技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种齿轮加工机械，尤其是一种轮端面仿形倒棱机。
背景技术
[0002] 随着我国
汽车工业、机械制造行业的持续发展，中国齿轮工业的产量需求越来越大。在齿轮加工过程中，存在这样的现象：齿轮的加工
变形及毛刺主要集中在齿轮的两端面及齿轮的棱拐边缘。实践证明，经倒棱加工后的齿轮可改善
啮合质量，提高其传动平稳性，降低传动噪声，延长使用寿命，并且在消除
工件在
热处理时可能产生的裂纹、减小变形等方面都起着非常积极的作用。因此汽车行业在生产齿轮时，均把齿轮倒棱加工作为一项必不可少的工序。
[0003] 已知的倒棱方法是采用钳工修锉或薄片
砂轮磨削，飞刀倒棱法、圆片砂轮自动倒棱法、
蜗杆式砂轮倒棱法、端铣连续分度倒棱法。其加工效率及质量均不理想，难以满足工业化大生产高质量的倒棱要求。ZL200820216663.7提出了一种仿形倒棱的方法，这种方法比传统的飞刀倒棱法、圆片砂轮自动倒棱法、蜗杆式砂轮倒棱法、端铣连续分度倒棱法较先进，但也有一些
缺陷。由于仿形触头运动轨迹是沿
导轨的直线方向来回运动，触头复位的响应速度会有限制，工件(齿轮)的转速不能太快，由于
加速度的存在，触头对工件
齿面的冲击也会加大。
发明内容
[0004] 本实用新型的目的是克服
现有技术中存在的不足，提供一种适用范围更广、效率和
精度更高的齿轮端面仿形倒棱机。
[0005] 按照本实用新型提供的技术方案，所述齿轮端面仿形倒棱机，包括在床身上夹具机构、动
力头、三向导轨机构以及摆动调节机构；
[0006] 所述三向导轨机构包括在
机架上固定设置的内外向导轨，在内外向导轨上滑动连接有内外向滑
块，在内外向导轨上转动架设有内外向螺杆，所述内外向螺杆的轴线与内外向导轨的长度方向一致，在内外向螺杆上螺接有内外向螺套，所述内外向螺套固定在内外向滑块上，在内外向滑块上固定设置有左右向导轨，在左右向导轨上滑动连接有左右向滑块，在左右向导轨上转动架设有左右向螺杆，所述左右向螺杆的轴线与左右向导轨的长度方向一致，在左右向螺杆上螺接有左右向螺套，所述左右向螺套固定在左右向滑块上，在左右向滑块上固定设置有竖直向导轨，在竖直向导轨上滑动连接有竖直向滑块，在竖直向导轨上转动架设有竖直向螺杆，所述竖直向螺杆的轴线与竖直向导轨的长度方向一致，在竖直向螺杆上螺接有竖直向螺套，所述竖直向螺套固定在竖直向滑块上；
[0007] 所述摆动调节机构包括间隔设置的上
固定板与下固定板，上固定板安装在竖直向滑块的
侧壁上端
位置，下固定板安装在竖直向滑块的侧壁下端位置，在上固定板与下固定板之间架设有销轴，在销轴上转动架设有
连杆，在连杆上固定安装有动力头固定座，在动力头固定座的一侧还设有连杆摆动回复装置，所述摆动调节机构安装在三向导轨机构的竖直向滑块上；
[0008] 在所述动力头固定座上安装有动力头，所述动力头具有仿形触头与刀具；
[0009] 所述夹具机构具有可换夹具，所述可换夹具可绕其轴线作轴向旋转。
[0010] 所述内外向导轨与左右向导轨呈垂直设置，左右向导轨与竖直向导轨呈垂直设置，内外向导轨与竖直向导轨呈垂直设置。
[0011] 在内外向导轨上设有内外向
锁定件，在内外向导轨与内外向滑块之间设有内外向镶条，操作内外向锁定件时，内外向锁定件通过内外向镶条将内外向滑块锁定；在左右向导轨上设有左右向锁定件，在左右向导轨与左右向滑块之间设有左右向镶条，操作左右向锁定件时，左右向锁定件通过左右向镶条将左右向滑块锁定；在竖直向导轨上设有竖直向锁定件，在竖直向导轨与竖直向滑块之间设有竖直向镶条，操作竖直向锁定件时，竖直向锁定件通过竖直向镶条将竖直向滑块锁定。
[0012] 所述连杆摆动回复装置包括固定设置的导向筒体，导向筒体内滑动插接有
配重块，导向筒体的筒顶端转动架设转向轮，一根牵引带的一端连接在配重块，牵引带的另一端绕过转向轮后连接在动力头固定座上。
[0013] 在转向轮与动力头固定座之间的牵引带外套接有保护管。
[0014] 在动力头固定座的底端部外壁加工有外
螺纹，在动力头固定座的
外螺纹上螺接有上滑座以及
定位螺母，在上滑座上设有仿形触头
水平向微调装置，所述仿形触头安装在仿形触头水平向微调装置上。
[0015] 所述上滑座的轴线与动力头固定座的轴线平行且呈偏心设置。
[0016] 所述仿形触头水平向微调装置包括在上滑座的底端部滑动连接的中滑座，中滑座可沿上滑座作左右方向的滑动，在上滑座的侧壁固定安装有左右向调节螺杆安装座，在左右向调节螺杆安装座上螺接有左右向调节螺杆，左右向调节螺杆的一端部旋合在中滑座内，在中滑座的底端部滑动连接有下滑座，下滑座可沿中滑座作内外方向的滑动，在中滑座的侧壁固定安装有内外向调节螺杆安装座，在内外向调节螺杆安装座上螺接有内外向调节螺杆，内外向调节螺杆的一端部旋合在下滑座内。
[0017] 本发明与已有技术相比具有以下优点：由于应用仿形原理，模仿齿轮啮合原理控制刀具运动轨迹，柔性关节设计进行齿端倒棱，标准模型即为加工零件(齿轮)本身，无需另外设计制造标准模型，由被倒棱齿轮(工件)直接推动仿形触头来控制倒棱刀具的运动轨迹，
传动系统非常简单，故设备本身制造成本及客户使用成本较低。本发明适合直齿、斜齿、锥齿和
链轮等各种齿形零件的齿端倒棱，通用性广。本发明中调节装置有粗调和微调装置两部分，调节方便可靠，倒棱大小可精确控制、能实现沿齿高方向的全齿均匀倒棱，达到了高的倒棱质量。本发明采用柔性关节设计，可大大减小刚性冲击，并可提高工件转速来提高齿端倒棱的生产效率。
附图说明
[0018] 图1是本实用新型的整体结构主视图。
[0019] 图2是本实用新型的整体结构左视图。
[0020] 图3是本实用新型中的摆动调节机构的结构示意图。
[0021] 图4是摆动调节机构中连杆摆动回复装置的结构示意图。
[0022] 图5是图4的俯视图。
[0024] 图7是本实用新型中的动力头结构示意图。
[0025] 图8是本实用新型中的三向导轨机构的主视图。
[0026] 图9是本实用新型中的三向导轨机构的左视图。
[0027] 图10是图8的A-A剖视图。
具体实施方式
[0028] 下面结合具体附图和
实施例对本实用新型作进一步说明。
[0029] 如图所示，本实用新型包括在床身1上夹具机构、动力头、三向导轨机构以及摆动调节机构；
[0030] 其中，摆动调节机构包括下滑座19、中滑座20、上滑座21、定位螺钉22、定位螺母23、连杆24、动力头固定座25、
指针26、上固定板27、盘头螺钉28、刻度盘29、上
轴承盖30、
卡簧31、隔套32、内六
角螺钉33、轴承34、卡簧35、上螺纹联接套36、上
轴承盖37、轴承38、隔套39、轴承40、下轴承盖41、轴承42、下螺纹联接套43、下固定板44、下轴承盖45、内六角螺钉46、销轴47、卡簧48、左右向调节螺杆安装座49、内六角螺钉50、压花把手51、弹性圆柱销52、左右向调节螺杆53、内六角
紧定螺钉54、镶
铜条55、导向筒体56、配重块57、吊环螺钉58、内六角螺钉59、压紧盖60、下轴承盖61、轴承62、上轴承盖63、转向轮64、牵引带
65、导带管66、内外向调节螺杆安装座67、
弹簧垫圈68、内六角螺钉69、压花把手70、弹性圆柱销71、内六角螺钉72、内外向调节螺杆73、限位块74、内六角螺钉75、内六角螺钉76、六角头
螺栓77、吊环螺钉78、螺钉79、滑轮80、轴承81、隔套82、螺母83、垫圈84与滑轮底座
85。
[0031] 动力头包括锁紧螺母86、过渡套87、联接套88、
密封圈89、下轴承盖90、隔套91、止动
垫片92、圆螺母93、轴94、轴承95、卡簧96、套筒
联轴器97、平键98、内六角紧定螺钉99、微型
电机100、内六角螺钉101、联接套102、轴承103、内六角螺钉104、紧定螺钉105、卡簧106、紧定螺钉107、平键108与弹性夹头109。
[0032] 三向导轨机构包括内外向镶条110、左右向螺套111、左右向止动轴承112、左右向锁定件113、左右向滑块114、轴承115、轴承盖116、平垫圈117、螺钉118、竖直向锁定件119、盘头螺钉120、内六角螺钉121、竖直向联接板122、竖直向螺纹套筒123、竖直向滑块124、竖直向导轨125、立座盖126、
手柄127、轴承盖128、轴承129、隔套130、竖直向螺杆131、立座132、竖直向上止动隔板133、刻度尺134、内六角紧定螺钉135、左右向螺杆136、隔套137、轴承138、轴承端盖139、手柄140、内外向锁定件141、内外向导轨142、内外向止动轴承143、内外向滑块144、左右向镶条145、左右向导轨146、内外向螺套147轴承端盖148、轴承149、隔套、手柄150、内外向螺杆151、内六角螺钉152、竖直向镶条153与指针154。
[0033] 夹具机构包括摆线针轮减速机、
六角螺母、内六角螺钉、联接套、平垫圈、密封圈、储油盘、可换夹具、内六角螺钉、底盘、平键与O形密封圈。
[0034] 摆线针轮减速机用内六角螺钉和六角螺母固定在底盘上。联接套用平键联接在摆线针轮减速机上，并加O形密封圈。可换夹具用内六角螺钉固定在联接套上。储油盘安装在底盘上。平垫圈、密封圈装在储油盘内的卡槽内。
[0035] 所述三向导轨机构包括在机架上固定设置的内外向导轨142，在内外向导轨142上滑动连接有内外向滑块144，在内外向导轨142上转动架设有内外向螺杆151，所述内外向螺杆151的轴线与内外向导轨142的长度方向一致，在内外向螺杆151上螺接有内外向螺套147，所述内外向螺套147固定在内外向滑块144上，在内外向滑块144上固定设置有左右向导轨146，在左右向导轨146上滑动连接有左右向滑块114，在左右向导轨146上转动架设有左右向螺杆136，所述左右向螺杆136的轴线与左右向导轨146的长度方向一致，在左右向螺杆136上螺接有左右向螺套111，所述左右向螺套111固定在左右向滑块114上，在左右向滑块114上固定设置有竖直向导轨125，在竖直向导轨125上滑动连接有竖直向滑块124，在竖直向导轨125上转动架设有竖直向螺杆131，所述竖直向螺杆131的轴线与竖直向导轨125的长度方向一致，在竖直向螺杆131上螺接有竖直向螺套123，所述竖直向螺套123固定在竖直向滑块124上；摆动调节机构安装在三向导轨机构的竖直向滑块124上；
[0036] 所述摆动调节机构包括间隔设置的上固定板27与下固定板44，上固定板27安装在竖直向滑块124的侧壁上端位置，下固定板44安装在竖直向滑块124的侧壁下端位置，在上固定板27与下固定板44之间架设有销轴47，在销轴47上转动架设有连杆24，在连杆24上固定安装有动力头固定座25，在动力头固定座25的一侧还设有连杆摆动回复装置；在所述动力头固定座25上安装有动力头，所述动力头具有仿形触头5与刀具6。
[0037] 所述内外向导轨142与左右向导轨146呈垂直设置，左右向导轨146与竖直向导轨125呈垂直设置，内外向导轨142与竖直向导轨125呈垂直设置。
[0038] 在内外向导轨142上设有内外向锁定件141，在内外向导轨142与内外向滑块144之间设有内外向镶条110，操作内外向锁定件141时，内外向锁定件141通过内外向镶条110将内外向滑块144锁定；在左右向导轨146上设有左右向锁定件113，在左右向导轨146与左右向滑块114之间设有左右向镶条145，操作左右向锁定件113时，左右向锁定件113通过左右向镶条145将左右向滑块114锁定；在竖直向导轨125上设有竖直向锁定件119，在竖直向导轨125与竖直向滑块124之间设有竖直向镶条153，操作竖直向锁定件119时，竖直向锁定件119通过竖直向镶条153将竖直向滑块124锁定。
[0039] 所述连杆摆动回复装置包括固定设置的导向筒体56，导向筒体56内滑动插接有配重块57，导向筒体56的筒顶端转动架设转向轮64，一根牵引带65的一端连接在配重块57，牵引带65的另一端绕过转向轮64后连接在动力头固定座25上。
[0040] 在转向轮64与动力头固定座25之间的牵引带65外套接有保护管66。
[0041] 在动力头固定座25的底端部外壁加工有外螺纹，在动力头固定座25的外螺纹上螺接有上滑座21以及定位螺母23，在上滑座21上设有仿形触头水平向微调装置，所述仿形触头5安装在仿形触头水平向微调装置上。
[0042] 所述上滑座21的轴线与动力头固定座25的轴线平行且呈偏心设置。
[0043] 所述仿形触头水平向微调装置包括在上滑座21的底端部滑动连接的中滑座20，中滑座20可沿上滑座21作左右方向的滑动，在上滑座21的侧壁固定安装有左右向调节螺杆安装座49，在左右向调节螺杆安装座49上螺接有左右向调节螺杆53，左右向调节螺杆53的一端部旋合在中滑座20内，在中滑座20的底端部滑动连接有下滑座19，下滑座19可沿中滑座21作内外方向的滑动，在中滑座20的侧壁固定安装有内外向调节螺杆安装座67，在内外向调节螺杆安装座67上螺接有内外向调节螺杆73，内外向调节螺杆73的一端部旋合在下滑座19内。
[0044] 仿形触头5安装在下滑座19的沟槽内，并用内六角螺钉76锁紧。下滑座19用燕尾槽结构与中滑座20联接并用内六角螺钉75锁紧。内外向调节螺杆安装座67用内六角螺钉69固定在中滑座20上。
弹簧垫圈68套在内六角螺钉69上。限位块74用内六角螺钉72固定在内外向调节螺杆安装座67上。内外向调节螺杆73旋合在下滑座19上并安装在内外向调节螺杆安装座67中。压花把手70用弹性圆柱销71固定在内外向调节螺杆73上。中滑座20用燕尾槽结构与上滑座21联接。左右向调节螺杆安装座49用内六角螺钉50固定在上滑座21上。左右向调节螺杆53旋合在中滑座20上并安装在左右向调节螺杆安装座49中。压花把手51用弹性圆柱销52固定在左右向调节螺杆53上。定位螺母23安装在动力头固定座25上。上滑座21旋合在动力头固定座25上，并用定位螺母23定位，用螺钉22固定。动力头固定座25套装在连杆24中并用六角头螺栓77夹紧。指针26用盘头螺钉28紧定在连杆24上。上螺纹联接套36和下螺纹联接套43分别安装在连杆24小孔的上下端。销轴47插在上固定板27、连杆24、下固定板44的联接处，并用上轴承盖30、卡簧31、下轴承盖45、卡簧48分别在上下固定。刻度盘29固定在上固定板27上。上轴承盖30用内六角螺钉33固定在上固定板27上。下轴承盖45用内六角螺钉46固定在下固定板44上。隔套32和上轴承盖37、下轴承盖41分别顶在轴承34、42的两端。隔套39两端分别顶着轴承38、40。轴承38的上端以卡簧35固定。轴承40的下端以轴47的轴肩固定。吊环螺钉78安装在连杆24上。吊环螺钉58安装在配重块57上。牵引带65两端分别系在吊环螺钉78、58上，通过滑轮80将连杆24与配重块57相连。导带管66套在牵引带65上。滑轮底座85用内六角螺钉固定在上轴承盖63上，在上轴承盖63转动架设有转向轮64。下轴承盖61用内六角螺钉59固定在上轴承盖63上。轴承62安装在导向座56上并用压紧盖60在上端固定。上轴承盖63安装在压紧盖60上。轴承81安装在螺钉79上并用隔套82顶紧。滑轮80安装在轴承81上。螺钉79安装在滑轮底座85上并用螺母
83和垫圈84固定。
[0045] 刀具6由弹性夹头109夹紧并通过锁紧螺母86进行锁紧。过度套87与联接套88通过平键108进行联接并用紧定螺钉107锁紧。联接套88与轴94之间采用卡簧106和紧定螺钉105及其内部螺纹进行锁紧。下轴承盖90用内六角螺钉104固定在联接套102上。密封圈89、轴承103、隔套91和下轴承盖90一起安装在轴94上的联接套88上方并用止动垫片92和圆螺母93锁紧。轴承95以轴94的轴肩和卡簧96定位安装。套筒联轴器97用平键98和紧定螺钉99定位锁紧在轴94上。微型电机100用内六角螺钉101固定在联接套102上。
[0046] 内外向滑块144以燕尾槽形式安装在内外向导轨142上并在它们中间加铜质的内外向镶条110。内外向锁定件141安装在内外向滑块144上燕尾槽处。手柄150固定在内外向螺杆151上，内外向螺套147螺接在内外向螺杆151上。轴承端盖148、轴承149及隔套安装在内外向螺杆151的始端。内外向止动轴承143安装在内外向螺杆151的末端。左右向滑块114以燕尾槽形式安装在左右向导轨146上并在中间加铜质的左右向镶条145。左右向固定件113安装在左右向滑块114上燕尾槽处。手柄140固定在左右向螺杆136上。
隔套137、轴承138、轴承端盖139安装在左右向螺杆136的始端。左右向螺套111旋合在左右向螺杆136上。左右向止动轴承112安装在左右向螺杆136的末端。立座132用螺钉
118和平垫圈117固定在左右向滑块114上。竖直向滑块124与竖直向导轨125以燕尾槽的形式联接并在它们之间加铜质的竖直向镶条153。竖直向联接板122一端用内六角螺钉
121固定在竖直向滑块124上，另一端用内六角紧定螺钉135固定在竖直向螺套筒123上。
竖直向螺套123以螺纹形式旋合在竖直向螺杆131上。竖直向固定件119安装在竖直向滑块124上燕尾槽处。手柄127固定在竖直向螺杆131上。轴承盖128、轴承129、隔套130安装在竖直向螺杆131的顶端。竖直向止动隔板133套装在竖直向螺杆131上并固定在立座
132内部。轴承115、轴承盖116安装在竖直向螺杆131底端。刻度尺134用盘头螺钉120固定在立座132上。指针154用内六角螺钉152固定在竖直向滑块124上。
[0047] 本实用新型的工作原理如下：
[0048] 旋动压花把手70，带动内外向调节螺杆73旋转，使与之旋合的下滑座19沿中滑座20的燕尾槽作内外向的直线移动。旋动压花把手51，带动左右向调节螺杆53旋转，使与之旋合的中滑座20在上滑座21的燕尾槽作左右方向的直线移动。仿形触头5固定安装在下滑座19的沟槽内，通过下滑座19、中滑座20的左右向、内外向直线运动组成仿形触头5的径向微调。上滑座21螺纹联接在动力头固定座25下方，通过旋转上滑座21实现仿形触头
5的周向微调。调节完后并用定位螺母23锁紧。牵引带65两端通过吊环螺钉78、58分别和连杆24、配重块57相连，配重块57沿导向座56上下移动，通过滑轮80带动连杆24绕柔性关节处的销轴47摆动。
[0049] 刀具6的刀柄装在弹性夹头109的圆柱孔中，旋转锁紧螺母86使弹性夹头109外锥面在过渡套87的圆锥孔中产生轴向滑移，从而使弹性夹头109内孔收缩夹紧刀具6。工作时，微型电机100通过套筒联轴器97和平键98带动轴94转动，轴94的转动进一步带动刀具6的转动。
[0050] 摇转手柄127，带动竖直向螺杆131转动，使与之旋合的竖直向螺套123做上下直线运动，从而带动与竖直向螺套筒123安装固定在一起的竖直向滑块124沿燕尾槽在竖直方向上上下运动。摇转手柄140，带动左右向螺杆136转动，使与之旋合的左右向螺套111做水平直线运动，从而带动左右向滑块114沿燕尾槽做水平方向的左右运动。摇转手柄150，带动内外向螺杆151转动，使与之旋合的内外向螺套做水平直线运动，从而带动内外向滑块144沿燕尾槽在内外方向做直线运动。至此，实现刀具与工件齿轮左右、内外、竖直三个方向相对位置的调节。
[0051] 设备工作时，摆线针轮减速机通过平键带动联接套及安装在联接套上的可换夹具做低速旋转运动，从而带动安装在可换夹具上的工件齿轮做低速旋转运动。
[0052] 图1和图2中具有床身1、内六角螺钉2、夹具装置、工件齿轮4、仿形触头5、刀具6、倒棱机工作头、罩壳8、螺钉9、控制面板10、导油管11与螺钉12。
[0053] 本实用新型中，夹具装置用内六角螺钉2固定在床身1的
台面上。工件齿轮4由夹具装置3定位夹紧。刀具6和仿形触头5安装在倒棱机工作头7上。倒棱机工作头用螺钉9和螺钉12固定在床身1上。控制面板10安装在床身1的台面上。导油管11连接在床身1内部的压油机上。罩壳8安装在床身1上。
[0054] 工作原理：被倒棱的工件齿轮4定位夹紧在夹具装置的可换夹具上。仿形触头5安装在倒棱机工作头上的仿形触头摆动及调节机构上。设备工作前，首先根据工件齿轮4的尺寸大小及
螺旋角来调节倒棱机工作头的三向导轨机构，确定刀具与工件齿轮的相对位置；然后调节仿形触头摆动及调节机构下端的微调机构，调节刀具6与仿形触头5之间的相对位置来确定倒棱尺寸的大小，并使仿形触头与工件齿廓相贴。当设备工作时，工件齿轮4由夹具装置3带动进行低速连续旋转，齿廓旋转推动固定在倒棱机工作头上的仿形触头5模仿
轮齿啮合旋转摆动。当触头5转过齿顶时，刀具6和仿形触头5通过仿形触头摆动及调节机构中连杆的柔性关节在配重块的恒力拉动下进入下一个轮
齿槽与齿廓
接触旋转摆动。如此循环往复，当工件齿轮转动一周时，安装在动力头上高速旋转的刀具运动轨迹在仿形触头的控制下，实现对工件齿轮4一个端面所有齿棱的倒棱切削工作。
