数控磨齿机

用于圆柱形正齿轮、渐开线斜齿轮及渐开线花键研究，针对齿轮啮合齿形磨削研究。

磨削最大齿轮直径（mm） φ650 磨削齿轮最大模数（mm） 35 磨削最大齿宽（mm） 630 工作台上磨削范围（mm） 350～1000 加工齿轮精度 AGMA 14－13级 (相当于DIN 3962标准3－4级)。

《新型高效数控磨齿机》涉及蜗杆磨齿技术领域，具体涉及一种新型高效数控磨齿机。

图1是《新型高效数控磨齿机》的立体结构示意图一。

图2是《新型高效数控磨齿机》的立体结构示意图二。

图3是《新型高效数控磨齿机》的立体结构示意图三。

新型高效数控磨齿机专利目的

《新型高效数控磨齿机》的目的在于，提供一种结构设计巧妙、合理，体积小，操作简单，效率高，加工精度高，适用范围广，并且具有磨头修整功能，有效保证产品质量的新型高效数控磨齿机。

新型高效数控磨齿机技术方案

《新型高效数控磨齿机》所提供的技术方案是：一种新型高效数控磨齿机，其包括机架、左右工作台、前后工作台、Z轴滑动机构、C轴工件夹持机构、X轴滑动机构、B轴旋转机构、V轴修整机构、U轴修整机构和磨头机构，所述左右工作台通过所述Z轴滑动机构横向设置在所述机架的前部位置，并受该Z轴滑动机构的驱动沿Z轴方向作往返滑动动作，所述C轴工件夹持机构设置在所述左右工作台上，所述前后工作台通过X轴滑动机构纵向设置在所述机架的尾部位置，并受该X轴滑动机构的驱动沿X轴方向相对所述C轴工件夹持机构作靠近或分离动作，所述磨头机构设置在前后工作台上，所述V轴修整机构通过B轴旋转机构竖直设置在所述前后工作台上，所述U轴修整机构对应所述磨头机构的上方位置横向设置在所述V轴修整机构上。

作为《新型高效数控磨齿机》的一种改进，所述机架包括前床身和后床身，该后床身的一端垂直连接在所述前床身的一侧壁中间位置，该机架的整体截面外形轮廓呈T字形。

作为《新型高效数控磨齿机》的一种改进，所述Z轴滑动机构包括Z轴伺服电机、Z轴导轨、Z轴丝杆及与该Z轴丝杆相适配的Z轴丝杆螺母座，所述Z轴导轨沿Z轴方向设置在所述前床身的端面，所述左右工作台活动设置在该Z轴导轨上，所述Z轴丝杆对应左右工作台的下方位置设置在所述前床身上，所述Z轴丝杆螺母座设置在所述左右工作台的底部，且与所述Z轴丝杆相适配，所述Z轴伺服电机设置在前床身的一侧壁，且与所述Z轴丝杆一端相连接。

作为《新型高效数控磨齿机》的一种改进，所述C轴工件夹持机构包括调整座、C轴伺服电机、C轴主轴、头架、头架顶尖、尾架、尾架顶尖，所述调整座设置在所述左右工作台上，所述头架设置在所述调整座的一端，并在调整座底部设有能将该调整座定位固定在所述左右工作台上的锁定固定块，对应调整座的两侧位置于所述左右工作台上设有调整螺栓，所述头架顶尖设置在所述头架的内侧壁上，所述C轴伺服电机设置在所述头架的外侧壁上，并通过所述C轴主轴与所述头架顶尖相连接，所述调整座的中心位置设有一沿Z轴方向延伸的导架导轨，所述尾架顶尖通过所述尾架设置在所述调整座的另一端，并朝向所述头架顶尖，所述尾架的底部设有与所述导架导轨相对应的锁定位。

作为《新型高效数控磨齿机》的一种改进，所述X轴滑动机构包括X轴伺服电机、X轴前后工作台、X轴导轨、X轴丝杆及与该X轴丝杆相适配的X轴丝杆螺母座，所述X轴导轨沿X轴方向设置在所述后床身的顶面，所述前后工作台活动设置在该X轴导轨上，所述X轴丝杆对应前后工作台的下方位置设置在所述后床身上，所述X轴丝杆螺母座设置在所述前后工作台的底部，且与所述X轴丝杆相适配，所述X轴伺服电机设置在后床身的一侧壁，且与所述X轴丝杆一端相连接，所述X轴前后工作台设置在所述前后工作台上。

作为《新型高效数控磨齿机》的一种改进，所述磨头机构包括磨头和能驱动该磨头转动的磨头驱动电机，该磨头驱动电机设置在所述X轴前后工作台的前部位置，所述磨头设置在该磨头驱动电机的驱动轴上，且该磨头的轴线与所述头架顶尖的轴线在同一水平高度上。

作为《新型高效数控磨齿机》的一种改进，所述B轴旋转机构包括B轴伺服电机和B轴旋转台面，该B轴旋转台面设置在所述X轴前后工作台靠近所述磨头一侧的侧壁上，所述B轴伺服电机设置在所述X轴前后工作台的另一侧壁上，并能驱动所述B轴旋转台面转动。

作为《新型高效数控磨齿机》的一种改进，所述B轴伺服电机为带有刹车装置的高扭矩大惯量电机，所述磨头驱动电机为伺服主轴电机。

作为《新型高效数控磨齿机》的一种改进，所述V轴修整机构包括V轴支架、V轴修整电机、V轴导轨、V轴滑块、V轴丝杆及与该V轴丝杆相适配的V轴丝杆螺母座，所述V轴支架的下端设置在所述B轴旋转台面的侧面上，所述V轴导轨沿V轴方向设置在V轴支架的一侧面，所述V轴滑块活动设置在该V轴导轨上，所述V轴丝杆对应V轴滑块的位置设置在所述V轴支架上，所述V轴丝杆螺母座设置在所述V轴滑块上，且与所述V轴丝杆相适配，所述V轴伺服电机设置在所述V轴支架的上端，且与所述V轴丝杆一端相连接。

作为《新型高效数控磨齿机》的一种改进，所述U轴修整机构包括磨头修整架、左侧金刚笔、外圆修整金刚笔、右侧金刚笔、U轴修整电机、U轴导轨、U轴滑块、U轴丝杆及与该U轴丝杆相适配的U轴丝杆螺母座，所述U轴导轨沿U轴方向设置在所述V轴滑块上，所述U轴滑块活动设置在该U轴导轨上，所述U轴丝杆对应U轴滑块的位置设置在所述V轴滑块上，所述U轴丝杆螺母座设置在所述U轴滑块上，且与所述U轴丝杆相适配，所述U轴伺服电机设置在所述V轴滑块一侧，且与所述U轴丝杆一端相连接，所述磨头修整架的上端固定在所述U轴滑块上，下端形成一与所述磨头外形轮廓相适配的n形部，该n形部类似n形结构，所述左侧金刚笔设置在该n形部的左自由端，且朝向所述磨头的左侧面，所述右侧金刚笔设置在该n形部的右自由端，且朝向所述磨头的右侧面，所述外圆修整金刚笔设置在该n形部的中间位置，且朝向所述磨头的外圆周面。

新型高效数控磨齿机改善效果

《新型高效数控磨齿机》的有益效果为：该发明设计巧妙、合理，体积小，操作简易，通过C轴工件夹持机构、B轴旋转机构、Z轴滑动机构、X轴滑动机构和磨头机构的相互配合工作，能快速实现二次包络环面蜗杆、锥面包络环面蜗杆和普通圆柱蜗杆等多种蜗杆的磨削，由于左右工作台可以作类似外圆磨床的调整，还可以对直齿轮、斜齿轮及螺杆进行磨削加工，实现一机多用，有效解决了一般蜗杆磨床只能磨削一种蜗杆的缺陷，功能多，适用范围广。另外具有磨头修整功能，可以实现高效对任意轮廓的磨头进行修整，大大提升了磨头的刚性，有效提高加工精度，而且整体结构简洁，易于制造生产，利于广泛推广应用。

《新型高效数控磨齿机》磨头机构中的磨头与所述C轴工件夹持机构中的头架顶尖结构设计巧妙，工作高度均在同一水平高度上，不论磨头工作角度如何调整，磨头工作面始终与磨头倾斜角调整轴重合，取消了磨头高度调整机构，减少了调整环节，使得磨头刚性更好，精度更高。

《新型高效数控磨齿机》的U轴修整机构与V轴修整机构联动相互垂直设置，而且U轴修整机构、V轴修整机构与磨头机构在机械设计上是相对独立，均安装在同一前后工作台上，坐标系相对独立，修整时磨头时，只需旋转，无须沿轴向或径向移动，仅通过修整U、V轴修整机构联动，就可实现磨头任意截面的精确修整，解决了多种蜗杆需不同截面磨头磨削的问题。克服了其它方案仅有一个修整轴，另一轴通过磨头移动来实现，这样在修整时，磨头轴既要转动又要移动，容易引起共振，同时，在磨削加工时，磨头轴的刚性不够，容易引起磨头轴向串动或抖动，影响加工精度。

《新型高效数控磨齿机》采用四轴联动原理，克服了一般环面蜗杆磨床磨削小中心距工件需要大直径前后工作台的缺陷，使得机床体积更小，工件装夹更合理，机床精度更高。由于U轴修整机构与V轴修整机构采用“分离式”设计，在磨削完成更换工件的间隔，也可以执行磨头修整动作；同时，磨头修整后，其磨头磨削轨迹控制更有利于数控系统补偿，因为，修整机构的设计更有利于控制模型的建立和控制方案的实施，在实际使用中已得到充分验证。

《新型高效数控磨齿机》磨头驱动电机的选型及安装位置设计巧妙、独特，既解决了普通环面蜗杆磨床由于电机和皮带的位置与磨头角度调整的干涉难题，又解决了锥包蜗杆磨削时电机与工件的干涉难题。实现了磨头工作角度方便、任意调整，提高了机床工作效率。磨头驱动电机优选为伺服主轴电机，用其来驱动磨头，可实现恒线速度磨削，解决了磨头磨损直径变小后由于线速度减小磨削质量降低的问题。也可根据磨头直径或型式选择不同速度磨削，显著提高磨削效率。

《新型高效数控磨齿机》磨头工作角度调整轴可以采用伺服轴数字控制，大大提高了蜗杆磨削时磨头工作角度的调整精度，取消了机床手动调整环节，实现机床自动调整、自动加工，有效提高了机床的自动化水平和加工精度、效率。

《新型高效数控磨齿机》可以配合六轴四联动全数字控制系统来使用，使得机床可实现全封闭防护设计，机床工作时防护门关闭，实现机床全过程自动加工，不需操作者手动操作机床，机床更安全、环保，保护了操作者的身体健康，保护了环境，降低了机床对操作者的水平要求，能为用户创造更高的效益，具有显著经价值。