CN110842578B - 适用于中、小型盘类齿轮的车磨复合机床 - Google Patents

Abstract

本发明提供了适用于中、小型盘类齿轮的车磨复合机床，其能解决配制上料机械手成本高、上料效率低，以及复合机床加工精度有待提升的技术问题。适用于中、小型盘类齿轮的车磨复合机床，其包括床身，工件主轴、外圆磨机构、内圆磨机构和刀塔机构，其特征在于：工件主轴竖立设置并且下端安装有夹具，工件主轴安装于主轴座并由X轴进给机构驱动，主轴座安装于床身上部并由Z轴进给机构驱动，车磨复合机床还包括送料机构，送料机构、外圆磨机构、内圆磨机构和刀塔机构沿X轴方向依次安装于床身的前侧并位于工件主轴下方。本发明的工件主轴、夹具检具机械手功能，能够降低成本、提高上料效率。

Description

适用于中、小型盘类齿轮的车磨复合机床

技术领域

本发明涉及机床领域，具体涉及适用于中、小型盘类齿轮的车磨复合机床。

背景技术

中、小型盘类齿轮的内、外圆、端面（二端面）的车削、磨削加工传统技术中需要通过磨床、车床分次加工实现，不仅加工效率也很低，而且涉及工件的反复装夹，加工精度难以满足需求。为此，行业内研发成型了车磨复合机床，但现有的车磨复合机床需配制上料机械手以实现自动上料，不仅成本高，而且上料效率较低，同时，加工精度的提升也难以符合预期。

发明内容

本发明提供了适用于中、小型盘类齿轮的车磨复合机床，其能解决配制上料机械手成本高、上料效率低，以及复合机床加工精度有待提升的技术问题。

其技术方案是这样的，适用于中、小型盘类齿轮的车磨复合机床，其包括床身，工件主轴、外圆磨机构、内圆磨机构和刀塔机构，其特征在于：所述工件主轴竖立设置并且下端安装有夹具，所述工件主轴安装于主轴座并由X轴进给机构驱动，所述主轴座安装于床身上部并由Z轴进给机构驱动，所述车磨复合机床还包括送料机构，所述送料机构、所述外圆磨机构、所述内圆磨机构和所述刀塔机构沿X轴方向依次安装于所述床身的前侧并位于所述工件主轴下方。

进一步的， 所述Z轴进给机构包括托板、Z轴滑轨副、Z轴滚珠丝杆螺母副和Z轴伺服电机，所述工件主轴安装于托板，所述托板通过Z轴滑轨副与所述主轴座导向配合并通过Z轴滚珠丝杆螺母副与所述Z轴伺服电机传动配合；

所述X轴进给机构包括滑台、X轴滑轨副、X轴滚珠丝杆螺母副和X轴伺服电机，所述主轴座固定于滑台上，所述滑台通过X轴导轨副与所述床身导向配合并通过X轴滚珠丝杆螺母副与X轴伺服电机传动配合。

进一步的，所述车磨复合机床还包括砂轮修整器，所述砂轮修整器安装于所述主轴座下部。

进一步的，所述夹具包括薄膜夹具和节圆定位机构，所述节圆定位机构包括与所述薄膜夹具的各卡爪一一配合的定位棒；一种型号的卡爪和定位棒单独与一种型号的待加工斜齿轮配合使用，所述卡爪开设有贯穿孔，所述定位棒的一端设有节圆定位部并且朝向待加工斜齿轮、另一端伸入所述贯穿孔并且连接有弹性件，所述弹性件对定位棒弹性作用以防止定位棒脱离贯穿孔，调节螺钉与所述贯穿孔螺纹连接并顶紧所述定位棒的另一端，所述定位棒的侧壁设有沿长度方向设置的导向槽，导向螺钉与卡爪座螺纹连接并且伸入所述导向槽内，所述调节螺钉安装有钢珠并通过钢珠顶紧所述定位棒的另一端，各个所述卡爪的端面安装有导向板，所述导向板上安装有导向销，所述导向销的端部设有与斜齿轮的齿槽配合的球头导向部。

进一步的，所述薄膜夹具包括壳体、膜片、卡爪、卡爪座、平衡块和驱动单元，所述壳体的型腔开口一端安装有膜片，所述卡爪安装于卡爪座，所述卡爪座和所述平衡块一一对应并定位夹紧于膜片两侧。

更进一步的，所述卡爪设有3个并均布于所述膜片上。

进一步的，所述弹性件为蝶形弹簧，所述蝶形弹簧套设于所述定位棒的另一端，所述蝶形弹簧的上端抵靠所述定位棒的台阶面、下端抵靠固接于所述定位棒的限位件。

更进一步的，所述限位件为卡簧，所述卡簧安装于所述定位棒的另一端的卡簧槽内。

进一步的，所述定位棒安装有与所述贯穿孔配合的垫圈。

进一步的，所述卡爪座的端面设有台阶，所述卡爪的侧面与所述台阶的侧面均为弧形面并相互贴合，所述卡爪的底面和所述卡爪座的端面通过定位销定位配合。

本发明的工件主轴竖立设置并通过X轴驱动机构、Z轴驱动机构配合移动，实现对平放于送料机构上的齿轮进行装夹，进而无需额外设置机械手，能够降低成本，而且齿轮装夹过程仅涉及X轴、Z轴方向的线性移动以及夹具的开闭，动作简单、路径短 ，能够有效提高上料效率；此外，外圆磨机构、内圆磨机构和刀塔机构线性排布于床身前侧，能够实现冷却水、切削液等不经过床身迅速流走，降低机床温升以及避机床免温度分布不均的情况发生，提高机床的热稳定性，进而提升加工精度。

附图说明

图1为本发明的车磨复合机床的主视图。

图2为本发明的车磨复合机床的俯视图。

图3为本发明的夹具的俯视结构示意图。

图4为图3中A处局部放大后的结构示意图。

图5为图3中B-B向剖面结构示意图。

图6为图5中定位棒安装结构的局部放大示意图。

具体实施方式

如图1~图6所示，适用于中、小型盘类齿轮的车磨复合机床，其包括床身1，工件主轴2、送料机构4、外圆磨机构5、内圆磨机构6、刀塔机构7和砂轮修整器13，工件主轴2为竖立设置的电主轴并且下端安装有夹具3，工件主轴2安装于主轴座14并由X轴进给机构驱动沿X轴方向（即图1左右方向）移动，主轴座14安装于床身1上部并由Z轴进给机构驱动沿Z轴方向（即图1上下方向），送料机构4、外圆磨机构5、内圆磨机构6和刀塔机构7沿X轴方向依次安装于床身1的前侧并位于工件主轴2下方，砂轮修整器13安装于主轴座14下。

Z轴进给机构包括托板、Z轴滑轨副、Z轴滚珠丝杆螺母副和Z轴伺服电机12，工件主轴2安装于托板，托板通过Z轴滑轨副与主轴座14导向配合并通过Z轴滚珠丝杆螺母副与Z轴伺服电机12传动配合；X轴进给机构包括滑台8、X轴滑轨副9、X轴滚珠丝杆螺母副11和X轴伺服电机10，主轴座14固定于滑台8上，滑台8通过X轴导轨副9与床身1导向配合并通过X轴滚珠丝杆螺母副11与X轴伺服电机10传动配合，X轴滑轨副的一对滑轨固定于床身的顶部、滑块固定于滑台的底部，X轴滚珠丝杆螺母副的滚珠丝杆与X轴伺服电机的转轴连接、并由丝杆支座转动支撑于床身顶部，丝杆螺母固定于滑台的底部。

其中，送料机构4、外圆磨机构5、内圆磨机构6、刀塔机构7和砂轮修整器均为现有常规技术，本发明也未涉及上述机构的结构改进。

夹具包括薄膜夹具和节圆定位机构，节圆定位机构包括与薄膜夹具的3个卡爪一一配合的定位棒306，一种型号的卡爪303和定位棒306单独与一种型号的待加工斜齿轮配合使用；卡爪303开设有贯穿孔，定位棒的一端306a设有节圆定位部并且朝向待加工斜齿轮、另一端306b伸入贯穿孔并且连接有弹性件308，弹性件308对定位棒306弹性作用以防止定位棒306脱离贯穿孔，调节螺钉307与贯穿孔螺纹连接并顶紧定位棒的另一端306b，定位棒306的侧壁设有沿长度方向设置的导向槽306c，导向螺钉（未示出，图中311为导向螺钉的安装孔）与卡爪座304螺纹连接并且伸入导向槽306c内，通过调节螺钉旋转调节节圆定位部的伸出量，通过导向槽配合导向螺钉进行移动导向，可根据实际加工零件的节圆跳动进行微调，达到最佳效果；各卡爪303的端面安装有导向板312，导向板312上安装有导向销，导向销的端部设有与斜齿轮的齿槽配合的球头导向部313a，通过三个导向销的球头导向部313a对斜齿轮进行安装导向，使得定位棒的节圆定位部顺利进入齿槽并与斜齿轮的节圆定位；调节螺钉307安装有钢珠310并通过钢珠顶紧定位棒的另一端306b，在调节螺栓旋转前进以微调定位棒的过程中，通过钢珠减小定位棒所受扭力。

薄膜夹具包括壳体301、膜片302、卡爪303、卡爪座304、平衡块305和驱动单元，驱动单位为油缸或气缸（未示出），驱动单元的活塞杆伸入壳体301后与膜片固定连接，壳体301与工件主轴固定连接，壳体301的型腔开口一端安装有膜片302，卡爪303安装于卡爪座304，卡爪座304和平衡块305一一对应并定位夹紧于膜片302两侧，卡爪座304的端面设有台阶304a，卡爪303的侧面与台阶304a的侧面均为弧形面并相互贴合，卡爪303的底面和卡爪座304的端面通过定位销定位（未示出）配合，通过弧形面、定位销双向定位配合以实现卡爪的迅速装配到位；弹性件309为蝶形弹簧，蝶形弹簧套设于定位棒的另一端306b，蝶形弹簧的上端抵靠定位棒的台阶面、下端抵靠固接于定位棒的限位件；限位件为卡簧，卡簧安装于定位棒的另一端306b的卡簧槽内。

图中314为斜齿轮，314a为齿轮槽，36d为用于安装垫圈的沟槽。

Claims (3)

1.适用于中、小型盘类齿轮的车磨复合机床，其包括床身，工件主轴、外圆磨机构、内圆磨机构和刀塔机构，其特征在于：所述工件主轴竖立设置并且下端安装有夹具，所述工件主轴安装于主轴座并由X轴进给机构驱动，所述主轴座安装于床身上部并由Z轴进给机构驱动，所述车磨复合机床还包括送料机构，所述送料机构、所述外圆磨机构、所述内圆磨机构和所述刀塔机构沿X轴方向依次安装于所述床身的前侧并位于所述工件主轴下方；所述夹具包括薄膜夹具和节圆定位机构，所述节圆定位机构包括与所述薄膜夹具的各卡爪一一配合的定位棒；一种型号的卡爪和定位棒单独与一种型号的待加工斜齿轮配合使用，所述卡爪开设有贯穿孔，所述定位棒的一端设有节圆定位部并且朝向待加工斜齿轮、另一端伸入所述贯穿孔并且连接有弹性件，所述弹性件对定位棒弹性作用以防止定位棒脱离贯穿孔，调节螺钉与所述贯穿孔螺纹连接并顶紧所述定位棒的另一端，所述定位棒的侧壁设有沿长度方向设置的导向槽，导向螺钉与卡爪座螺纹连接并且伸入所述导向槽内，所述调节螺钉安装有钢珠并通过钢珠顶紧所述定位棒的另一端，各个所述卡爪的端面安装有导向板，所述导向板上安装有导向销，所述导向销的端部设有与斜齿轮的齿槽配合的球头导向部；所述薄膜夹具包括壳体、膜片、卡爪、卡爪座、平衡块和驱动单元，所述壳体的型腔开口一端安装有膜片，所述卡爪安装于卡爪座，所述卡爪座和所述平衡块一一对应并定位夹紧于膜片两侧；所述弹性件为蝶形弹簧，所述蝶形弹簧套设于所述定位棒的另一端，所述蝶形弹簧的上端抵靠所述定位棒的台阶面、下端抵靠固接于所述定位棒的限位件；所述限位件为卡簧，所述卡簧安装于所述定位棒的另一端的卡簧槽内；所述卡爪座的端面设有台阶，所述卡爪的侧面与所述台阶的侧面均为弧形面并相互贴合，所述卡爪的底面和所述卡爪座的端面通过定位销定位配合。

2.根据权利要求1所述的适用于中、小型盘类齿轮的车磨复合机床，其特征在于：所述Z轴进给机构包括托板、Z轴滑轨副、Z轴滚珠丝杆螺母副和Z轴伺服电机，所述工件主轴安装于托板，所述托板通过Z轴滑轨副与所述主轴座导向配合并通过Z轴滚珠丝杆螺母副与所述Z轴伺服电机传动配合；

所述X轴进给机构包括滑台、X轴滑轨副、X轴滚珠丝杆螺母副和X轴伺服电机，所述主轴座固定于滑台上，所述滑台通过X轴导轨副与所述床身导向配合并通过X轴滚珠丝杆螺母副与X轴伺服电机传动配合。

3.根据权利要求2所述的适用于中、小型盘类齿轮的车磨复合机床，其特征在于：所述车磨复合机床还包括砂轮修整器，所述砂轮修整器安装于所述主轴座下部。