專(zhuān)利名稱(chēng)：包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面的雙面精確磨削方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械磨削或拋光的加工方法及其設(shè)備，特別涉及一種用砂帶或拋光帶作工具對(duì)包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面進(jìn)行磨削或拋光的方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)具備多齒接觸、重合度大、承載能力高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，為當(dāng)前動(dòng)力蝸桿傳動(dòng)的主要發(fā)展方向，在航空航天、船舶航海、礦山冶金、煤礦化工等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。目前，包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)副在加工過(guò)程中存在以下問(wèn)題①包絡(luò)環(huán)面蝸桿在磨削加工時(shí)，機(jī)床及磨頭在布局上受限制，一側(cè)齒面磨削完畢后需翻轉(zhuǎn)磨頭或?qū)⑽仐U調(diào)頭才能對(duì)另一側(cè)齒面進(jìn)行磨削，因此易產(chǎn)生調(diào)整誤差和增加調(diào)整輔助工時(shí)，降低蝸桿的加工精度和磨削效率；②包絡(luò)環(huán)面蝸桿屬于變齒厚蝸桿，在齒厚控制方面目前還沿用齒厚卡尺測(cè)量喉部齒厚，其精度完全依賴(lài)于操作者的技術(shù)水平，在生產(chǎn)過(guò)程中需要多次重復(fù)檢測(cè)修整直至傳動(dòng)副側(cè)隙達(dá)要求，從而大大地增加了操作工時(shí)和勞動(dòng)強(qiáng)度，且廢品率高、相互之間基本不具備互換性；③對(duì)于二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)副的蝸輪滾刀，現(xiàn)有加工方法無(wú)法精確鏟磨后角，使得蝸輪滾刀的精度不高且刃口數(shù)受限，從而所滾切出的蝸輪與蝸桿之間的共軛性差。專(zhuān)利號(hào)為CN86107189A公開(kāi)的一種封閉曲面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的加工方法，提出了一種以球臺(tái)面或橢球面作為工具母面磨削包絡(luò)環(huán)面蝸桿，但這種磨削方法同樣存在翻轉(zhuǎn)磨頭或蝸桿調(diào)頭的不足之處。專(zhuān)利號(hào)為CN1248504A公開(kāi)的一種平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的近似磨削方法，專(zhuān)利號(hào)為CN1970208A公開(kāi)的一種雙回轉(zhuǎn)曲面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿副及其制造方法，這兩種磨削方法能實(shí)現(xiàn)雙面磨削，但砂輪修整后無(wú)法復(fù)原，故其加工精度不高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于解決目前包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面的磨削需要翻轉(zhuǎn)磨頭或蝸桿調(diào)頭的不足，本發(fā)明的另一個(gè)目的在于解決包絡(luò)環(huán)面蝸桿的磨削時(shí)齒厚控制過(guò)程中的不足，本發(fā)明還有一個(gè)目的在于解決二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)副的蝸輪滾刀精確磨削及后角鏟磨，提供一種基于砂帶磨削并以工具齒輪輪齒為壓模塊的包絡(luò)環(huán)面蝸桿雙面精確磨削方法和設(shè)備。本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)包絡(luò)環(huán)面蝸桿的雙面磨削加工，其步驟為
1)按包絡(luò)環(huán)面蝸桿參數(shù)精確設(shè)計(jì)與加工壓模塊；
2)按砂帶磨頭底面定位基準(zhǔn)面至砂帶磨頭主軸中心線(xiàn)的高度值調(diào)整滾齒機(jī)刀架高度， 將工件蝸桿裝夾于滾齒機(jī)刀架上；并保證包絡(luò)環(huán)面蝸桿的回轉(zhuǎn)軸與滾齒機(jī)刀架回轉(zhuǎn)軸同心；以砂帶磨頭的底面定位基準(zhǔn)面及定位心軸為定位基準(zhǔn)將磨頭固定于滾齒機(jī)工作臺(tái)面上；
3)調(diào)節(jié)徑向進(jìn)給旋鈕使基準(zhǔn)心軸與滾齒機(jī)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸同心；
4)通過(guò)傾角調(diào)節(jié)旋鈕和角度尺將磨頭主軸偏轉(zhuǎn)至所設(shè)計(jì)母面傾角位置，擰緊錐度鎖緊裝置緊定螺釘將磨頭主軸鎖緊；
5)依據(jù)包絡(luò)環(huán)面蝸桿的分度圓半徑及砂帶磨頭結(jié)構(gòu)尺寸調(diào)整活動(dòng)擋塊的位置；
6)將滾齒機(jī)工作臺(tái)調(diào)至包絡(luò)環(huán)面蝸桿理論磨齒中心距2 ;調(diào)整徑向進(jìn)給旋鈕使壓磨塊及砂帶與平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿之間位于安全位置；調(diào)節(jié)磨頭旋轉(zhuǎn)旋鈕，使壓磨塊基本位于平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒槽中間位置，以保證磨削過(guò)程中壓模塊兩面受力的均衡性；
7)開(kāi)啟滾齒機(jī)和磨頭電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪繞其回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)砂帶產(chǎn)生磨削
主運(yùn)動(dòng)V1,滾齒機(jī)內(nèi)聯(lián)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生磨削輔助運(yùn)動(dòng)螂和。其中^為包絡(luò)環(huán)面蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角
速度，為砂帶磨頭轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；緩慢旋轉(zhuǎn)徑向進(jìn)給旋鈕使母燕尾槽徑向移動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)
磨頭主軸徑向移動(dòng)，產(chǎn)生磨削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，直至當(dāng)活動(dòng)擋塊觸及百分表并使之歸零；
8)繼續(xù)緩慢旋轉(zhuǎn)徑向進(jìn)給旋鈕進(jìn)行砂帶磨損補(bǔ)償，通過(guò)用百分表控制徑向進(jìn)給量為所需補(bǔ)償時(shí)磨削完成；
本發(fā)明的進(jìn)一步特征在于，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)包絡(luò)環(huán)面蝸桿的精確磨削加工及有效控制齒厚
1)壓模塊在設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按工具齒輪齒廓形狀尺寸減去砂帶理論厚度來(lái)設(shè)計(jì)；采用配對(duì)加工方法加工壓模塊，利用鉸制孔螺栓將壓模塊固定于磨頭主軸上，通過(guò)磨頭主軸軸心線(xiàn)及錐度鎖緊定位面進(jìn)行機(jī)床裝夾定位，在具有較高加工精度的加工中心或坐標(biāo)磨床上加工；
2)通過(guò)控制壓模塊上工具齒輪齒形分度圓位置處至磨頭旋轉(zhuǎn)軸的距離，進(jìn)而控制理論磨削進(jìn)給量；磨頭主軸的軸向調(diào)整量為
Δ = T2-(4 + 4+4)
上式中——為包絡(luò)環(huán)面蝸桿的工具齒輪分度圓半徑； k——磨頭主軸軸心線(xiàn)上工具齒輪輪齒分度圓至鉸制孔中心之間的距離； 4——磨頭主軸軸心線(xiàn)上鉸制孔中心至錐度端定位面之間的距離；
Li——磨頭主軸軸心線(xiàn)上基準(zhǔn)心軸中心線(xiàn)至錐度鎖緊定位面之間的距離；
3)理論磨削到位后，通過(guò)繼續(xù)磨削進(jìn)給來(lái)補(bǔ)償砂帶的磨損，進(jìn)而到達(dá)高精度磨削的目的；其補(bǔ)償進(jìn)給量為
χ- d/cos^
上式中 ——為此時(shí)砂帶的磨損厚度，即設(shè)計(jì)理論厚度與實(shí)際厚度的差值； ^—為包絡(luò)環(huán)面蝸桿工具齒輪分度圓法向壓力角。 本發(fā)明的進(jìn)一步特征還在于，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)副蝸輪滾刀的精確磨削及后角鏟磨，其步驟為
1)對(duì)于小批量生產(chǎn)，蝸輪滾刀和蝸桿使用同一塊壓模塊，且壓磨塊按滾刀尺寸設(shè)計(jì)， 磨削蝸桿時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)磨頭旋轉(zhuǎn)旋鈕來(lái)控制蝸輪副的側(cè)隙；若為大批量生產(chǎn)，則蝸輪滾刀和蝸桿各設(shè)計(jì)一塊相應(yīng)的壓模塊；
2)與磨削包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面相同方法磨削滾刀刃口面；3)將其壓模塊改為相應(yīng)的錐度壓磨塊，并運(yùn)用錐度張緊輪防止砂帶跑偏。手動(dòng)調(diào)整磨削輔助運(yùn)動(dòng)螂和約，使錐度壓磨塊到達(dá)蝸輪滾刀刃口后刀面處停止磨削輔助運(yùn)動(dòng)1和約，緩慢旋轉(zhuǎn)徑向進(jìn)給旋鈕進(jìn)行蝸輪滾刀后角鏟磨直至活動(dòng)擋塊接觸百分表并使之歸零；
4)反向旋轉(zhuǎn)徑向進(jìn)給旋鈕退出壓磨塊，再次手動(dòng)調(diào)整磨削輔助運(yùn)動(dòng) ι和^進(jìn)行下一個(gè)刃口后角的鏟磨，直至完成整個(gè)蝸輪滾刀的后角鏟磨。包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面的磨削設(shè)備，其特征在于該設(shè)備由砂帶或拋光帶、驅(qū)動(dòng)輪和壓模塊組成；其中砂帶或拋光帶由驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)并繞與被磨包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面相對(duì)應(yīng)的壓模塊運(yùn)動(dòng)以形成連續(xù)磨削主運(yùn)動(dòng)。所述砂帶磨頭機(jī)構(gòu)主要由分度臺(tái)、燕尾槽運(yùn)動(dòng)副、磨頭主軸、基準(zhǔn)心軸和電機(jī)組成；其中由蝸輪蝸桿傳動(dòng)副組成的分度臺(tái)上裝有公燕尾槽；公母燕尾槽運(yùn)動(dòng)副上分別安裝有抗震百分表、活動(dòng)擋塊及絲桿螺母運(yùn)動(dòng)副，母燕尾槽上有前后兩支座；磨頭主軸通過(guò)前支座內(nèi)孔、錐度鎖緊裝置及軸向游動(dòng)圓柱滾子軸承定位于母燕尾槽上；磨頭主軸和后支座上分別安裝有分度蝸輪蝸桿；后支座上加工有基準(zhǔn)心軸；通過(guò)調(diào)節(jié)徑向進(jìn)給旋鈕在燕尾槽運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)至某一位置處時(shí)基準(zhǔn)心軸與分度臺(tái)回轉(zhuǎn)軸同心；壓模塊通過(guò)鉸制孔螺栓固定于磨頭主軸前端；電機(jī)固定于磨頭主軸后端，電機(jī)輸出軸端安裝有驅(qū)動(dòng)輪，砂帶繞于壓模塊和驅(qū)動(dòng)輪之間通過(guò)張緊螺釘張緊。其中所述壓模塊形狀為圓柱形，或平面輪齒齒形，還能是漸開(kāi)線(xiàn)輪齒齒形。本發(fā)明中磨頭靠基準(zhǔn)心軸定位，通過(guò)調(diào)節(jié)徑向進(jìn)給旋鈕使基準(zhǔn)心軸與滾齒機(jī)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸同心；磨頭的傾斜角度調(diào)整由傾角調(diào)節(jié)旋鈕、分度蝸輪、分度蝸桿和角度尺實(shí)現(xiàn)， 通過(guò)傾角調(diào)節(jié)旋鈕和角度尺將磨頭主軸偏轉(zhuǎn)至所設(shè)計(jì)母面傾角位置，然后擰緊錐度鎖緊裝置。整個(gè)裝置的驅(qū)動(dòng)靠電機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)作，由此帶動(dòng)砂帶或拋光帶繞與被磨蝸桿齒面相對(duì)應(yīng)的壓模塊運(yùn)動(dòng)以形成連續(xù)磨削主運(yùn)動(dòng)；磨頭的進(jìn)給由燕尾槽運(yùn)動(dòng)副、絲桿螺母運(yùn)動(dòng)副、 徑向進(jìn)給旋鈕共同實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于解決了以下關(guān)鍵技術(shù)難題
1)以工具齒輪輪齒為壓模塊的砂帶磨削，實(shí)現(xiàn)包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面的雙面磨削，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)了齒根圓弧面磨削及齒根倒圓磨削，從而提高包絡(luò)環(huán)面蝸桿的加工精度及效率。2)通過(guò)控制壓模塊的尺寸公差、砂帶的厚度，并運(yùn)用百分表控制壓模塊的徑向位移，精確補(bǔ)償砂帶的磨損量，從而簡(jiǎn)單有效地控制包絡(luò)環(huán)面蝸桿的齒厚，進(jìn)而降低操作工時(shí)和勞動(dòng)強(qiáng)度及廢品率、增強(qiáng)包絡(luò)環(huán)面蝸桿之間的互換性。3)將壓模塊改為其相應(yīng)的錐度壓模塊，能精確鏟磨蝸輪滾刀后角，從而能夠增加蝸輪滾刀刃口數(shù)和提高蝸輪滾刀精度，進(jìn)而提高蝸輪齒面精度和傳動(dòng)副精度。
圖1為本發(fā)明所涉及的包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面磨削方法的加工原理圖。圖2為本發(fā)明所涉及的砂帶磨頭的正二測(cè)視圖。圖3為砂帶磨頭的主軸裝配示意圖。圖4為本發(fā)明磨削方法鏟磨蝸輪滾刀后角原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明在滾齒機(jī)上磨削平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿及其蝸輪滾刀的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，但本發(fā)明不僅局限于此。實(shí)施例中，平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面及其蝸輪滾刀的磨削方法，按仿形法以包絡(luò)展成磨削原理實(shí)現(xiàn)包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面的雙面精確磨削加工，其步驟為
1)按平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿參數(shù)精確設(shè)計(jì)與加工壓模塊2；
2)按磨頭底面定位基準(zhǔn)面至砂帶磨頭主軸中心線(xiàn)的高度值調(diào)整滾齒機(jī)刀架高度，將平
面包絡(luò)環(huán)面蝸桿1裝夾于滾齒機(jī)刀架上，并保證平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿1的回轉(zhuǎn)軸O1與滾齒機(jī)
刀架回轉(zhuǎn)軸同心；以磨頭的底面定位基準(zhǔn)面和定位心軸為定位基準(zhǔn)將磨頭固定于滾齒機(jī)工作臺(tái)面上；
3)調(diào)節(jié)徑向進(jìn)給旋鈕14使基準(zhǔn)心軸9與滾齒機(jī)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸O2同心；
4)通過(guò)傾角調(diào)節(jié)旋鈕7和角度尺10將磨頭主軸6偏轉(zhuǎn)至所設(shè)計(jì)母面傾角位置，擰緊錐度鎖緊裝置5緊定螺釘20，將磨頭主軸6鎖緊；
5)若軸向調(diào)整量Δ= O則直接調(diào)整活動(dòng)擋塊16至與百分表17至合適接觸位置后固定活動(dòng)擋塊16，并將百分表17調(diào)整至零位置；
若軸向調(diào)整量Δ > O則利用塊規(guī)，調(diào)整活動(dòng)擋塊16至與百分表17之間間隔為u后固定活動(dòng)擋塊16，并將百分表17調(diào)整至零位置；
若軸向調(diào)整量Δ <0則將活動(dòng)擋塊16調(diào)整至與百分表17合適接觸位置后固定活動(dòng)擋塊16，并將百分表17調(diào)整至零位置，然后旋轉(zhuǎn)徑向進(jìn)給旋鈕14使燕尾槽滑塊后退至活動(dòng)擋塊16與百分表17之間的間隔剛好為Δ的位置，最后再調(diào)整活動(dòng)擋塊16至與百分表17接觸并使之歸零的位置，固定動(dòng)擋塊16 ；
6)將滾齒機(jī)工作臺(tái)調(diào)至平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿1理論磨齒中心距2位置；調(diào)整徑向進(jìn)給旋鈕14使壓磨塊2及砂帶3與平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿1之間位于安全位置；調(diào)節(jié)磨頭旋轉(zhuǎn)旋鈕8， 使壓磨塊2基本位于平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿1齒槽中間位置，以保證磨削過(guò)程中壓模塊2兩面受力的均衡性；
7)開(kāi)啟滾齒機(jī)和磨頭電機(jī)15，電機(jī)15帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪4繞其回轉(zhuǎn)軸O3旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)砂帶 3產(chǎn)生磨削主運(yùn)動(dòng)巧，滾齒機(jī)內(nèi)聯(lián)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生磨削輔助運(yùn)動(dòng)巧和^ ,其中巧為平面包絡(luò)環(huán)面
蝸桿1轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度， 2為砂帶磨頭轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；緩慢旋轉(zhuǎn)徑向進(jìn)給旋鈕14使母燕尾槽
徑向移動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)磨頭主軸徑向移動(dòng)，產(chǎn)生磨削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，直至當(dāng)活動(dòng)擋塊16觸及百分表 17并使之歸零；
8)繼續(xù)緩慢旋轉(zhuǎn)徑向進(jìn)給旋鈕14進(jìn)行砂帶磨損補(bǔ)償，通過(guò)用百分表控制徑向進(jìn)給量為補(bǔ)償進(jìn)給量ζ時(shí)磨削完成；
加工過(guò)程中，齒厚的有效控制方法為
1)壓模塊2在設(shè)計(jì)時(shí)按工具齒輪齒廓形狀尺寸減去砂帶3理論厚度來(lái)設(shè)計(jì)；采用配對(duì)加工方法加工壓模塊2，利用鉸制孔螺栓將壓模塊2固定于磨頭主軸6上，通過(guò)磨頭主軸6 軸心線(xiàn)及錐度鎖緊定位面進(jìn)行機(jī)床裝夾定位，在具有較高加工精度的加工中心或坐標(biāo)磨床上加工；2)通過(guò)控制壓模塊2上工具齒輪齒形分度圓位置處至磨頭旋轉(zhuǎn)軸的距離，進(jìn)而控制理論磨削進(jìn)給量；磨頭主軸的軸向調(diào)整量為
A =.'廣(4 + 4+4)
上式中5——為平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿的工具齒輪分度圓半徑； A——磨頭主軸軸心線(xiàn)上工具齒輪輪齒分度圓至鉸制孔中心之間的距離； h—磨頭主軸軸心線(xiàn)上鉸制孔中心至錐度端定位面之間的距離；
k—磨頭主軸軸心線(xiàn)上基準(zhǔn)心軸中心線(xiàn)至錐度鎖緊定位面之間的距離。3) 理論磨削到位后，通過(guò)繼續(xù)磨削進(jìn)給來(lái)補(bǔ)償砂帶的磨損，其補(bǔ)償進(jìn)給量為
χ = δ/cos ^
上式中一為此時(shí)砂帶的磨損厚度，即設(shè)計(jì)理論厚度與實(shí)際厚度的差值； 、—為包絡(luò)環(huán)面蝸桿工具齒輪分度圓法向壓力角。二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)副蝸輪滾刀24的精確磨削及后角鏟磨步驟為
1)對(duì)于小批量生產(chǎn)，蝸輪滾刀M和蝸桿使用同一塊壓模塊2，且壓磨塊2按滾刀尺寸設(shè)計(jì)，磨削平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿1時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)磨頭旋轉(zhuǎn)旋鈕8來(lái)控制平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)副的側(cè)隙；對(duì)于大批量生產(chǎn)，則蝸輪滾刀M和平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿1各設(shè)計(jì)一塊相應(yīng)的壓模塊2;
2)與磨削平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿1齒面相同方法磨削蝸輪滾刀M刃口面；
3)將其壓模塊2改為相應(yīng)的錐度壓磨塊沈，并運(yùn)用錐度張緊輪25防止砂帶3跑偏；將
平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿1換為蝸輪滾刀對(duì)，手動(dòng)調(diào)整磨削輔助運(yùn)動(dòng)餌和^，使錐度壓磨塊沈到
達(dá)蝸輪滾刀M刃口后刀面處停止磨削輔助運(yùn)動(dòng)螂和^ ,緩慢旋轉(zhuǎn)徑向進(jìn)給旋鈕14進(jìn)行蝸輪滾刀M后角鏟磨直至活動(dòng)擋塊16接觸百分表17并使之歸零；
4)反向旋轉(zhuǎn)徑向進(jìn)給旋鈕14退出壓磨塊，再次手動(dòng)調(diào)整磨削輔助運(yùn)動(dòng)砰和^進(jìn)行下
一個(gè)刃口后角的鏟磨，直至完成整個(gè)蝸輪滾刀M的后角鏟磨；
包絡(luò)環(huán)面蝸桿的磨削設(shè)備，由砂帶3、驅(qū)動(dòng)輪4和壓模塊2組成；其中砂帶3由驅(qū)動(dòng)輪4 帶動(dòng)并繞與被磨包絡(luò)環(huán)面蝸桿1齒面相對(duì)應(yīng)的壓模塊2運(yùn)動(dòng)以形成連續(xù)磨削主運(yùn)動(dòng)；包絡(luò)環(huán)面蝸桿1與砂帶磨頭之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系與被加工的蝸桿類(lèi)型相適應(yīng)；所述砂帶磨頭機(jī)構(gòu)包括由蝸輪蝸桿傳動(dòng)副組成的分度臺(tái)19、燕尾槽運(yùn)動(dòng)副11、磨頭主軸6、基準(zhǔn)心軸9和電機(jī)15組成；分度臺(tái)19上裝有公燕尾槽；公母燕尾槽運(yùn)動(dòng)副上分別安裝有抗震百分表17、活動(dòng)擋塊16及絲桿螺母運(yùn)動(dòng)副13，母燕尾槽上有前后兩支座；磨頭主軸6通過(guò)前支座內(nèi)孔、 錐度鎖緊裝置5及軸向游動(dòng)圓柱滾子軸承21定位于母燕尾槽上；磨頭主軸6和后支座上分別安裝有分度蝸輪23和分度蝸桿22 ；后支座上加工有基準(zhǔn)心軸9 ；通過(guò)調(diào)節(jié)徑向進(jìn)給旋鈕 14，在燕尾槽運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)至某一位置處時(shí)基準(zhǔn)心9與分度臺(tái)回轉(zhuǎn)軸同心；壓模塊2通過(guò)鉸制孔螺栓固定于磨頭主軸6前端；電機(jī)15固定于磨頭主軸6后端，電機(jī)15輸出軸端安裝有驅(qū)動(dòng)輪4，砂帶3繞于壓模塊2和驅(qū)動(dòng)輪4之間通過(guò)張緊螺釘張緊12。其中所述壓模塊2形狀為一平面齒形。
權(quán)利要求
1.包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面的磨削方法，其特征在于砂帶C3)或拋光帶按仿形法繞壓模塊 (2)運(yùn)動(dòng)并以包絡(luò)展成磨削原理實(shí)現(xiàn)包絡(luò)環(huán)面蝸桿(1)齒面的雙面精確磨削加工。
2.如權(quán)利要求1所述的包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面的磨削方法，其步驟為 按包絡(luò)環(huán)面蝸桿參數(shù)精確設(shè)計(jì)與加工壓模塊O)；按磨頭底面定位基準(zhǔn)面至砂帶磨頭主軸中心線(xiàn)的高度值調(diào)整滾齒機(jī)刀架高度，將包絡(luò)環(huán)面蝸桿(1)裝夾于滾齒機(jī)刀架上，并保證包絡(luò)環(huán)面蝸桿(1)的回轉(zhuǎn)軸C11與滾齒機(jī)刀架回轉(zhuǎn)軸同心；以磨頭的底面定位基準(zhǔn)面和定位心軸為定位基準(zhǔn)將磨頭固定于滾齒機(jī)工作臺(tái)面上；調(diào)節(jié)徑向進(jìn)給旋鈕(14)使基準(zhǔn)心軸(9)與滾齒機(jī)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸Q同心；通過(guò)傾角調(diào)節(jié)旋鈕(7)和角度尺(10)將磨頭主軸(6)偏轉(zhuǎn)至所設(shè)計(jì)母面傾角位置，擰緊錐度鎖緊裝置( 緊定螺釘00)將磨頭主軸(6)鎖緊；依據(jù)包絡(luò)環(huán)面蝸桿(1)的分度圓半徑及砂帶磨頭結(jié)構(gòu)尺寸調(diào)整活動(dòng)擋塊(16)的位置；將滾齒機(jī)工作臺(tái)調(diào)至包絡(luò)環(huán)面蝸桿理論磨齒中心距2位置；調(diào)整徑向進(jìn)給旋鈕(14) 使壓磨塊(2)及砂帶(3)與包絡(luò)環(huán)面蝸桿(1)之間位于安全位置；調(diào)節(jié)磨頭旋轉(zhuǎn)旋鈕(8)， 使壓磨塊( 基本位于包絡(luò)環(huán)面蝸桿(1)齒槽中間位置，以保證磨削過(guò)程中壓模塊(2)兩面受力的均衡性；開(kāi)啟滾齒機(jī)和磨頭電機(jī)(1 ，電機(jī)(1 帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪(4)繞其回轉(zhuǎn)軸O3旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)砂帶(3)產(chǎn)生磨削主運(yùn)動(dòng)巧，滾齒機(jī)內(nèi)聯(lián)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生磨削輔助運(yùn)動(dòng)巧和 2，其中約為包絡(luò)環(huán)面蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，^為砂帶磨頭轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；緩慢旋轉(zhuǎn)徑向進(jìn)給旋鈕(14)使母燕尾槽徑向移動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)磨頭主軸徑向移動(dòng)，產(chǎn)生磨削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，直至當(dāng)活動(dòng)擋塊(16)觸及百分表(17)并使之歸零；繼續(xù)緩慢旋轉(zhuǎn)徑向進(jìn)給旋鈕(14)進(jìn)行砂帶磨損補(bǔ)償，通過(guò)用百分表控制徑向進(jìn)給量為所需補(bǔ)償時(shí)磨削完成。
3.如權(quán)利要求1所述的包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面的磨削方法，其有效控制齒厚步驟為 壓模塊( 在設(shè)計(jì)時(shí)按工具齒輪齒廓形狀尺寸減去砂帶C3)理論厚度來(lái)設(shè)計(jì)；采用配對(duì)加工方法加工壓模塊O)；利用鉸制孔螺栓將壓模塊O)固定于磨頭主軸(6)上，通過(guò)磨頭主軸(6)軸心線(xiàn)及錐度鎖緊定位面進(jìn)行機(jī)床裝夾定位，在具有較高加工精度的加工中心或坐標(biāo)磨床上加工；通過(guò)控制壓模塊( 上工具齒輪齒形分度圓位置處至磨頭旋轉(zhuǎn)軸的距離，進(jìn)而控制理論磨削進(jìn)給量；磨頭主軸的軸向調(diào)整量為上式中一為包絡(luò)環(huán)面蝸桿的工具齒輪分度圓半徑； A——磨頭主軸軸心線(xiàn)上工具齒輪輪齒分度圓至鉸制孔中心之間的距離； k—磨頭主軸軸心線(xiàn)上鉸制孔中心至錐度端定位面之間的距離；^——磨頭主軸軸心線(xiàn)上基準(zhǔn)心軸中心線(xiàn)至錐度鎖緊定位面之間的距離。
4.理論磨削到位后，通過(guò)繼續(xù)磨削進(jìn)給來(lái)補(bǔ)償砂帶的磨損，其補(bǔ)償進(jìn)給量為λ· = δ/cos Ox上式中j —為此時(shí)砂帶的磨損厚度，即設(shè)計(jì)理論厚度與實(shí)際厚度的差值； 二一為包絡(luò)環(huán)面蝸桿工具齒輪分度圓法向壓力角。
5.如權(quán)利要求1所述的包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面的磨削方法，其二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)副蝸輪滾刀的精確磨削及后角鏟磨步驟為對(duì)于小批量生產(chǎn)，蝸輪滾刀04)和蝸桿使用同一塊壓模塊O)，且壓磨塊( 按滾刀尺寸設(shè)計(jì)，磨削蝸桿時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)磨頭旋轉(zhuǎn)旋鈕(8)來(lái)控制蝸輪副的側(cè)隙；對(duì)于大批量生產(chǎn)，則蝸輪滾刀和蝸桿各設(shè)計(jì)一塊相應(yīng)的壓模塊O)；與磨削包絡(luò)環(huán)面蝸桿(1)齒面相同方法磨削蝸輪滾刀04)刃口面；將其壓模塊( 改為相應(yīng)的錐度壓磨塊(26)，并運(yùn)用錐度張緊輪0 防止砂帶(3)跑偏；將包絡(luò)環(huán)面蝸桿(1)換為蝸輪滾刀(M)，手動(dòng)調(diào)整磨削輔助運(yùn)動(dòng)螂和^使錐度壓磨塊06)到達(dá)蝸輪滾刀04)刃口后刀面處停止磨削輔助運(yùn)動(dòng)螂和約，緩慢旋轉(zhuǎn)徑向進(jìn)給旋鈕(14)進(jìn)行蝸輪滾刀04)后角鏟磨直至活動(dòng)擋塊(16)接觸百分表(17)并使之歸零；反向旋轉(zhuǎn)徑向進(jìn)給旋鈕(14)退出壓磨塊，再次手動(dòng)調(diào)整磨削輔助運(yùn)動(dòng)螂和^進(jìn)行下一個(gè)刃口后角的鏟磨，直至完成整個(gè)蝸輪滾刀04)的后角鏟磨；包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面磨削設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備由砂帶C3)或拋光帶、驅(qū)動(dòng)輪(4) 和壓模塊( 組成；其中砂帶( 或拋光帶由驅(qū)動(dòng)輪(4)帶動(dòng)并繞與被磨包絡(luò)環(huán)面蝸桿(1) 齒面相對(duì)應(yīng)的壓模塊( 運(yùn)動(dòng)以形成連續(xù)磨削主運(yùn)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面磨削設(shè)備，其特征在于所述砂帶磨頭機(jī)構(gòu)包括由蝸輪蝸桿傳動(dòng)副組成的分度臺(tái)(19)、燕尾槽運(yùn)動(dòng)副(11)、磨頭主軸(6)、基準(zhǔn)心軸 (9)和電機(jī)(15)組成；分度臺(tái)(19)上裝有公燕尾槽；公母燕尾槽運(yùn)動(dòng)副上分別安裝有抗震百分表(17)、活動(dòng)擋塊(16)及絲桿螺母運(yùn)動(dòng)副(13)，母燕尾槽上有前后兩支座；磨頭主軸 (6)通過(guò)前支座內(nèi)孔、錐度鎖緊裝置( 及軸向游動(dòng)圓柱滾子軸承定位于母燕尾槽上； 磨頭主軸(6)和后支座上分別安裝有分度蝸輪和分度蝸桿02)；后支座上加工有基準(zhǔn)心軸(9)；通過(guò)調(diào)節(jié)徑向進(jìn)給旋鈕(14)，在燕尾槽運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)至某一位置處時(shí)基準(zhǔn)心(9) 與磨頭回轉(zhuǎn)軸同心；壓模塊(2)通過(guò)鉸制孔螺栓固定于磨頭主軸(6)前端；電機(jī)(15)固定于磨頭主軸(6)后端，電機(jī)(15)輸出軸端安裝有驅(qū)動(dòng)輪，砂帶(3)繞于壓模塊(2)和驅(qū)動(dòng)輪(4)之間通過(guò)張緊螺釘(1 張緊。
7.如權(quán)利要求5所述的包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面磨削設(shè)備，其特征在于壓模塊(2)形狀為一平面輪齒齒形；或壓模塊( 形狀為一漸開(kāi)線(xiàn)輪齒齒形；或壓模塊( 形狀為一圓柱形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機(jī)械磨削或拋光的加工方法及其設(shè)備，特別涉及一種用砂帶或拋光帶作工具對(duì)包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面進(jìn)行磨削或拋光的方法及其設(shè)備。該方法按仿形法以包絡(luò)展成磨削原理實(shí)現(xiàn)包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面的雙面磨削加工；以該方法實(shí)現(xiàn)包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面磨削的設(shè)備由砂帶或拋光帶、驅(qū)動(dòng)輪和壓模塊組成；其中砂帶或拋光帶由驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)并繞與被磨包絡(luò)環(huán)面蝸桿齒面相對(duì)應(yīng)的壓模塊運(yùn)動(dòng)以形成連續(xù)磨削主運(yùn)動(dòng)；包絡(luò)環(huán)面蝸桿與砂帶磨頭之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系與被加工的蝸桿類(lèi)型相適應(yīng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備能實(shí)現(xiàn)雙面磨削、有效控制蝸桿齒厚、精確鏟磨蝸輪滾刀后角、高效率磨削等優(yōu)點(diǎn)，是提高包絡(luò)環(huán)面蝸桿加工精度和磨削效率的有效方法。
文檔編號(hào)B23F13/04GK102275016SQ20111020658
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者張光輝, 陳永洪 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)