專利名稱：平面二次包絡環(huán)面蝸桿專用磨頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種平面二次包絡環(huán)面蝸桿專用磨頭，屬于平面二次包絡環(huán)面蝸桿加 工設備制造技術領域。
背景技術：
平面二次包絡環(huán)面蝸桿(簡稱“環(huán)面蝸桿”)專用磨頭是環(huán)面蝸桿機床的關鍵部 件。目前國內所有的環(huán)面蝸桿機床無論是普通型還是數控型，都是將環(huán)面蝸桿的車削和磨 削放在同一臺機床上進行。車削時安裝車刀座，磨削時將車刀座取下，換上專用磨頭。由于 平面二次包絡環(huán)面蝸桿的加工過程復雜，磨削前需對磨頭的砂輪工作角度、工作高度、磨頭 在刀臺上的回轉半徑以及基圓半徑等4個參數手動調整，在磨削過程中還需要多次補償、 修整砂輪等。同時，為了避免磨削小規(guī)格工件時磨頭與工件的干涉，磨頭體積要盡可能小。 在體積小，調整環(huán)節(jié)多的情況下，要保證磨頭具有足夠的剛性和很高的精度，一直是業(yè)內難 以解決的問題。另外，國內現有磨頭大多結構復雜、磨頭參數調整麻煩，精度不能保證，砂輪 修整、補償需要停機后手動進行，存在安全隱患，精度低、效率低。因此，國內急需高效、高精 度、結構簡單、調整方便、性能穩(wěn)定可靠的環(huán)面蝸桿磨頭。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的技術問題設計一種平面二次包絡環(huán)面蝸桿專用磨頭，整機結構設 計巧妙，不論砂輪工作角度如何調整，砂輪工作面始終與砂輪傾斜角調整軸重合，調整砂輪 角度不影響砂輪高度變化，減少了砂輪高度調整環(huán)節(jié)，且砂輪補償修整自動化程度高，克服 了現有磨頭精度低、剛性差、調整麻煩、砂輪補償修整自動化程度低的缺點。本發(fā)明的技術解決方案一種平面二次包絡環(huán)面蝸桿專用磨頭，包括十字滑臺 (2)。十字滑臺(2)上裝有磨頭立柱(3)，軸套(13)水平安裝在磨頭立柱(3)上，前法蘭
(11)和后法蘭(12)安裝在軸套(13)的兩端，且前法蘭(11)和后法蘭(12)的內端面分別 與磨頭立柱(3)的兩外端面貼合；調整蝸輪(15)安裝在軸套(13)上，調整蝸桿(17)安裝 在磨頭立柱(3)上，且調整蝸桿(17)與調整蝸輪(15)相嚙合；前法蘭(11)的外端面上裝 有補償導軌條I (14)，磨具(9)的內端面上裝有補償導軌條II (10)，且補償導軌條II (10) 和補償導軌條I (14)配合將磨具(9)支撐在補償導軌條I (14)上；砂輪(8)安裝在磨具(9) 的主軸上，且砂輪(8)的工作面與軸套(13)的中心軸線重合；磨頭立柱(3)內安裝有夾緊 機構(18)，且夾緊機構(18)的夾緊螺栓頭部與前法蘭(11)內端面的T型槽配合；后法蘭
(12)的外端面裝有電機(19)，電機(19)主軸上固定的皮帶輪通過皮帶(20)與磨具(9)主 軸上固定的皮帶輪連接。所述軸套(13)上裝有角度編碼器(16)。所述前法蘭(11)的外端面上裝有砂輪修整器(21)，磨具(9)上固定有修整基準 塊(22)，且修整基準塊(22)的基準面與砂輪(8)工作面的距離為一固定數值L ；砂輪修整 器(21)由修整器底座(31)、修整油缸(32)、固定活塞(33)、修整筆座(34)、活塞桿(35)、油缸導軌條(36)、底座導軌條(37)、端面法蘭(38)及修正筆(39)構成；修整器底座(31)固 定在前法蘭(11)的外端面上，修整器底座(31)的底部制有凹槽(40)，兩端固定有端面法 蘭(38)，凹槽(40)的兩側壁上固定有底座導軌條(37)，修整油缸(32)的兩側壁上固定有 油缸導軌條(36)，且油缸導軌條(36)與底座導軌條(37)相配合，固定活塞(33)位于修整 油缸(32)中，且固定活塞(33)的兩端連接有活塞桿(35)，活塞桿(35)的兩端固定在兩端 面法蘭(38)上，修整筆座(34)固定在修整油缸(32)的上端面，修整筆座(34)的頂端固定 有修正筆(39)。所述磨具(9)上裝有砂輪補償機構，砂輪補償機構由補償絲桿(23)、補償蝸輪 (25)、補償蝸桿(26)、補償電機(27)及補償螺母(30)構成；補償螺母(30)固定在磨具(9) 的后端，補償絲桿(23)螺紋端與補償螺母(30)配合，另一端固定有補償蝸輪(25)且通過 軸承塊(24)固定在前法蘭(11)上，補償蝸桿(26)、補償電機(27)均安裝在前法蘭(11) 上，且補償蝸桿(26)與補償蝸輪(25)相嚙合，補償電機(27)主軸上固定的皮帶輪通過皮 帶(28)與補償蝸桿(26)上固定的皮帶輪連接。所述十字滑臺(2)的上下兩端面上制有相互垂直的“V”型導軌，下“V”型導軌與 機床圓刀臺(1)上端面的“V”型槽配合，上“V”型導軌與磨頭立柱(3)下端面的“V”型槽 配合；徑向調整絲桿(4)的一端通過軸承塊(5)安裝在圓臺面(1)上，另一端與十字滑臺 (2)螺紋連接，橫向調整絲桿(6)的一端通過軸承塊(7)安裝在十字滑臺(2)上，另一端與 磨頭立柱(3)螺紋連接。所述活塞桿(35)內制有通油孔(40)。所述修整油缸(32)的側面安裝有行程撞塊(41)，修整器底座(31)的兩端安裝有 接近開關II (42)，且行程撞塊(41)與接近開關II (42)位于同側。 所述補償電機(27)主軸旁裝有接近開關I (29)。本發(fā)明與現有技術相比具有的優(yōu)點和效果1、本發(fā)明砂輪工作角度調整機構設計巧妙，不論砂輪工作角度如何調整，砂輪工 作面始終與砂輪傾斜角調整軸重合，取消了砂輪高度調整機構，減少了調整環(huán)節(jié)，使得磨頭 剛性更好，精度更高。2、本發(fā)明在砂輪工作角度調整機構上安裝有精密數顯尺，并設有液壓自動夾緊機 構，將調整精度提高到0.001度，保證了砂輪工作角度調整的精確度以及磨頭剛性，提高了 磨頭自動化水平。3、本發(fā)明通過調整絲桿和精密V形導軌調整基圓半徑和磨削半徑，使基圓半徑和 磨削半徑調整更方便、準確、可靠。4、本發(fā)明砂輪修整、補償采用液壓驅動全自動進行，實現了在磨削過程中不停機 自動修整、自動補償，代替了普通磨頭需人工手動操作，且補償導軌采用高精度、高剛性滾 動直線導軌，保證了砂輪修整精度、補償的靈敏性、可靠性及磨頭的高剛性，提高了磨削工 作效率，保護了操作者的安全。5、本發(fā)明采用全封閉防護設計，體積小、剛性高、精度高，可以滿足最小中心距 60MM的工件加工要求，達到了預期的效果。


圖1為本發(fā)明的結構主視圖，圖2為本發(fā)明的結構俯視圖，圖3為圖1的A-A剖視圖，圖4為圖2的B-B剖視圖，圖5為本發(fā)明砂輪修整器的結構剖視圖，圖6為圖5的C-C剖視圖，圖7為本發(fā)明砂輪補償機構的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖1、2、3、4、5、6、7詳細描述本發(fā)明的一種實施例。一種平面二次包絡環(huán)面蝸桿專用磨頭，其十字滑臺2的上下兩端面上制有相互垂 直的“V”型導軌，下“V”型導軌與機床圓刀臺1上端面的“V”型槽配合，上“V”型導軌與磨 頭立柱3下端面的“V”型槽配合；徑向調整絲桿4的一端通過軸承塊5安裝在圓臺面1上， 另一端與十字滑臺2螺紋連接，橫向調整絲桿6的一端通過軸承塊7安裝在十字滑臺2上， 另一端與磨頭立柱3螺紋連接。磨頭立柱3通過其下端面的“V”型導軌安裝在十字滑臺2上，軸套13水平安裝在 磨頭立柱3上，前法蘭11和后法蘭12安裝在軸套13的兩端，且前法蘭11和后法蘭12的 內端面分別與磨頭立柱3的兩外端面貼合；調整蝸輪15安裝在軸套13上，調整蝸桿17安 裝在磨頭立柱3上，且調整蝸桿17與調整蝸輪15相嚙合；前法蘭11的外端面上裝有補償 導軌條I 14，磨具9的內端面上裝有補償導軌條II 10，且補償導軌條II 10和補償導軌條 I 14配合將磨具9支撐在補償導軌條114上，保證了砂輪補償的靈敏性、精度及高的剛性； 砂輪8安裝在磨具9的主軸上，且砂輪8的工作面與軸套13的中心軸線重合；磨頭立柱3 內安裝有按圓周均布的四個液壓夾緊機構18，且夾緊機構18的夾緊螺栓頭部與前法蘭11 內端面的T型槽配合，磨頭工作時，液壓夾緊機構將前法蘭夾緊在磨頭立柱上，保證了砂輪 工作角度的準確、可靠；后法蘭12的外端面裝有電機19，電機19主軸上固定的皮帶輪通過 皮帶20與磨具9主軸上固定的皮帶輪連接帶動砂輪旋轉，砂輪驅動采用普通異步電機，通 過同步齒形帶傳動，既滿足了傳動功率要求，又可以適應磨具軸向補償時的竄位需要。調整 砂輪角度時，電機連同后法蘭與軸套及前法蘭一起轉動，砂輪工作平面始終與角度調整軸 套13的中心軸線重合，調整砂輪角度不影響砂輪高度變化，減少了砂輪高度調整環(huán)節(jié)。軸 套13上裝有角度編碼器16，用于測量砂輪工作角度并通過數顯表或機床數控顯示器顯示 砂輪角度數值，提高了砂輪工作角度調整的精度。前法蘭11的外端面上裝有砂輪修整器21，磨具9上固定有修整基準塊22，且修整 基準塊22的基準面與砂輪8工作面的距離為一固定數值L，用于確定砂輪的正確平面位置； 砂輪修整器21由修整器底座31、修整油缸32、固定活塞33、修整筆座34、活塞桿35、油缸導 軌條36、底座導軌條37、端面法蘭38及修正筆39構成；修整器底座31固定在前法蘭11的 外端面上，修整器底座31的底部制有凹槽40，兩端固定有端面法蘭38，凹槽40的兩側壁上 固定有底座導軌條37，修整油缸32的兩側壁上固定有油缸導軌條36，且油缸導軌條36與 底座導軌條37相配合，保證了油缸移動的直線性，同時防止油缸移動時擺動。固定活塞33
6位于修整油缸32中，且固定活塞33的兩端連接有活塞桿35，活塞桿35的兩端固定在兩端 面法蘭38上，修整筆座34固定在修整油缸32的上端面，修整筆座34的頂端固定有修正筆 39。活塞桿35內制有通油孔40。修整油缸32的側面安裝有行程撞塊41，修整器底座31 的兩端安裝有接近開關II 42，且行程撞塊41與接近開關II 42位于同側。底座31上面安 裝有密封件43，防止切屑進入修整器。磨具9上裝有砂輪補償機構，砂輪補償機構由補償絲桿23、補償蝸輪25、補償蝸桿 26、補償電機27及補償螺母30構成；補償螺母30固定在磨具9的后端，補償絲桿23螺紋 端與補償螺母30配合，另一端固定有補償蝸輪25且通過軸承塊24固定在前法蘭11上，補 償蝸桿26、補償電機27均安裝在前法蘭11上，且補償蝸桿26與補償蝸輪25相嚙合，補償 電機27主軸上固定的皮帶輪通過皮帶28與補償蝸桿26上固定的皮帶輪連接。補償電機 27主軸旁裝有接近開關I 29。磨頭安裝將磨頭整體吊到機床圓刀臺上面，使磨頭十字滑臺2底面的V型導軌對 準機床圓刀臺臺面的V型槽后輕輕放下，帶好夾緊螺母并稍微夾緊；工作原理1、調整基園半徑松開十字滑臺2與磨頭立柱3的夾緊螺母，轉動絲桿6使磨頭立 柱3在十字滑臺2上端面的“V”型導軌上移動，達到調整磨頭基園半徑的目的，磨頭基園半 徑調整到位后擰緊夾緊螺母即可。2、調整磨削半徑松開十字滑臺2與機床圓臺面1的夾緊螺母，轉動絲桿4使十字 滑臺2在機床圓臺面1上端面的“V”型槽上移動調整磨頭磨削半徑，使砂輪外圓進入工件 螺旋槽底面后擰緊夾緊螺母即可。3、砂輪工作角度調整。松開液壓夾緊機構18，旋裝調整蝸桿17帶動調整蝸輪15 旋轉，進而帶動軸套13旋轉，軸套13帶動前法蘭11和后法蘭12同步旋轉，安裝在法蘭11 上的磨具9隨之旋轉，使砂輪8工作角度調整到通過角度編碼器16顯示的數值等于工件母 平面傾斜角后，通過液壓夾緊機構18將前法蘭11和后法蘭12與磨頭立柱3夾緊即可。砂 輪工作角度調整過程中砂輪工作面始終與軸套13軸線重合，減少了砂輪高度調整機構。4、修整筆安裝磨具9上固定有修整基準塊22，且修整基準塊22的基準面與砂輪 8工作面的距離為一固定數值L ；按L數值搭測量塊規(guī)與基準面接觸，安裝修正筆34時將筆 尖與塊規(guī)另一平面接觸，使筆尖緊貼在塊規(guī)面上，擰緊緊固螺釘，即可確定砂輪工作平面的 準確位置。5、砂輪自動補償磨削過程中需要修整砂輪時，先按一下操作面板上的補償按鈕， 啟動砂輪補償機構，通過補償電機27-皮帶28-蝸桿26-蝸輪25-絲桿23-螺母30帶動磨 具9移動，砂輪8軸向微量進給。補償電機27軸側裝有接近開關29，電機轉動，軸上撞塊 觸發(fā)接近開關后電機停止，通過調整電機軸上撞塊角度，可以調整砂輪補償量。新砂輪換上 后，反向連續(xù)轉動補償電機，將磨具后退，使新砂輪的工作面調整到正確的位置。6、砂輪自動修整砂輪自動補償完成后，按動操作面板上的修整按鈕，啟動砂輪修 整器，當活塞桿35左端進油時，推動修整油缸32向左端移動，當油缸移動到左端極限位置 時，行程撞塊41觸發(fā)接近開關II 42，使活塞桿35右端進油，左端回油，使油缸向右端移動， 當油缸移動到右端極限位置時，行程撞塊41觸發(fā)另一個接近開關II 42使油缸停止。油缸 移動時帶動修整筆34移動，完成一個修整循環(huán)動作。修整、補償可重復進行。
本發(fā)明配數控數控機床時，可將修整、補償操作指令編入加工程序，由數控系統(tǒng)控 制，自動進行。
權利要求
一種平面二次包絡環(huán)面蝸桿專用磨頭，包括十字滑臺(2)，其特征是十字滑臺(2)上裝有磨頭立柱(3)，軸套(13)水平安裝在磨頭立柱(3)上，前法蘭(11)和后法蘭(12)安裝在軸套(13)的兩端，且前法蘭(11)和后法蘭(12)的內端面分別與磨頭立柱(3)的兩外端面貼合；調整蝸輪(15)安裝在軸套(13)上，調整蝸桿(17)安裝在磨頭立柱(3)上，且調整蝸桿(17)與調整蝸輪(15)相嚙合；前法蘭(11)的外端面上裝有補償導軌條I(14)，磨具(9)的內端面上裝有補償導軌條II(10)，且補償導軌條II(10)和補償導軌條I(14)配合將磨具(9)支撐在補償導軌條I(14)上；砂輪(8)安裝在磨具(9)的主軸上，且砂輪(8)的工作面與軸套(13)的中心軸線重合；磨頭立柱(3)內安裝有夾緊機構(18)，且夾緊機構(18)的夾緊螺栓頭部與前法蘭(11)內端面的T型槽配合；后法蘭(12)的外端面裝有電機(19)，電機(19)主軸上固定的皮帶輪通過皮帶(20)與磨具(9)主軸上固定的皮帶輪連接。
2.根據權利要求1所述的平面二次包絡環(huán)面蝸桿專用磨頭，其特征是所述軸套(13) 上裝有角度編碼器(16)。
3.根據權利要求1或2所述的平面二次包絡環(huán)面蝸桿專用磨頭，其特征是所述前法 蘭(11)的外端面上裝有砂輪修整器(21)，磨具(9)上固定有修整基準塊(22)，且修整基準 塊(22)的基準面與砂輪(8)工作面的距離為一固定數值L ；砂輪修整器(21)由修整器底 座(31)、修整油缸(32)、固定活塞(33)、修整筆座(34)、活塞桿(35)、油缸導軌條(36)、底 座導軌條(37)、端面法蘭(38)及修正筆(39)構成；修整器底座(31)固定在前法蘭(11)的 外端面上，修整器底座(31)的底部制有凹槽(40)，兩端固定有端面法蘭(38)，凹槽(40)的 兩側壁上固定有底座導軌條(37)，修整油缸(32)的兩側壁上固定有油缸導軌條(36)，且油 缸導軌條(36)與底座導軌條(37)相配合，固定活塞(33)位于修整油缸(32)中，且固定活 塞(33)的兩端連接有活塞桿(35)，活塞桿(35)的兩端固定在兩端面法蘭(38)上，修整筆 座(34)固定在修整油缸(32)的上端面，修整筆座(34)的頂端固定有修正筆(39)。
4.根據權利要求1或2所述的平面二次包絡環(huán)面蝸桿專用磨頭，其特征是所述磨具 (9)上裝有砂輪補償機構，砂輪補償機構由補償絲桿(23)、補償蝸輪(25)、補償蝸桿(26)、 補償電機(27)及補償螺母(30)構成；補償螺母(30)固定在磨具(9)的后端，補償絲桿 (23)螺紋端與補償螺母(30)配合，另一端固定有補償蝸輪(25)且通過軸承塊(24)固定在 前法蘭(11)上，補償蝸桿(26)、補償電機(27)均安裝在前法蘭(11)上，且補償蝸桿(26) 與補償蝸輪(25)相嚙合，補償電機(27)主軸上固定的皮帶輪通過皮帶(28)與補償蝸桿 (26)上固定的皮帶輪連接。
5.根據權利要求1或2所述的平面二次包絡環(huán)面蝸桿專用磨頭，其特征是所述十字 滑臺(2)的上下兩端面上制有相互垂直的“V”型導軌，下“V”型導軌與機床圓刀臺(1)上 端面的“V”型槽配合，上“V”型導軌與磨頭立柱(3)下端面的“V”型槽配合；徑向調整絲桿 (4)的一端通過軸承塊(5)安裝在圓臺面(1)上，另一端與十字滑臺(2)螺紋連接，橫向調 整絲桿(6)的一端通過軸承塊(7)安裝在十字滑臺(2)上，另一端與磨頭立柱(3)螺紋連 接。
6.根據權利要求3所述的平面二次包絡環(huán)面蝸桿專用磨頭，其特征是所述活塞桿 (35)內制有通油孔(40)。
7.根據權利要求3所述的平面二次包絡環(huán)面蝸桿專用磨頭，其特征是所述修整油缸 (32)的側面安裝有行程撞塊(41)，修整器底座(31)的兩端安裝有接近開關II (42)，且行程撞塊(41)與接近開關II (42)位于同側。
8.根據權利要求4所述的平面二次包絡環(huán)面蝸桿專用磨頭，其特征是所述補償電機 (27)主軸旁裝有接近幵關I (29)。
全文摘要
一種平面二次包絡環(huán)面蝸桿專用磨頭，其十字滑臺上裝有磨頭立柱，軸套水平安裝在磨頭立柱上，前法蘭和后法蘭安裝在軸套的兩端；安裝在軸套上的調整蝸輪與安裝在磨頭立柱上的調整蝸桿相嚙合；磨具內端面上裝有的補償導軌條與前法蘭的外端面上裝有的補償導軌條配合；砂輪安裝在磨具的主軸上，且砂輪的工作面與軸套的中心軸線重合；磨頭立柱內安裝有夾緊機構，后法蘭的外端面裝有電機，電機主軸上固定的皮帶輪通過皮帶與磨具主軸上固定的皮帶輪連接。本發(fā)明不論砂輪工作角度如何調整，砂輪工作面始終與砂輪傾斜角調整軸重合，調整砂輪角度不影響砂輪高度變化，且砂輪補償修整自動化程度高，整機結構設計巧妙，調整方便，性能穩(wěn)定可靠。
文檔編號B23F15/00GK101927380SQ20091025919
公開日2010年12月29日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權日2009年12月9日
發(fā)明者宋廣維, 楊會讓, 楊軍, 胡萬良, 鄧林濤, 郭喜鵲 申請人:寶雞市廣環(huán)機床有限責任公司