一种立式铣床专用曲线齿锥齿轮摆辗对刀装置

摘要

一种立式铣床专用曲线齿锥齿轮摆辗对刀装置，包括用于安装刀具的刀柄，刀柄的其中一端与立式铣床的主轴连接，刀柄的中心线与立式铣床的主轴的中心线重合，所述的铣床工作台上安装有分度转台，分度转台上安装有待加工的工件，所述的刀柄的另一端上安装有斜度连接块，斜度连接块上还连接有上对刀块，工件上安装有下对刀块，通过上对刀块和下对刀块配合实现对刀。本发明通过上对刀块和下对刀块能够在普通铣床上准确定位碾具坐标系与工件坐标系，建立两个坐标系正确的空间几何位置关系，从而使得在普通铣床上摆碾曲线齿锥齿轮时的对刀方便准确。

说明书

技术领域

本发明涉及锥齿轮加工领域，尤其是涉及一种立式铣床专用曲线齿锥齿轮摆辗对刀装置。

背景技术

曲线齿锥齿轮的加工一般采用切齿加工，其精加工一般采用磨齿，磨齿容易出现齿面微观裂纹、齿面烧伤等加工缺陷。冷摆碾工艺是一种采用锥体模在工件轴向端面上局部接触并加压滚动，使工件连续变形的成型办法，摆碾后的齿面光洁度高，齿面耐磨性能好。一般来说，冷摆碾工艺是在专用的冷摆碾机上实现的。由于专用摆辗机床价值昂贵，没有专用摆碾机床时，在普通立式铣床上通过设计专用工装，也可以实现曲线齿锥齿轮的低成本摆碾加工。

冷摆碾理论、摆碾方法及摆碾刀具的设计为公知常识，摆碾加工中，针对一定的工件，摆碾刀具坐标系与工件坐标系有着特定的空间几何位置关系。摆辗刀具及工件制作完成之后，这两个坐标系都是依附于实际零件的虚拟的空间坐标系，这两个坐标系之间存在着一定的坐标系平移、坐标系回转的空间几何关系，摆辗开始时，需要确保二者正确的空间几何关系。

在普通立式铣床上摆辗曲线齿锥齿轮时，摆辗刀具安装在铣床主轴上，被加工零件安装于铣床工作台之上的分度转台上，根据立式铣床的现有的结构及其技术特点，决定了摆辗刀具上的空间坐标系与被加工零件坐标系的空间位置及其几何关系未知且不确定，现有文献及资料中未见相关成熟技术，这就成为了制约在通用立式铣床上摆辗曲线齿锥齿轮的技术瓶颈。所以，如何在立式铣床上面准确确定存在于虚拟空间的摆碾刀具坐标系与工件坐标系的正确空间位置关系，是能否实现摆辗加工曲线齿锥齿轮的关键。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术中在立式铣床上摆碾曲线齿锥齿轮加工时无法精准对刀的问题，提供一种立式铣床专用曲线齿锥齿轮摆辗对刀装置。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：

一种立式铣床专用曲线齿锥齿轮摆辗对刀装置，包括用于安装刀具的刀柄，刀柄的其中一端与立式铣床的主轴连接，刀柄的中心线与立式铣床的主轴的中心线重合，所述的铣床工作台上安装有分度转台，分度转台上安装有待加工的工件，所述的刀柄的另一端上安装有斜度连接块，斜度连接块为一个上表面与下表面之间呈夹角β的异形件，夹角β等于锥齿轮摆辗的摆角，斜度连接块上表面上设置有一个与刀柄上台阶面相互配合的上表面沉孔，上表面沉孔的中心线垂直与上表面，上表面沉孔的中心处开设有一个中心线与上表面沉孔重合的通孔，通孔的外径与刀柄的远离立式铣床的主轴的一端外径匹配，，斜度连接块下表面上设置有一个与摆碾刀具上的台阶面相互匹配的下表面沉孔，斜度连接块下表面上的台阶面上安装有摆碾刀具，斜度连接块上开设有用于通过螺栓将摆碾刀具固定在斜度连接块下表面上的安装孔，斜度连接块下表面上靠近通孔末端出加工有一个底面与斜度连接块上表面平行的圆柱沉孔，圆柱沉孔中心线与其上部的通孔中心重合，该沉孔内安装有上对刀块，确保上对刀块的中心线与主轴中心线重合，所述的工件的内孔内安装有下对刀块，上对刀块的下端设置有第一基准面，下对刀块的上端设置有第二基准面，上对刀块的中心线和第一基准面的交点O1与摆碾刀具设计的基准线与摆碾刀具中心线的交点重合，即为通过碾具坐标系的原点O1位于上对刀块5的下台阶面与其外圆中心线的交点O1，实现摆碾刀具6的空间坐标中心在上对刀块5上的具体化，下对刀块的中心线和第二基准面的交点O2位于工件根锥母线与工件中心线正上方距离为α处，保证工件坐标系的原点O2位于下对刀块4的上面与其内孔中心线的交点O2，实现工件3的空间坐标中心在下对刀块4上的具体化，第一基准面和第二基准面重合时O1与O2重合且上对刀块的中心线与下对刀块的中心线重合时，完成对刀，即可实现碾具坐标系原点O1与工件坐标系原点O2的重合并保证二者在空间的正确几何关系。然后取掉上、下对刀块，再按照摆碾计算参数，移动机床，即可进行摆碾加工。

所述的第一基准面为上对刀块的末端加工有凸起形成的台阶面，第二基准面为下对刀块上端加工的斜面，该斜面与下对刀块的底面的夹角为锥齿轮摆辗的摆角。

所述的第二基准面上开设有中心线垂直该面的沉孔，上对刀块的凸起插设在下对刀块的沉孔内实现上下对刀块中心线的贴合。

所述的上对刀块的中心处加工有通孔，通孔内可安装固定螺栓，固定螺栓拧入刀柄端部的螺纹孔内以固定上对刀块，刀柄安装于立式铣床的主轴内。

本发明的有益效果是：本发明通过上对刀块和下对刀块能够在普通铣床上准确定位碾具坐标系与工件坐标系具体化，从而使得在普通铣床上摆碾曲线齿锥齿轮进行对刀方便准确。

附图说明

图1是本专利整体结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是图1的B-B剖视图。

图4是斜度连接块的结构示意图。

图5是图4中的A向示意图。

图6是上对刀块结构示意图。

图7是上对刀块结构及其与摆碾刀具的关系示意图。

图8是下对刀块结构示意图。

图9是下对刀块结构及其与工件的关系示意图。

图示标记：1、工作台；2、分度转台；3、工件；4、下对刀块； 5、上对刀块；6、摆碾刀具；7、斜度连接块；8、刀柄。

具体实施方式

图中所示，具体实施方式如下：

一种立式铣床专用曲线齿锥齿轮摆辗对刀装置，包括用于安装刀具的刀柄8，刀柄8的其中一端与立式铣床的主轴连接，刀柄8的中心线与立式铣床的主轴的中心线重合，根据工件的相关几何参数调整刀柄中心线的倾斜角度，所述的铣床工作台1上安装有分度转台2，分度转台2上安装有待加工的工件3，所述的刀柄8的另一端上安装有斜度连接块7，如图4所示，斜度连接块7为一个上表面与下表面之间呈夹角β的异形件，夹角β等于锥齿轮摆辗的摆角，斜度连接块7上表面上设置有一个与刀柄上台阶面相互配合的上表面沉孔，上表面沉孔的中心线垂直与上表面，上表面沉孔的中心处开设有一个中心线与上表面沉孔重合的通孔，通孔的外径与刀柄的远离立式铣床的主轴的一端外径匹配，斜度连接块7下表面上设置有一个与摆碾刀具上的台阶面相互匹配的下表面沉孔，斜度连接块7下表面上的台阶面上安装有摆碾刀具，斜度连接块7上开设有用于通过螺栓将摆碾刀具固定在斜度连接块7下表面上的安装孔，斜度连接块7下表面上靠近通孔末端出加工有一个底面与斜度连接块7上表面平行的圆柱沉孔，圆柱沉孔中心线与其上面的通孔中心重合，圆柱沉孔内安装有上对刀块5，上对刀块5的中心线与主轴中心线重合，所述的工件的内孔内安装有下对刀块4，上对刀块5的下端设置有第一基准面，下对刀块的上端设置有第二基准面，上对刀块5的中心线和第一基准面的交点O1与摆碾刀具设计的基准线与摆碾刀具中心线的交点重合，即为通过碾具坐标系的原点O1位于上对刀块5的下台阶面与其外圆中心线的交点O1，实现摆碾刀具6的空间坐标中心在上对刀块5上的具体化，下对刀块的中心线和第二基准面的交点O2位于工件根锥母线与工件中心线正上方距离为α处，工件坐标系的原点 O2距离根锥母线与工件中心线的交点有一定的距离α，距离α与具体的工件设计参数有关。保证工件坐标系的原点O2位于下对刀块4的上面与其内孔中心线的交点O2，实现工件3的空间坐标中心在下对刀块4上的具体化，第一基准面和第二基准面重合时O1与O2重合且上对刀块的中心线与下对刀块的中心线重合，实现对刀，即可实现碾具坐标系与工件坐标系二者之间正确的空间几何位置关系的建立。然后取掉上、下对刀块，再按照摆碾计算参数，移动机床，即可进行摆碾加工。

所述的第一基准面为上对刀块的末端加工有凸起形成的台阶面，第二基准面为下对刀块上端加工的斜面，该斜面与下对刀块的底面的夹角为锥齿轮摆辗的摆角。

所述的第二基准面上开设有中心线垂直该面的沉孔，上对刀块的凸起插设在下对刀块的沉孔内，实现上下对刀块中心线的贴合。

所述的上对刀块的中心处加工有通孔，通孔内可安装固定螺栓，固定螺栓拧入刀柄端部的螺纹孔内以固定上对刀块，刀柄安装于立式铣床的主轴内。

对刀过程中，移动机床，使得上对刀块5的端部插入下对刀块4内孔，并通过旋转机床工作台1上的分度台2，使得上对刀块5的台阶面与下对刀块4贴合，即可实现碾具坐标系原点O1与工件坐标系原点O2的重合且上对刀块的中心线与下对刀块的中心线重合。然后取掉上、下对刀块，再按照摆碾计算参数，移动机床，即可进行摆碾加工。

本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。