一种脉冲电流辅助插齿的装置的制作方法

本发明涉及插齿技术领域，更具体地说，它涉及一种脉冲电流辅助插齿的装置。

背景技术：

随着现代机械设备对精度的追求不断提高，作为其中重要的传动零部件，人们对齿轮的精度，组织性能等各项参数甚至产量都提出了更高的要求。插齿是用插齿刀按照展成法或者成型法来加工内、外齿轮或齿条的的齿面的一种方法。插齿因为其在加工过程中会产生较小的齿形误差以及较细的粗糙度，通常作为加工齿轮的主要手段。

目前，现有技术中的用于加工齿轮的插齿机，由于其插齿的速度会受到插齿刀主轴往复运动的惯性和机床刚性的制约，切削过程又有空程的时间损失，造成齿轮加工生产的效率不高，无法满足现代生产的要求。因此，本发明旨在提高插齿加工齿轮的精度和生产率，设计提供一种脉冲电流辅助插齿的装置，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种脉冲电流辅助插齿的装置，该装置在对待加工齿轮进行插齿过程中，能够增大待加工齿轮的塑性变形能力，进而提高插齿加工效率和精度，且该装置自动化程度高，减少了人工的工作量。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种脉冲电流辅助插齿的装置，包括工作台，所述工作台顶面边缘设有刀具安装机构；所述刀具安装机构设有滑杆；所述滑杆上安装有步进电机；所述步进电机侧壁固定安装有刀具主轴箱；所述刀具主轴箱底端设有刀具主轴；刀具主轴底端固定安装有插齿刀；所述工作台顶面固定连接有加工固定台；所述加工固定台顶端设有下卡盘；所述下卡盘顶面放置有待加工齿轮；所述待加工齿轮顶端设有上卡盘；所述加工固定台、下卡盘、待加工齿轮和上卡盘通过螺杆串接，所螺杆端部延伸出上卡盘顶端所述螺杆顶端设有螺母；所述刀具安装机构侧壁设有靠近加工固定台正上方的螺母安装机构；所述工作台顶面设有靠近加工固定台的机械手控制台；所述机械手控制台连接有机械手；所述工作台顶面设有脉冲电源；所述脉冲电源设有控制开关；所述脉冲电源的电源正极和电源负极分别连接有正极导线和负极导线，所述负极导线的端部与插齿刀顶面连接，所述正极导线的端部与待加工齿轮顶面连接；所述刀具安装机构侧壁设有操作控制屏、单片机和电源装置。

通过采用上述技术方案，在对待加工齿轮进行插齿加工时，将待加工齿轮放置于工作台顶面的机械手正下方位置处，通过机械手控制台，控制机械手工作将待加工齿轮抓取转运至加工固定台顶端的下卡盘顶面；通过下卡盘、上卡盘、螺杆和螺母，便于将待加工齿轮固定与加工固定台顶面；脉冲电源的电源正极通过正极导线与待加工齿轮顶面连接，脉冲电源的电源负极通过负极导线与插齿刀连接，当插齿刀切削待加工齿轮时，通过控制开关将脉冲电源的电路闭和；在整个插齿加工过程中，通过控制开关的接通和断开，能够实现将脉冲电流输入至待加工齿轮表面，使脉冲电流流经切削加工位置，增大待加工齿轮的塑性变形能力，提高插齿加工效率和齿面组织性能；通过步进电机，便于驱动调整刀具主轴箱进行位置，从而调整插齿刀的位置；通过螺母安装机构，便于将螺母安装于螺杆顶端，从而将待加工齿轮紧固于加工固定台顶面；操作控制屏与单片机连接，单片机与脉冲电源、步进电机、刀具主轴箱和机械手控制台连接，通过操作控制屏，便于根据待加工齿轮的材料电阻、厚度等参数设定脉冲电源频率；通过单片机，便于根据输入操作控制屏的参数及控制指令控制脉冲电源、步进电机、刀具主轴箱和机械手控制台进行工作；通过电源装置，便于为各个用电组件进行供电；该装置在对待加工齿轮进行插齿过程中，能够增大待加工齿轮的塑性变形能力，进而提高插齿加工效率和精度，且该装置自动化程度高，减少了人工的工作量。

本发明进一步设置为：所述加工固定台、下卡盘、待加工齿轮和上卡盘的中心与螺杆同轴。

通过采用上述技术方案，加工固定台、下卡盘、待加工齿轮和上卡盘的中心与螺杆同轴，便于待加工齿轮固定于加工固定台顶面的位置精准，从而确保插齿加工的精度。

本发明进一步设置为：所述正极导线和负极导线均包裹有绝缘保护管。

通过采用上述技术方案，通过绝缘保护管，便于对正极导线和负极导线进行保护，防止正极导线和负极导线被损坏或漏电。

本发明进一步设置为：所述正极导线与插齿刀顶面固定卡接；所述负极导线与待加工齿轮顶面触接。

通过采用上述技术方案，正极导线与插齿刀顶面固定卡接，负极导线与待加工齿轮顶面触接，便于正极导线和负极导线分别与插齿刀顶面和待加工齿轮顶面的连接与拆卸。

本发明进一步设置为：所述工作台顶面设有用于支撑正极导线和负极导线的支撑架。

通过采用上述技术方案，通过支撑架，便于对正极导线和负极导线进行支撑。

本发明进一步设置为：所述插齿刀与刀具主轴底端可拆卸连接。

通过采用上述技术方案，插齿刀与刀具主轴底端可拆卸连接，便于插齿刀与刀具主轴的固定安装与拆卸。

综上所述，本发明具有以下有益效果：通过机械手控制台，控制机械手工作将待加工齿轮抓取转运至加工固定台顶端的下卡盘顶面；通过下卡盘、上卡盘、螺杆和螺母，便于将待加工齿轮固定与加工固定台顶面；脉冲电源的电源正极通过正极导线与待加工齿轮顶面连接，脉冲电源的电源负极通过负极导线与插齿刀连接，当插齿刀切削待加工齿轮时，通过控制开关将脉冲电源的电路闭和；在整个插齿加工过程中，通过控制开关的接通和断开，能够实现将脉冲电流输入至待加工齿轮表面，使脉冲电流流经切削加工位置，增大待加工齿轮的塑性变形能力，提高插齿加工效率和齿面组织性能；通过步进电机，便于驱动调整刀具主轴箱进行位置，从而调整插齿刀的位置；通过螺母安装机构，便于将螺母安装于螺杆顶端，从而将待加工齿轮紧固于加工固定台顶面；操作控制屏与单片机连接，单片机与脉冲电源、步进电机、刀具主轴箱和机械手控制台连接，通过操作控制屏，便于根据待加工齿轮的材料电阻、厚度等参数设定脉冲电源频率；通过单片机，便于根据输入操作控制屏的参数及控制指令控制脉冲电源、步进电机、刀具主轴箱和机械手控制台进行工作；通过电源装置，便于为各个用电组件进行供电；该装置在对待加工齿轮进行插齿过程中，能够增大待加工齿轮的塑性变形能力，进而提高插齿加工效率和精度，且该装置自动化程度高，减少了人工的工作量。

附图说明

图1是本发明实施例中的结构示意图；

图2是本发明实施例中的结构框图。

图中：1、工作台；2、刀具安装机构；3、滑杆；4、步进电机；5、刀具主轴箱；6、刀具主轴；7、插齿刀；8、加工固定台；9、下卡盘；10、待加工齿轮；11、上卡盘；12、螺杆；13、螺母；14、螺母安装机构；15、机械手控制台；16、机械手；17、脉冲电源；18、控制开关；19、电源正极；20、电源负极；21、正极导线；22、负极导线；23、操作控制屏；24、单片机；25、电源装置；26、绝缘保护管；27、支撑架。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本发明作进一步详细说明。

实施例：一种脉冲电流辅助插齿的装置，如图1和图2所示，包括工作台1，工作台1顶面边缘一体成型有刀具安装机构2。刀具安装机构2安装有2个滑杆3。2个滑杆3上安装有步进电机4。步进电机4侧壁固定安装有刀具主轴6箱5。刀具主轴6箱5底端固定安装有刀具主轴6。刀具主轴6底端固定安装有插齿刀7。工作台1顶面固定连接有加工固定台8。加工固定台8顶端安装有下卡盘9。下卡盘9顶面放置有待加工齿轮10。待加工齿轮10顶端安装有上卡盘11。加工固定台8、下卡盘9、待加工齿轮10和上卡盘11通过螺杆12串接，所螺杆12端部延伸出上卡盘11顶端螺杆12顶端固定有螺母13。刀具安装机构2侧壁安装有靠近加工固定台8正上方的螺母13安装机构。工作台1顶面安装有靠近加工固定台8的机械手16控制台15。机械手16控制台15连接有机械手16。工作台1顶面安装有脉冲电源17。脉冲电源17安装有控制开关18。脉冲电源17的电源正极19和电源负极20分别连接有正极导线21和负极导线22，负极导线22的端部与插齿刀7顶面连接，正极导线21的端部与待加工齿轮10顶面连接。刀具安装机构2侧壁安装有操作控制屏23、单片机24和电源装置25。

在本实施例中，脉冲电源17频率介于1～5000hz，脉冲电源17输出波形为线性、陡坡或方波，电流密度介于5～50a/mm²，脉冲电流大小介于0～3000a。下卡盘9、上卡盘11、螺杆12和刀具主轴6为绝缘体。插齿刀7、待加工齿轮10、正极导线21和负极导线22为导体。在对待加工齿轮10进行插齿加工时，将待加工齿轮10放置于工作台1顶面的机械手16正下方位置处，通过机械手16控制台15，控制机械手16工作将待加工齿轮10抓取转运至加工固定台8顶端的下卡盘9顶面。通过下卡盘9、上卡盘11、螺杆12和螺母13，便于将待加工齿轮10固定与加工固定台8顶面。脉冲电源17的电源正极19通过正极导线21与待加工齿轮10顶面连接，脉冲电源17的电源负极20通过负极导线22与插齿刀7连接，当插齿刀7切削待加工齿轮10时，通过控制开关18将脉冲电源17的电路闭和。在整个插齿加工过程中，通过控制开关18的接通和断开，能够实现将脉冲电流输入至待加工齿轮10表面，使脉冲电流流经切削加工位置，增大待加工齿轮10的塑性变形能力，提高插齿加工效率和齿面组织性能。通过步进电机4，便于驱动调整刀具主轴6箱5进行位置，从而调整插齿刀7的位置。通过螺母13安装机构，便于将螺母13安装于螺杆12顶端，从而将待加工齿轮10紧固于加工固定台8顶面。操作控制屏23与单片机24连接，单片机24与脉冲电源17、步进电机4、刀具主轴6箱5和机械手16控制台15连接，通过操作控制屏23，便于根据待加工齿轮10的材料电阻、厚度等参数设定脉冲电源17频率。通过单片机24，便于根据输入操作控制屏23的参数及控制指令控制脉冲电源17、步进电机4、刀具主轴6箱5和机械手16控制台15进行工作。通过电源装置25，便于为各个用电组件进行供电。该装置在对待加工齿轮10进行插齿过程中，能够增大待加工齿轮10的塑性变形能力，进而提高插齿加工效率和精度，且该装置自动化程度高，减少了人工的工作量。

加工固定台8、下卡盘9、待加工齿轮10和上卡盘11的中心与螺杆12同轴。

在本实施例中，加工固定台8、下卡盘9、待加工齿轮10和上卡盘11的中心与螺杆12同轴，便于待加工齿轮10固定于加工固定台8顶面的位置精准，从而确保插齿加工的精度。

正极导线21和负极导线22均包裹有绝缘保护管26。

在本实施例中，通过绝缘保护管26，便于对正极导线21和负极导线22进行保护，防止正极导线21和负极导线22被损坏或漏电。

正极导线21与插齿刀7顶面固定卡接。负极导线22与待加工齿轮10顶面触接。

在本实施例中，正极导线21与插齿刀7顶面固定卡接，负极导线22与待加工齿轮10顶面触接，便于正极导线21和负极导线22分别与插齿刀7顶面和待加工齿轮10顶面的连接与拆卸。

工作台1顶面固定有用于支撑正极导线21和负极导线22的支撑架27。

在本实施例中，通过支撑架27，便于对正极导线21和负极导线22进行支撑。

插齿刀7与刀具主轴6底端可拆卸连接。

在本实施例中，插齿刀7与刀具主轴6底端可拆卸连接，便于插齿刀7与刀具主轴6的固定安装与拆卸。

工作原理：在对待加工齿轮10进行插齿加工时，将待加工齿轮10放置于工作台1顶面的机械手16正下方位置处，通过机械手16控制台15，控制机械手16工作将待加工齿轮10抓取转运至加工固定台8顶端的下卡盘9顶面。通过下卡盘9、上卡盘11、螺杆12和螺母13，便于将待加工齿轮10固定与加工固定台8顶面。脉冲电源17的电源正极19通过正极导线21与待加工齿轮10顶面连接，脉冲电源17的电源负极20通过负极导线22与插齿刀7连接，当插齿刀7切削待加工齿轮10时，通过控制开关18将脉冲电源17的电路闭和。在整个插齿加工过程中，通过控制开关18的接通和断开，能够实现将脉冲电流输入至待加工齿轮10表面，使脉冲电流流经切削加工位置，增大待加工齿轮10的塑性变形能力，提高插齿加工效率和齿面组织性能。待插齿加工完成后，断开控制开关18，关闭脉冲电源17，静待齿轮冷却。通过步进电机4，便于驱动调整刀具主轴6箱5进行位置，从而调整插齿刀7的位置。通过螺母13安装机构，便于将螺母13安装于螺杆12顶端，从而将待加工齿轮10紧固于加工固定台8顶面。操作控制屏23与单片机24连接，单片机24与脉冲电源17、步进电机4、刀具主轴6箱5和机械手16控制台15连接，通过操作控制屏23，便于根据待加工齿轮10的材料电阻、厚度等参数设定脉冲电源17频率。通过单片机24，便于根据输入操作控制屏23的参数及控制指令控制脉冲电源17、步进电机4、刀具主轴6箱5和机械手16控制台15进行工作。通过电源装置25，便于为各个用电组件进行供电。该装置在对待加工齿轮10进行插齿过程中，能够增大待加工齿轮10的塑性变形能力，进而提高插齿加工效率和精度，且该装置自动化程度高，减少了人工的工作量。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。