CN105562839B - 蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，包括箱体和主轴，箱体底部固定有电机固定板，主轴下部通过转盘轴承与箱体转动连接，主轴上部位于箱体外，箱体内设有力矩电机，力矩电机的转子与主轴固连，主轴上部套设有缸体和滑动锥套，缸体下部与主轴配合，缸体与主轴之间设有与缸体摩擦配合的活塞，缸体内壁上设有施压台阶，施压台阶、活塞和主轴三者之间形成施压腔，滑动锥套与主轴之间设有弹簧夹头和导向套，滑动锥套与导向套摩擦配合，导向套、弹簧夹头和活塞三者固定在一起，活塞与主轴固连，主轴上部安装有顶尖，主轴上开有与施压腔连通的油道。本发明装夹方便，装夹精度高，装夹效率高，提高了蜗杆砂轮磨齿机的加工精度和效率。

Description

蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台

技术领域

本发明属于机床加工技术领域，具体涉及一种蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台。

背景技术

旋转工作台是蜗杆砂轮磨齿机最重要的装夹部件。随着蜗杆砂轮磨齿机的发展，其加工精度和效率要求越来越高，多头蜗杆砂轮磨削应用非常广泛，对旋转工作台的转速和精度要求更高，传统的旋转工作台已经不能满足需要。蜗杆砂轮磨齿机对加工零件的加工精度很大一部分取决于旋转工作台的装夹精度、回转精度和定位精度。现有的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台存在以下缺点：(1)主轴采用圆锥滚子轴承、静压轴承、十字交叉滚子轴承或YRT型转台轴承安装，圆锥滚子轴承转速低，装配困难，安装精度难以控制；静压轴承虽然安装精度高，但是装配难度大，环境要求高，国内基本上极少采用；十字交叉滚子轴承精度高，但是装配困难，装配效率低；YRT型转台轴承精度高，装配简单，但是转速低，成本高；(2)主轴采用伺服电机或同步电机驱动，为了将力矩变大，采用蜗轮蜗杆机构或行星齿轮机构将电机输出的动力减速后传递给主轴，蜗轮蜗杆机构传递效率低，蜗轮容易磨损，加工难度大，且反向间隙难以排除；行星齿轮机构对齿轮的加工精度要求高，装配难度大，加工难度大；另外，采用这两种传动方式均传动链复杂，要求精度非常高，制造困难，定位精度差；(3)对旋转工作台的控制不精确，导致旋转工作台整体旋转精度低；(4)结构复杂，工件装夹时间长，装夹精度低，装夹效率低，操作不方便；(5)旋转液压进油结构复杂，易损坏漏油。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其结构简单、设计合理、转速高、精度高且装配简单、装夹操作方便，有效解决了现有旋转工作台装配复杂且难度大、装夹困难、装夹精度低和装夹效率低的问题，提高了蜗杆砂轮磨齿机的加工精度和加工效率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：包括箱体和主轴，所述箱体的底部固定有电机固定板，所述主轴的下部伸入箱体内且通过转盘轴承与箱体转动连接，所述转盘轴承的外圈固定在箱体上，所述转盘轴承的内圈与主轴固定连接，所述主轴的上部位于箱体外，所述箱体内设置有力矩电机，所述力矩电机安装在电机固定板上，所述力矩电机的转子与主轴固定连接，所述主轴的上部套设有缸体和滑动锥套，所述滑动锥套位于缸体的上方且与缸体固定连接，所述缸体的下部与主轴配合，所述缸体与主轴之间设置有与缸体摩擦配合的活塞，所述缸体的内壁上设置有施压台阶，所述施压台阶、活塞和主轴三者之间形成施压腔，所述滑动锥套与主轴之间设置有弹簧夹头和导向套，所述导向套套设在弹簧夹头上，所述滑动锥套与导向套摩擦配合，所述导向套、弹簧夹头和活塞三者固定在一起，所述活塞与主轴固定连接，所述主轴的上部安装有顶尖，所述主轴上开有与施压腔连通的油道。

上述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述电机固定板上固定有编码器放置架，所述编码器放置架的上部位于箱体内，所述箱体内设置有编码器安装轴，所述编码器安装轴的上端与主轴的下端固定连接，所述编码器安装轴的下端连接有液压旋转接头，所述液压旋转接头位于箱体外，所述编码器安装轴上安装有编码器，所述编码器位于编码器放置架内，所述编码器安装轴上开有油孔，所述油孔的上端与油道的下端连通，所述油孔的下端与液压旋转接头的介质口连通，所述油道的上端与施压腔连通。

上述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述编码器为中空型旋转编码器。

上述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述滑动锥套与活塞之间竖直设置有复位弹簧，所述复位弹簧的一端顶紧于滑动锥套的上部内壁上，所述复位弹簧的另一端顶紧于活塞的上端面上，所述复位弹簧穿过导向套和弹簧夹头。

上述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述滑动锥套与导向套之间设置有第一密封圈，所述缸体与活塞之间设置有第二密封圈，所述缸体与主轴之间设置有第三密封圈。

上述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述顶尖安装在主轴的中轴线处，所述顶尖上螺纹连接有螺母，所述螺母位于主轴的上方。

上述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述缸体的下部开有凹槽，所述主轴上设置有凸起，所述凸起和凹槽配合，所述凸起和凹槽的数量均为多个。

上述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述箱体上开有电机水冷进口和电机水冷出口，所述电机水冷进口位于电机水冷出口的上方。

上述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述转盘轴承为ZKLDF型转盘轴承。

上述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述施压腔为环形腔体。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明结构简单、设计合理、传动链短、转速高、精度高且装配简单、装夹操作方便。

2、本发明通过旋转工作台的顶尖和尾架顶尖双顶尖定位，液压驱动滑动锥套使弹簧夹头自动夹紧，装夹拆卸加工零件方便，且能保证很高的装夹要求，也可以根据要求在加工过程中随时任意夹紧松开加工零件，装夹方便，操作简便。

3、本发明通过在滑动锥套与活塞之间竖直设置复位弹簧，复位弹簧自动松开弹簧夹头，解决了现有蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台在加工齿轮零件时突然断电对齿轮零件造成损坏；断电后，复位弹簧复位自动松开弹簧夹头后，齿轮零件可随砂轮的惯性旋转，保护齿轮零件不因突然断电而啃刀，使砂轮破裂、齿轮零件报废。

4、本发明箱体与主轴之间通过ZKLDF型转盘轴承连接，即转盘轴承的外圈固定在箱体上，转盘轴承的内圈与主轴固定连接，有很大的承载能力和回转精度高，对配合零件的要求不是非常高，对环境变化的适应性增强，缩短了装配时间，使用可靠，且解决了现有旋转工作台结构复杂、加工制造难度较大、转速低、效率低和加工成本高的问题。

5、本发明力矩电机通过电机固定板与箱体连接，力矩电机转子不通过任何连接过渡件直接与主轴连接，消除了旋转工作台的返向间隙，无需采用蜗轮蜗杆机构或行星齿轮机构，大大缩短了传动链，传动精度高，传动效率高，刚性好，同时解决了现有旋转工作台传动链长、加工制造困难、传动链的返向间隙又很难消除，造成旋转工作台定位精度差的问题。

6、本发明通过在编码器安装轴的下端连接编码器安装轴，并在编码器安装轴上安装有编码器，通过编码器实时检测编码器安装轴的角位移或速度，以反映主轴的角位移或速度，进而对力矩电机进行实时调节，确保主轴的定位精度和刚性，提高加工零件的加工精度。

7、本发明工件装夹时间短，装夹精度高，装夹效率高，操作方便，有效解决了现有旋转工作台结构复杂、转速低、环境要求高、制造加工成本高、装夹困难、装夹精度低和装夹效率低的问题，提高了蜗杆砂轮磨齿机的加工精度和加工效率。

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中的A处放大图。

图3为本发明的使用状态图。

附图标记说明:

1—顶尖； 2—螺母； 3—弹簧夹头；

4—导向套； 5—复位弹簧； 6-1—第一密封圈；

6-2—第二密封圈； 6-3—第三密封圈； 7—转盘轴承；

8—力矩电机； 9—编码器； 10—电机固定板；

11—液压旋转接头； 12—滑动锥套； 13—活塞；

14—缸体； 14-1—凹槽； 15—主轴；

15-1—凸起； 16—箱体； 16-1—电机水冷进口；

16-2—电机水冷出口； 17—编码器安装轴； 18—编码器放置架；

19—施压台阶； 20—施压腔； 21—油道；

22—油孔； 23—轴类齿轮； 24—尾架顶尖；

25—砂轮。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明包括箱体16和主轴15，所述箱体16的底部固定有电机固定板10，所述主轴15的下部伸入箱体16内且通过转盘轴承7与箱体16转动连接，所述转盘轴承7的外圈固定在箱体16上，所述转盘轴承7的内圈与主轴15固定连接，所述主轴15的上部位于箱体16外，所述箱体16内设置有力矩电机8，所述力矩电机8安装在电机固定板10上，所述力矩电机8的转子与主轴15固定连接，所述主轴15的上部套设有缸体14和滑动锥套12，所述滑动锥套12位于缸体14的上方且与缸体14固定连接，所述缸体14的下部与主轴15配合，所述缸体14与主轴15之间设置有与缸体14摩擦配合的活塞13，所述缸体14的内壁上设置有施压台阶19，所述施压台阶19、活塞13和主轴15三者之间形成施压腔20，所述滑动锥套12与主轴15之间设置有弹簧夹头3和导向套4，所述导向套4套设在弹簧夹头3上，所述滑动锥套12与导向套4摩擦配合，所述导向套4、弹簧夹头3和活塞13三者固定在一起，所述活塞13与主轴15固定连接，所述主轴15的上部安装有顶尖1，所述主轴15上开有与施压腔20连通的油道21。

如图1所示，所述电机固定板10上固定有编码器放置架18，所述编码器放置架18的上部位于箱体16内，所述箱体16内设置有编码器安装轴17，所述编码器安装轴17的上端与主轴15的下端固定连接，所述编码器安装轴17的下端连接有液压旋转接头11，所述液压旋转接头11位于箱体16外，所述编码器安装轴17上安装有编码器9，所述编码器9位于编码器放置架18内，所述编码器安装轴17上开有油孔22，所述油孔22的上端与油道21的下端连通，所述油孔22的下端与液压旋转接头11的介质口连通，所述油道21的上端与施压腔20连通。工作时，编码器安装轴17随主轴15转动，由于编码器安装轴17上安装有编码器9，因此可通过编码器9实时检测编码器安装轴17的角位移或直线位移，以反映主轴15的角位移或直线位移，进而对力矩电机8进行实时调节，确保主轴15的定位精度和刚性，提高加工零件的加工精度。

本实施例中，为了能连接液压旋转接头，使得液压油进入施压腔20内，所述编码器9采用中空型旋转编码器。

如图1所示，所述滑动锥套12与活塞13之间竖直设置有复位弹簧5，所述复位弹簧5的一端顶紧于滑动锥套12的上部内壁上，所述复位弹簧5的另一端顶紧于活塞13的上端面上，所述复位弹簧5穿过导向套4和弹簧夹头3。通过在滑动锥套12与活塞13之间竖直设置复位弹簧5，复位弹簧5自动松开弹簧夹头3，解决了现有蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台在加工齿轮零件时突然断电对齿轮零件的造成损坏；断电后，复位弹簧复位自动松开弹簧夹头后，齿轮零件可随砂轮的惯性旋转，保护齿轮零件不因突然断电而啃刀，使砂轮破裂、齿轮零件报废。

如图1所示，所述滑动锥套12与导向套4之间设置有第一密封圈6-1，所述缸体14与活塞13之间设置有第二密封圈6-2，所述缸体14与主轴15之间设置有第三密封圈6-3，第一密封圈6-1的作用是防止磨削沙粒进入导向套4里面，第二密封圈6-2和第三密封圈6-3是液压缸的密封圈，防止漏油。

如图1所示，所述顶尖1安装在主轴15的中轴线处，所述顶尖1上螺纹连接有螺母2，所述螺母2位于主轴15的上方；设置螺母2，便于将顶尖1从主轴15上拆卸下来，拆卸顶尖1时，旋拧螺母2，则螺母2带动顶尖1从主轴15上拆卸下来。

如图1所示，所述缸体14的下部开有凹槽14-1，所述主轴15上设置有凸起15-1，所述凸起15-1和凹槽14-1配合，所述凸起15-1和凹槽14-1的数量均为多个；设置多个凹槽14-1和凸起15-1的作用是迷宫密封，防止磨屑进入，影响缸体下移距离。

如图1所示，所述箱体16上开有电机水冷进口16-1和电机水冷出口16-2，对力矩电机8进行冷却，所述电机水冷进口16-1位于电机水冷出口16-2的上方。

本实施例中，所述转盘轴承7为ZKLDF型转盘轴承。

本实施例中，所述施压腔20为环形腔体，能对缸体14施压均匀。

结合图3，本发明的工作原理为：采用本发明旋转工作台的蜗杆砂轮磨齿机加工零件(如轴类齿轮)23时，首先，将轴类齿轮23的一端安装在弹簧夹头3上，将轴类齿轮23的另一端顶紧于蜗杆砂轮磨齿机的尾架顶尖24上，轴类齿轮23通过旋转工作台的顶尖1和尾架顶尖24来定位。然后，将蜗杆砂轮磨齿机的砂轮25与轴类齿轮23啮合，启动蜗杆砂轮磨齿机，这时蜗杆砂轮磨齿机处于启动阶段，轴类齿轮23随着砂轮25旋转而自由旋转，力矩电机8处于空转状态。待砂轮25与旋转工作台转速稳定后，旋转接头11内进入液压油，液压油再依次通过油孔22和油道21进入施压腔20内，活塞13不动，液压油对缸体14施压，使得缸体14下移，则与缸体14连接的滑动锥套12也下移，从而使放入弹簧夹头3内的轴类齿轮23处于夹紧状态，进行磨削。磨削时，力矩电机8带动主轴15转动，由于主轴15与活塞13固定连接，活塞13、导向套4和弹簧夹头3活塞13三者固定在一起，主轴15与编码器安装轴17固定连接，顶尖1安装在主轴15上，因此主轴15、活塞13、导向套4、弹簧夹头3、顶尖1和编码器安装轴17作为一个整体旋转；由于缸体14与活塞13摩擦配合，因此缸体14同活塞13旋转，由于滑动锥套12与导向套4摩擦配合，因此滑动锥套12导向套4同旋转，即滑动锥套12和缸体14也随主轴15一起转动。待磨削完成后液压回油，复位弹簧5使滑动锥套12复位，轴类齿轮23松开，加工完毕。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：包括箱体(16)和主轴(15)，所述箱体(16)的底部固定有电机固定板(10)，所述主轴(15)的下部伸入箱体(16)内且通过转盘轴承(7)与箱体(16)转动连接，所述转盘轴承(7)的外圈固定在箱体(16)上，所述转盘轴承(7)的内圈与主轴(15)固定连接，所述主轴(15)的上部位于箱体(16)外，所述箱体(16)内设置有力矩电机(8)，所述力矩电机(8)安装在电机固定板(10)上，所述力矩电机(8)的转子与主轴(15)固定连接，所述主轴(15)的上部套设有缸体(14)和滑动锥套(12)，所述滑动锥套(12)位于缸体(14)的上方且与缸体(14)固定连接，所述缸体(14)的下部与主轴(15)配合，所述缸体(14)与主轴(15)之间设置有与缸体(14)摩擦配合的活塞(13)，所述缸体(14)的内壁上设置有施压台阶(19)，所述施压台阶(19)、活塞(13)和主轴(15)三者之间形成施压腔(20)，所述滑动锥套(12)与主轴(15)之间设置有弹簧夹头(3)和导向套(4)，所述导向套(4)套设在弹簧夹头(3)上，所述滑动锥套(12)与导向套(4)摩擦配合，所述导向套(4)、弹簧夹头(3)和活塞(13)三者固定在一起，所述活塞(13)与主轴(15)固定连接，所述主轴(15)的上部安装有顶尖(1)，所述主轴(15)上开有与施压腔(20)连通的油道(21)。

2.按照权利要求1所述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述电机固定板(10)上固定有编码器放置架(18)，所述编码器放置架(18)的上部位于箱体(16)内，所述箱体(16)内设置有编码器安装轴(17)，所述编码器安装轴(17)的上端与主轴(15)的下端固定连接，所述编码器安装轴(17)的下端连接有液压旋转接头(11)，所述液压旋转接头(11)位于箱体(16)外，所述编码器安装轴(17)上安装有编码器(9)，所述编码器(9)位于编码器放置架(18)内，所述编码器安装轴(17)上开有油孔(22)，所述油孔(22)的上端与油道(21)的下端连通，所述油孔(22)的下端与液压旋转接头(11)的介质口连通，所述油道(21)的上端与施压腔(20)连通。

3.按照权利要求2所述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述编码器(9)为中空型旋转编码器。

4.按照权利要求1所述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述滑动锥套(12)与活塞(13)之间竖直设置有复位弹簧(5)，所述复位弹簧(5)的一端顶紧于滑动锥套(12)的上部内壁上，所述复位弹簧(5)的另一端顶紧于活塞(13)的上端面上，所述复位弹簧(5)穿过导向套(4)和弹簧夹头(3)。

5.按照权利要求1所述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述滑动锥套(12)与导向套(4)之间设置有第一密封圈(6-1)，所述缸体(14)与活塞(13)之间设置有第二密封圈(6-2)，所述缸体(14)与主轴(15)之间设置有第三密封圈(6-3)。

6.按照权利要求1所述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述顶尖(1)安装在主轴(15)的中轴线处，所述顶尖(1)上螺纹连接有螺母(2)，所述螺母(2)位于主轴(15)的上方。

7.按照权利要求1所述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述缸体(14)的下部开有凹槽(14-1)，所述主轴(15)上设置有凸起(15-1)，所述凸起(15-1)和凹槽(14-1)配合，所述凸起(15-1)和凹槽(14-1)的数量均为多个。

8.按照权利要求1所述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述箱体(16)上开有电机水冷进口(16-1)和电机水冷出口(16-2)，所述电机水冷进口(16-1)位于电机水冷出口(16-2)的上方。

9.按照权利要求1所述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述转盘轴承(7)为ZKLDF型转盘轴承。

10.按照权利要求1所述的蜗杆砂轮磨齿机旋转工作台，其特征在于：所述施压腔(20)为环形腔体。