于在磨削时静止的砂轮中心作0～10度的转动来调节螺旋角的值以适应加工不同螺距、不同直径的螺旋导轮时的需要。本专利技术的特征在于它是一种作为工件轴的C轴、作为工作台移动轴的Z轴、作为砂轮架进给轴的X轴和作为砂轮架旋转轴的B轴四轴联动的用于磨削轴剖面工作母线为曲线的螺旋导轮数控磨床，它含有C轴和Z轴联动构成的完成导轮加工必须的螺旋运动的部件，X轴和Z轴联动构成的完成导轮轴剖面工作母线必须的砂轮进给插补运动部件，B轴和Z轴联动构成的以便使砂轮切削刃在磨削过程中与导轮轴剖面工作母线各点的切线处处重合所必须的变牙型角运动部件，装在砂轮架19内用于加工不同直径及不同螺距的螺旋导轮时所必须的螺旋角调整部件以及砂轮7，其中螺旋运动部件含有依次连接的C轴伺服电机23、减速器40、工件主轴41、左、右卡具42、43和卡在其中的螺旋导轮工件44，经过夹具51和螺旋导轮工件44相连的工作台45，固定在床身46上从底部驱动工作台45的Z轴丝杠螺母幅以及经过Z轴、直线滚动导轨48和工作台45滚动连接的床身46；插补运动部件含有依次连接的X轴伺服电机23、减速器40、X轴丝杠螺母幅以及经过螺母座30和X轴丝杠螺母幅相连的X轴溜板1；变牙型角运动部件含有转角在-15～+15度之间的无间隙的圆周运动微位移驱动机构、和该驱动机构中的B轴转台驱动架29用螺钉12相连而同时又和X轴溜板1用交叉滚珠轴承3连接的B轴转台6以及和B轴转台6用T型槽螺栓5连接的砂轮架19，上述无间隙的圆周运动微位移驱动机构含有B轴螺母座转动部件、B轴电机座转动部件及经过B轴联轴节37和B轴伺服电机23的主轴相连的B轴滚珠丝杠32，所述的B轴螺母座转动部件由和B轴滚珠丝杠32的螺母50、转轴31分别刚性连接的B轴螺母座30、先后经过两个角接触球轴承33、两个转轴31和B轴螺母座30相连且又和需作圆周运动的B轴转台6相连的B轴转台驱动架29及相应附件构成，所述的B轴电机座转动部件由用螺钉12固定在B轴转台6的支撑体X轴溜板1上的固定架36、先后经过另外两个转轴31、两个角接触球轴承33和固定架36连接且经过轴承35和B轴滚珠丝杠32的另一端紧配合的B轴伺服电机座34及相应附件构成；螺旋角调整部件含有砂轮主轴22、和砂轮主轴22同轴相连且当调整螺旋角时其轴线能相对于静止的砂轮中心旋转0～10度的主轴箱体8、输出轴上的皮带轮21经过皮带10和砂轮主轴22上的皮带轮21相连的砂轮主轴电机23及和它固定连接的电机支架20、沿着主轴箱体8的轴向分别用螺钉12固定在主轴箱体8右侧前、后端以供调整螺旋导轮工件44的螺旋角用的圆弧形导向键13，沿着砂轮主轴电机23的轴向分别用螺钉12固定在电机支架20前、后端以供调整上述螺旋角用的圆弧形导向键13，在调整螺旋角时可使主轴箱体8上的导向键13分别在开在导向板14上且和磨削时静止的砂轮中心同心的两个截面为梯形且带T型槽螺栓5的圆弧形槽内滑动的导向板14，在调整螺旋角时可使电机支架20上的导向键13分别在开在导向板14上且和磨削时静止的砂轮中心同心的两个截面为梯形且带T型螺栓5的圆弧形槽内滑动的另一块导向板14，用螺钉12把上述两块导向板14分别固定在自己两外侧的砂轮架19，从纵向贯穿砂轮架19和上述两块导向板14的中部且其一端进入主轴箱体8中而另一端穿过电机支架20后被螺母9锁住的驱动杆11，从砂轮架19顶部穿入能使与驱动螺母15径向贯穿的驱动杆11在和砂轮静止中心同心且开在砂轮架19和左、右导向板14中部的圆弧形槽内滑动以便在调整上述螺旋角时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变直径变螺距变牙型角螺旋导轮数控磨床，含有螺旋导轮加工必须的螺旋运动部件和砂轮架进给运动部件，其特征在于：它是一种作为工件轴的Ｃ轴、作为工作台移动轴的Ｚ轴、作为砂轮架进给轴的Ｘ轴和作为砂轮架旋转轴的Ｂ轴四轴联动的用于磨削轴剖面工作母线为曲线的螺旋导轮数控磨床，它含有：Ｃ轴和Ｚ轴联动构成的完成导轮加工必须的螺旋运动的部件，Ｘ轴和Ｚ轴联动构成的完成导轮轴剖面工作母线必须的砂轮进给插补运动部件，Ｂ轴和Ｚ轴联动构成的以便使砂轮切削刃在磨削过程中与导轮轴剖面工作母线各点的切线处处重合所必须的变牙型角运动部件，装在砂轮架（１９）内用于加工不同直径及不同螺距的螺旋导轮时所必须的螺旋角调整部件以及砂轮（７），其中螺旋运动部件含有依次连接的Ｃ轴伺服电机（２３）、减速器（４０）、工件主轴（４１）、左、右卡具（４２）、（４３）和卡在其中的螺旋导轮工件（４４），经过夹具（５１）和螺旋导轮工件（４４）相连的工作台（４５），固定在床身（４６）上从底部驱动工作台（４５）的Ｚ轴丝杠螺母幅以及经过Ｚ轴直线滚动导轨（４８）和工作台（４５）滚动连接的床身（４６）；插补运动部件含有依次连接的Ｘ轴伺服电机（２３）、减速器（４０）、Ｘ轴丝杠螺母幅以及经过螺母座（３０）和Ｘ轴丝杠螺母幅相连的Ｘ轴溜板（１）；变牙型角运动部件含有转角在－１５～＋１５度之间的无间隙的圆周运动微位移驱动机构、和该驱动机构中的Ｂ轴转台驱动架（２９）用螺钉（１２）相连而同时又和Ｘ轴溜板（１）用交叉滚珠轴承（３）连接的Ｂ轴转台（６）以及和Ｂ轴转台（６）用Ｔ型槽螺栓（５）连接的砂轮架（１９），上述无间隙的圆周运动微位移驱动机构含有Ｂ轴螺母座转动部件、Ｂ轴电机座转动部件及经过Ｂ轴联轴节（３７）和Ｂ轴伺服电机（２３）的主轴相连的Ｂ轴滚珠丝杠（３２），所述的Ｂ轴螺母座转动部件由和Ｂ轴滚珠丝杠（３２）的螺母（５０）、转轴（３１）分别刚性连接的Ｂ轴螺母座（３０）、先后经过两个角接触球轴承（３３）、两个转轴（３１）和Ｂ轴螺母座（３０）相连且又和需作圆周运动的Ｂ轴转台（６）相连的Ｂ轴转台驱动架（２９）及相应附件构成，所述的Ｂ轴电机座转动部件由用螺钉（１２）固定在Ｂ轴转台（６）的支撑体Ｘ轴溜板（１）上的固定架（３６）、先后经过另外两个转轴（３１）、两个角接触球轴承（３３）和固定架（３６）连接且经过轴承（３５）和Ｂ轴滚珠丝杠（３２）的另一端紧配合的Ｂ轴伺服电机座（３４）及相应附件构成；螺旋角调整部件含...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王作钧，吴行飞，宋援朝，谷立恒，肖业喜，
申请(专利权)人：北京市机电研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]