一种用于对齿圈的内齿进行研磨的研磨装置以及研磨方法

1.本发明涉及齿轮制造领域，具体是涉及一种用于对齿圈的内齿进行研磨的研磨装置以及研磨方法。


背景技术：

2.齿轮传动是机械传动中应用广泛的一种传动形式，通过轮齿之间啮合运动来传递动力，但在齿轮长期使用过后，会使齿轮有一定的磨损，使得齿轮之间的配合不够紧密，会影响传动精度，所以需要对部分齿轮进行研磨，对其内齿轮具有较高的精度要求，往往需要研磨机对其进行研磨，现有的齿轮研磨大部分会将齿轮直接装入设备进行研磨，设备运行速度加快，研磨效果不理想，无法均匀的研磨，并且传统只通过一个研磨盘对轮齿一个个进行研磨，每次研磨一部分轮齿后研磨盘都会出现磨损，还需要对其对准轮齿的精度进行反复调整，效率低下。
3.目前公开的中国专利cn201620843311.9一种内齿圈研磨装置，包括机架以及固设于机架上的研磨机，所述机架上还滑设有滑座以及固设于滑座上的内齿圈固定夹具，所述滑座连有驱动机构，从而使滑座与内齿圈固定夹具靠近或远离研磨机，所述内齿圈固定夹具包括固设于滑座上的固定座、固设于固定座靠近研磨机一端的若干固定块、分别位于固定座两侧的一对抵接块以及一对分别位于抵接块外侧的旋转气缸，所述旋转气缸转动连接有限位块。
4.根据上述专利所述，该专利通过研磨机上的电机驱动研磨头往复摆动从而对内齿圈的部分内齿轮进行研磨，然而，该方式的效率低下，并且调整研磨头的时间过长。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对现有技术问题，提供种用于对齿圈的内齿进行研磨的研磨装置以及研磨方法，本发明通过同步外撑机构对三个研磨机构的同时外撑以及每个磨损检测机构对相应研磨机构的实时检测，实现了对内齿圈三个角度的同时研磨，也提高了对内齿圈的研磨精度，以及提高了研磨效率。
6.为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：
7.一种用于对齿圈的内齿进行研磨的研磨装置，包括：
8.底座；
9.旋转台，可旋转地设置在底座上；
10.夹紧件，设置在旋转台上，用于固定齿圈；
11.内齿研磨机构，可上下移动地设置在底座上且位于旋转台的正上方；其特征在于，
12.内齿研磨机构包括研磨模块和用以带动研磨模块内外移动的同步外撑机构，研磨模块具有三个，三个研磨模块均设置在同步外撑机构上且等角度地设置在第一圆周上，所述第一圆周的圆心处于旋转台的旋转轴线上；每个研磨模块包括：
13.轴接架，设置在同步外撑机构上；
14.研磨盘，可旋转地设置在轴接架上，所述研磨盘的旋转轴线水平设置，三个研磨盘的旋转轴线位于同一水平面且三者之间的夹角为60
°
。
15.优选地，同步外撑机构包括：
16.主杆，可上下移动地支撑在底座上，且其轴线与所述旋转台的轴线共线，呈中空结构，在所述中空结构内设置有第一螺杆；
17.升降杆，上端从主杆的下端插入到所述中空结构中且相对主杆能够上下移动，所述升降杆相对主杆不可旋转，所述升降杆与所述第一螺杆螺纹连接；
18.伸缩杆，具有三个，分别对应于三个研磨模块，其一端铰接在主杆上，另一端铰接在对应的轴接架上；
19.连杆，具有三个，分别对应于三个伸缩杆，其一端铰接在升降杆上，另一端铰接在对应的伸缩杆上。
20.优选地，每组所述伸缩杆包括活动杆和套筒，在所述主杆上固定有第一铰接套环，所述套筒的上端铰接在第一铰接套环上，所述活动杆的上端从套筒的下端插入，所述活动杆的下端铰接在轴接架上，在所述升降杆的未插入到主杆内的部分上固定有第二铰接套环，每个所述套筒的下端设置有第三铰接套环，每个连杆的下端铰接在第二铰接套环上，上端铰接在对应的第三铰接套环上。
21.优选地，所述同步外撑机构还包括三组水平联动件，每组水平联动件包括第一联动件和第二联动件，所述第一联动件的一端铰接在端盘上，所述端盘设置在升降杆上且位于所述第二铰接套环的下方，第一联动件的另一端与第二联动件的一端铰接，第二联动件的另一端与对应的轴接架铰接，所述第一联动件相对端盘的铰接轴线、第二联动件与第一联动件的铰接轴线、第二联动件的铰接轴线均竖向设置。
22.优选地，每个研磨模块还包括磨损检测机构，磨损检测机构包括：
23.传感器；
24.抵压组件，具有两组，其中一组抵压组件通过触发件与传感器连接，两组抵压组件对称设置在轴接架上，两个抵压组件的对称面穿过研磨盘的中间截面且两个抵压组件位于轴接架靠近升降杆的一侧上，两抵压组件从研磨盘的两侧抵压研磨盘的外缘的两侧进而能够跟随研磨盘的厚度的变化而移动，压力传感器通过触发件能够跟随抵压组件移动，根据传感器的数据变化能够判断研磨盘的磨损是否达到需要更换的程度。
25.优选地，每个所述抵压组件包括：
26.滚珠；
27.安装壳，滚珠能够转动的设置在安装壳内，所述滚珠面向研磨盘的一侧从安装壳露出，滚珠的从安装壳露出的部分抵压在研磨盘的表面；
28.插杆，设置在安装壳的背离所述研磨盘的一侧；
29.滑板，滑动设置在所述轴接架的对应于每个抵压组件的位置处，所述滑板相对于所述轴接架能够沿着靠近或者远离所述主杆的轴线的方向滑动以使抵压组件能够抵压研磨盘或者脱离所述研磨盘；
30.复位弹簧，设置在所述插杆上，所述复位弹簧的一端抵靠在所述安装壳上，另一端抵靠在对应的滑板上，所述复位弹簧始终处于被压缩的状态。
31.优选地，还包括联动推进机构，所述联动推进机构能够驱动滑板沿着滑动的方向
来回滑动；联动推进机构包括：
32.套杆，设置在端盘的下表面上，套杆的轴线与所述主杆的轴线共线，在所述套杆内可旋转地设置有第二螺杆；
33.滑块，可上下移动地设置在套杆上，所述滑块与所述第二螺杆螺纹连接；
34.连接板，具有三个，每个研磨模块上的两组抵压组件的滑板设置有一连接板上；
35.推杆，具有三个，每个推杆的一端铰接在其中一个连接板上，另一端铰接在滑块上。
36.本发明还提供了一种用于对齿圈的内齿进行研磨的研磨方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
37.步骤一：将待研磨的齿圈通过夹紧件夹紧在旋转台上；
38.步骤二：内齿研磨机构向下移动到预定的位置；
39.步骤三：第一螺杆旋转，使升降杆向下移动，连杆带动伸缩杆移动，使伸缩杆的下端向外移动，进而带动研磨盘移动到对应的齿谷的位置处；
40.步骤四：研磨盘旋转进行研磨；
41.步骤五：研磨一段时间后，研磨盘停止转动；
42.步骤六：第一螺杆反向旋转，使升降杆向下移动，连杆带动伸缩杆移动，使伸缩杆的下端向内移动，进而带动研磨盘从对应的齿谷移出；
43.步骤七：旋转台旋转预定的角度；
44.步骤八：重新执行步骤三，直到所有的齿都完成研磨。
45.优选地，在执行步骤四之前，滑块向上移动，带动连接板移动以推动滑板沿着远离主杆的轴线的方向移动，使滚珠抵靠在研磨盘上；在执行步骤四时，磨损检测机构实时监测研磨盘的厚度；当传感器检测的数据达到预定值时，研磨盘停止转动；第一螺杆反向旋转，使升降杆向下移动，连杆带动伸缩杆移动，使伸缩杆的下端向内移动；滑板向着靠近主杆移动一段距离，使滚珠脱离所述研磨盘；操作人员更换研磨盘；更换完成后，滑板向着远离主杆的方向移动，使滚珠重新抵压在研磨盘上；重新执行步骤三。
46.本发明相比较于现有技术的有益效果是：
47.1)本发明通过同步外撑机构对三个研磨机构的同时外撑，实现了对内齿圈三个角度的同时研磨；
48.2)本发明具有磨损检测机构，磨损检测机构对相应研磨机构的实时检测，能够在研磨盘磨损到一定程度时，及时地进行更换研磨盘。
附图说明
49.图1是本发明的立体结构示意图；
50.图2是内齿研磨机构和内齿圈的立体结构示意图；
51.图3是图2的主视图；
52.图4是研磨机构和磨损检测机构的立体结构示意图；
53.图5是图3的a-a处剖视图；
54.图6是图2的俯视图；
55.图7是内齿研磨机构的立体结构示意图；
56.图8是图7的b处放大示意图；
57.图9是图4的主视图；
58.图10是图9的c-c处剖视图；
59.图11是图9的d-d处剖视图；
60.图12是图5的e处放大示意图；
61.图13是图4的俯视图；
62.图14是图13的f-f处局部立体结构剖视图。
具体实施方式
63.为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
64.一种用于对齿圈的内齿进行研磨的研磨装置，包括底座11、可旋转地设置在底座11上的旋转台1、设置在旋转台1上用以固定齿圈1a的夹紧件2、可上下移动地设置在底座11上且位于旋转台1的正上方的内齿研磨机构3。在进行研磨时，先通过夹紧件2将齿圈1a固定到旋转台上，内齿研磨机构3向下移动到指定的位置，对内齿进行打磨。具体地，在所述底座11上设置有升降机构4，所述升降机构4用于带动所述内齿研磨机构3上下移动。
65.进一步，内齿研磨机构3包括研磨模块3a和用以带动研磨模块3a向外移动的同步外撑机构3b，同步外撑机构3b设置在升降机构4上。研磨模块3a具有三个，三个研磨模块3a均设置在同步外撑机构3b上且等角度地设置在第一圆周上，所述第一圆周的圆心处于旋转台1的旋转轴线上。
66.每个研磨模块3a包括轴接架3a2和可旋转地设置在轴接架3a2上的研磨盘3a1，所述研磨盘3a1的旋转轴线水平设置，三个研磨盘3a1的旋转轴线位于同一水平面且三者之间的夹角为60
°
。所述轴接架3a2设置在同步外撑机构3b上。所述研磨盘3a1通过旋转轴3a3可旋转地设置在轴接架3a2上，在所述轴接架3a2上设置有旋转电机3a4，所述旋转电机3a4的输出轴与所述旋转轴3a3传动连接，通过所述旋转电机3a4能够带动研磨盘3a1旋转。在研磨时，所述研磨盘3a1的外缘的侧面与所述齿圈的内齿面接触进而实现打磨。在完成一次打磨之后，同步外撑机构3b带动研磨盘3a1同步内缩，旋转台1带动齿圈旋转一定的角度。当齿圈1a的厚度较大时，可以控制升降机构4带动内齿研磨机构3上下移动。
67.旋转轴3a3具体为中部为方柱且两端为圆柱的结构，旋转电机3a4的输出轴为方轴，旋转轴3a3的端部具有能够套设在方轴上的方口，研磨盘3a1的轴心具有能够套设在方柱部分的方孔，旋转轴3a3通过方口套设在旋转电机3a4的方轴上且研磨盘3a1通过方孔套设在旋转轴3a3的方柱部分上，旋转轴3a3远离旋转电机3a4的一端还具有直径小于圆柱部的圆形凸柱3a31，并且轴接架3a2上还固定设有一个套设在圆形凸柱3a31上的限位盘3a32。
68.同步外撑机构3b包括主杆3b1、升降杆3b2、伸缩杆3b3、连杆3b4、水平联动件3b9，主杆3b1固定在升降机构4上且主杆3b1的轴线与位于旋转台1上的齿圈1a的轴线共线，所述主杆3b1为中空结构，所述升降杆3b2的轴线与主杆3b1的轴线共线且升降杆3b2的上端可上下移动地插入到主杆3b1中，所述升降杆3b2相对所述主杆3b1不可旋转，所述伸缩杆3b3具有三组，三组伸缩杆3b3相对主杆3b1的轴线等角度的设置，每组所述伸缩杆3b3包括活动杆3b32和套筒3b31，在所述主杆3b1上固定有第一铰接套环3b6，所述套筒3b31的上端铰接在
第一铰接套环3b6上，所述活动杆3b32的上端从套筒3b31的下端插入，所述活动杆3b32的下端铰接在轴接架3a2上。在所述升降杆3b2的未插入到主杆3b1内的部分上固定有第二铰接套环3b7，每个所述套筒3b31的下端设置有第三铰接套环3b8，所述连杆3b4具有三组，每组连杆3b4的下端铰接在第二铰接套环3b7上，上端铰接在对应的第三铰接套环3b8上。在所述升降杆3b2上且位于所述第二铰接套环3b7的下方设置有端盘3b93，所述水平联动件3b9具有三组，每组水平联动件3b9包括第一联动件3b91和第二联动件3b92，所述第一联动件3b91的一端铰接在端盘3b93上，第一联动件3b91的另一端与第二联动件3b92的一端铰接，第二联动件3b92的另一端与对应的轴接架3a2铰接，所述第一联动件3b91相对端盘的铰接轴线、第二联动件3b92与第一联动件3b91的铰接轴线、第二联动件3b92的铰接轴线均竖向设置，当升降杆3b2在升降时，通过连杆3b4带动伸缩杆3b3绕着其与第一铰接套环3b6的铰接轴线摆动，使伸缩杆3b3的下端靠近或者远离齿圈1a。当升降杆3b2不动时，连杆3b4不动，伸缩杆3b3保持不动，虽然轴接架3a2与活动杆3b32铰接，但是由于第二联动件3b92只能在水平面内伸缩，水平联动件3b9会阻止轴接架3a2相对活动杆3b32摆动，进而能够避免在研磨时，研磨盘3a1相对活动杆3b32发生摆动，当升降杆3b2上下移动时，会带动研磨盘3a1靠近或者远离升降杆3b2的轴线，但是研磨盘3a1与水平联动件3b9在上下方向上的相对位置保持不变，进而当升降杆3b2上下移动时，活动杆3b32会相对套筒3b31进行伸缩。优选地，在所述主杆3b1内可旋转地设置有第一螺杆3b5，所述升降杆3b2设置有内螺纹孔，所述第一螺杆3b5能够插入到内螺纹孔中，通过控制第一螺杆3b5的旋转能够实现升降杆3b2的升降。所述第一螺杆3b5的旋转由电机驱动。所述升降杆3b2的上端的截面为方形，下端的截面为圆形。主杆3b1的中空结构的截面也为方形，这样能够避免升降杆3b2相对主杆3b1发生相对转动。
69.每个研磨模块3a还包括磨损检测机构5，磨损检测机构5包括抵压组件5a和压力传感器5b，抵压组件5a具有两个，两个抵压组件5a对称设置在轴接架3a2上，两个抵压组件5a的对称面穿过研磨盘3a1的中间截面且两个抵压组件5a位于轴接架3a2靠近升降杆3b2的一侧上，并且压力传感器5b与靠近压力传感器5b的一个抵压组件5a之间还设有一个触发件5c。两抵压组件5a从研磨盘3a1的两侧抵压研磨盘3a1的外缘的两侧，进而能够跟随研磨盘3a1的厚度的变化而移动，压力传感器5b通过触发件5c能够跟随抵压组件5a移动，根据压力传感器5b的变化能够判断研磨盘3a1的磨损是否达到需要更换的程度。当然所述压力传感器5b也可以采用距离传感器替换。当需要更换研磨盘3a1时，同步外撑机构3b带动研磨模块3a向内缩回一段距离，使研磨盘3a1脱离内齿，然后升降机构4带动内齿研磨模块3向上移动一段距离，由工作人员更换研磨盘。
70.每个所述抵压组件5a包括滚珠5a1和安装壳5a2，滚珠5a1能够转动的设置在安装壳5a2内，所述滚珠5a1面向研磨盘3a1的一侧从安装壳5a2露出，滚珠5a1的从安装壳5a2露出的部分抵压在研磨盘3a1的表面，在安装壳5a2的背离所述研磨盘3a1的一侧设置有插杆5a21，在所述轴接架3a2的对应于每个抵压组件5a的位置处滑动设置有滑板5a3，所述滑板5a3相对于所述轴接架3a2能够沿着靠近或者远离所述主杆3b1的轴线的方向滑动以使抵压组件5a能够抵压研磨盘3a1或者脱离所述研磨盘3a1。在正常使用时，滚珠5a1抵靠在所述研磨盘3a1上，当需要更换研磨盘3a1时，滚珠5a1向着主杆3b1的方向移动，脱离研磨盘3a1。
71.在所述插杆5a21上设置有复位弹簧5a22，所述复位弹簧5a22的一端抵靠在所述安装壳5a2上，另一端抵靠在对应的滑板5a3上，所述复位弹簧5a22始终处于被压缩的状态。
72.所述压力传感器5b设置在触发件5c上，所述触发件5c与插杆5a21连接，所述压力传感器5b的检测端沿着研磨盘3a1的轴线方向且朝着轴接架3a2的方向检测，当研磨盘3a1磨损后，滚珠5a1、插杆5a21在复位弹簧5a22的带动下向着所述对称面移动，进而带着压力传感器5b向着轴接架3a2移动，当压力传感器5b检测到其抵靠在轴接架3a2上时，说明研磨盘3a1需要更换。
73.所述触发件5c包括压板5c1、导向杆5c3，所述导向杆5c3设置在轴接架3a2上，其轴线平行于所述插杆5a21的轴线，所述压板5c1可滑动地设置在所述导向杆5c3上。可以在导向杆5c3上设置另一复位弹簧，该复位弹簧能够使压板5c1沿着导向杆5c3向着轴接架3a2的方向移动。
74.在与压板5c1接触的一个插杆5a21上设置有球形套5a23，通过球形套5a23便于滑板5a3在移动时抵压所述压板5c1。
75.所述研磨装置还包括联动推进机构6，所述联动推进机构6能够驱动滑板5a3沿着滑动的方向来回滑动。联动推进机构6包括设置在端盘3b93的下表面上的套杆6a和滑动设置在套杆6a内的滑块6b，所述套杆6a与端盘3b93同轴设置，套杆6a内可旋转地设置有第二螺杆6c，所述第二螺杆6c与滑块6b通过螺纹连接，通过第二螺杆6c的旋转能够带动滑块6b的上下移动。所述联动推进机构6还包括三个连接板6d，每个连接板6d与对应的抵压组件5a上的两滑板5a3连接，在每个连接板5d与滑块6b之间设置有一推杆6e，每个推杆6e的两端分别铰接在滑块6b上和相应的连接板6d上，每个连接板6d上还均设有一个测距传感器6f，并且每个测距传感器6f配置为当滑板5a3移动到位时，其检测方向穿过对应的研磨盘3a1的圆心，此时测距传感器6f的检测端距离研磨盘3a1的距离最短，当检测到测距传感器6f与研磨盘3a1的距离为该最短距离时，说明连接板6d移动到位，第二螺杆6c停止转动。所述第二螺杆6c采用电机驱动。
76.联动推进机构6也可以采用其它形式，可以采用前面所述的水平联动件的形式，在水平联动件上施加一个主动的驱动机构。
77.以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。