專利名稱：塑料圓織機三維曲線凸輪加工裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機械加工設備，尤其是涉及一種塑料圓織機三維曲線凸輪加
工裝置。
背景技術：
塑料圓織機主機凸輪主要有二種系列，一種是二維曲線凸輪也稱圓柱凸輪，另一 種是三位曲線凸輪。對于塑料圓織機的三維曲線凸輪，也稱平面凸輪，是近幾年發展起來的 一種新型的塑料圓織機凸輪，根據塑料圓織機的梭子數量分類，有四梭，六梭，八梭等，梭子 數量不同，四梭機為橢圓形，六梭為三角形，八梭機為四方形；曲線在x、y、z三向變化，其基 本線型也屬于余弦曲線。國內外對這種凸輪的加工多采用五軸加工中心，但其投入的成本 非常大；也有開發專用加工設備進行加工的，專用加工設備的生產率較高、加工質量易于控 制，例如名為“一種加工弧面凸輪及復雜曲面零件用數控銑床”(專利號ZL03218823. 4)的 專用加工設備，其以Y3180型滾齒機的床身U、立柱、縱向進給滑板及回轉工作臺等部件為 基礎，在回轉工作臺上增設主軸箱及主電機；在回轉工作臺后部增設輔助扇形導軌；在立 柱的導軌上安裝有垂直移動滑板，在垂直移動滑板上裝有橫向移動工作臺；該實用新型整 機采用五軸聯動的運動控制，具有剛性足，主軸擺角大等特點，但結構復雜難以操控、控制 系統過于復雜易導致加工質量不穩定，應用于三維曲線凸輪的加工，會使成本過高。
發明內容本實用新型主要目的是提供一種塑料圓織機三維曲線凸輪加工裝置，其結構簡 單、易于控制、成本較低。本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的一種塑料圓織 機三維曲線凸輪加工裝置，包括傳動機構、銑削頭和銑刀，其特征在于所述銑削頭上設有 轉軸，轉軸上固定有擺動齒輪，滑板上設有與擺動齒輪嚙合的齒條；所述傳動機構的傳動鏈 末端為曲柄滑塊機構，曲柄滑塊機構的輸出端與滑板連接，滑板通過直線導軌機構與外部 裝置相連接，滑板在曲柄滑塊機構促動下可作上下往復的直線運動。利用Y380H滾齒機，拆 去滾齒刀架，再將本實用新型安裝其上，其中，滑板通過直線導軌與滾齒機連接，傳動機構 的輸入端與滾齒機的動力輸出機構連接；加工時，工件安裝在滾齒機的工作臺上，工件隨工 作臺轉動，曲柄滑塊機構做同步的上下運動，并帶動擺動齒輪與齒條構成的擺動機構左右 擺動，銑削頭隨擺動齒輪擺動，根據機械原理，工件外圓周的回轉軌跡、銑削頭的擺動軌跡 相疊合就是三維曲線，亦即銑刀的擺動軌跡與工件外圓周回轉的軌跡，疊合成所需加工的 三維曲線；根據塑料圓織機凸輪曲線行程大小的不同，更換曲柄的長度，就可以實現不同行 程的曲線加工。這種結構，結構簡單、易于制作，制作成本較低。由于塑料圓織機三維曲線凸輪的行程變化是在直徑方向上的，而且具有等半徑圓 弧段和曲線段的角度比例關系；某些塑料圓織機凸輪只有曲線段，還有一些同時有曲線段 和等半徑圓弧段；曲線段由曲柄滑塊機構生成，對于存在等半徑圓弧段的塑料圓織機凸輪，尚需輔助機構；作為優選，所述傳動機構包括不完全齒輪機構，該不完全齒輪機構包括主動 齒輪與被動齒輪。主動齒輪、被動齒輪嚙合時，加工曲線段；主動齒輪、被動齒輪脫離嚙合 時，主動齒輪轉動，被動齒輪不轉動，實現等半徑圓弧段的加工；由于不同規格的三維凸輪， 其曲線段與等半徑圓弧段的比例不同，此時，根據曲線段與直線段的比例，可更換不完全齒 輪機構，以調整主動齒輪、被動齒輪齒數比例，使之適應曲線段與等半徑圓弧段的比例，從 而實現不同的凸輪的加工。曲柄連桿機構在傳動鏈中的作用是，將傳動機構中的旋轉運動轉換為滑板的上下 往復的直線運動；曲柄連桿機構的結構具有多種形式，曲柄可以是與被動齒輪的連接端擺 動，也可以是與滑塊的連接端作擺動；作為優選，所述曲柄滑塊機構包括滑塊、曲柄和被動 齒輪，該曲柄一端固定在被動齒輪上、另一端可轉動地連接于滑塊；所述滑板水平設有條形 槽，滑塊可滑動地設于該條形槽中。這種結構，滑塊隨曲柄與被動齒輪一起旋轉，與此同時， 滑塊在滑板的條形槽中作相對水平滑動，并帶動滑板在上下方向上移動。為了提高切削能力，作為優選，所述齒條上的齒形為斜齒。相較于直齒，斜齒承載 能力更高，可承受更高的來自銑刀上的切削分力；尤其是非等半徑的曲線段時，齒條、齒輪 的承載能力越高，則銑削頭的切削能力越高、切削的穩定性越好。如前所述，加工曲線的形成，是三種運動的結合，所以需要保證三運動能夠同步， 從而保障曲線的加工精度；作為優選，所述傳動機構的傳動鏈的中間傳動均為齒輪傳動。 齒輪傳動，可有效地保證同步性，不致出現傳動的中間環節打滑現象，保證了曲線的加工質 量，尤其是批量生產時，加工的質量高，且具有良好的一致性。作為優選，所述傳動機構的傳動鏈輸入端為矩形花鍵軸。矩形花鍵軸，傳動可靠、 安裝方便。因此，本實用新型具有以下有益效果1、可更換不同長度的曲柄，實現不同行程的曲線加工；2、可更換不同的不完全齒輪機構，實現不同的等半徑的弧線段和曲線段比例的曲 線加工；3、銑刀上下運動、左右擺動與工件回轉三種運動的結合，構成三維凸輪的曲線加 工，傳動鏈簡單可靠，易于控制；4、傳動鏈穩定可靠、具有較好的同步性，使加工的三維凸輪質量較高，并具有良好 的一致性；5、整體結構簡單、易于制作、制作成本較低。
附圖1是本實用新型的一種結構示意圖；附圖2是本實用新型安裝使用狀態的示意圖；附圖3是滑板與外部裝置連接的示意圖；附圖4是附圖3的俯視圖。
具體實施方式
下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。[0021]實施例本實用新型塑料圓織機三維曲線凸輪加工裝置，如附圖1所示，其包括傳 動機構、銑削頭2和銑刀1，銑削頭2上設有轉軸14，轉軸14上固定有擺動齒輪13，滑板3 上設有與擺動齒輪13嚙合的齒條12 ；傳動機構的傳動鏈末端為曲柄滑塊機構，曲柄滑塊機 構的輸出端與滑板3連接，滑板3通過直線導軌機構與外部裝置相連接，滑板3在曲柄滑塊 機構促動下可作上下往復的直線運動；齒條12上的齒形為斜齒。曲柄滑塊機構包括滑塊4、曲柄5和被動齒輪6，該曲柄5 —端固定在被動齒輪6 上、另一端可轉動地連接于滑塊4 ；滑板3水平設有條形槽31，滑塊4可滑動地設于該條形 槽31中。傳動機構包括不完全齒輪機構，該不完全齒輪機構包括主動齒輪7與被動齒輪6。 傳動機構的傳動鏈的中間傳動均為齒輪傳動。傳動機構的傳動鏈輸入端為矩形花鍵軸9。本實用新型的安裝使用狀態，如附圖2所示，利用TO80H滾齒機，拆去滾齒刀架，再 將本實用新型安裝其上，其中，滑板3通過直線導軌17固定在滾齒機床身10上的導軌基座 18上，銑削頭2可轉動地固定在導軌基座18上；傳動機構的輸入端與滾齒機的動力輸出機 構連接；工件19隨工作臺11轉動，曲柄滑塊機構做同步的上下運動，并帶動擺動齒輪13與 齒條12構成的擺動機構左右擺動，銑削頭2隨擺動齒輪13擺動，根據機械原理，工件19外 圓周的回轉軌跡、銑削頭2的擺動軌跡相疊合就是三維曲線，亦即銑刀1的擺動軌跡與工件 19外圓周回轉的軌跡，疊合成所需加工的三維曲線。在以上運動中，銑刀1在銑削頭2上自 轉，對被加工工件進行切削。本文所述的塑料圓織機三維曲線凸輪，其行程變化是在直徑方向上的，凸輪曲線 有等半徑的弧線段和非等半徑的曲線段，等半徑的弧線段分布在凸輪中心的等半徑曲面 內，非等半徑的曲線段分布在凸輪中心的不同半徑的曲面內。為了便于敘述，本文采用了上、下、左、右等方位名詞，這些方位名詞代表的方向， 是指附圖所示的方向。本實施例是以本實用新型的一種較佳實施方式的進行說明，而非限定，對于本行 業的技術人員而言，可以對本文所述中的某些結構進行替代或變化，例如曲柄5不直接連 接在被動齒輪6上，而在兩者間設置相應的過渡裝置，再例如傳動機構的輸入端的矩形花 鍵軸9可設為其他結構，又例如滑板3上的條形槽31可變換為設于滑塊4上，但這些改變， 屬于簡單的技術變換，并不脫離本實用新型的技術原理，依然屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種塑料圓織機三維曲線凸輪加工裝置，包括傳動機構、銑削頭(2)和銑刀(1)，其 特征在于所述銑削頭(2)上設有轉軸(14)，轉軸(14)上固定有擺動齒輪(13)，滑板(3) 上設有與擺動齒輪(13)嚙合的齒條(12)；所述傳動機構的傳動鏈末端為曲柄滑塊機構，曲 柄滑塊機構的輸出端與滑板(3)連接，滑板(3)通過直線導軌機構與外部裝置相連接，滑板 (3)在曲柄滑塊機構促動下可作上下往復的直線運動。
2.根據權利要求1所述的塑料圓織機三維曲線凸輪加工裝置，其特征在于所述傳動 機構包括不完全齒輪機構，該不完全齒輪機構包括主動齒輪(7 )與被動齒輪(6 )。
3.根據權利要求1或2所述的塑料圓織機三維曲線凸輪加工裝置，其特征在于所述 曲柄滑塊機構包括滑塊(4)、曲柄(5)和被動齒輪(6)，該曲柄(5)—端固定在被動齒輪(6) 上、另一端可轉動地連接于滑塊(4);所述滑板(3)水平設有條形槽(31)，滑塊(4)可滑動地 設于該條形槽(31)中。
4.根據權利要求1或2所述的塑料圓織機三維曲線凸輪加工裝置，其特征在于所述 齒條(12)上的齒形為斜齒。
5.根據權利要求1或2所述的塑料圓織機三維曲線凸輪加工裝置，其特征在于所述 傳動機構的傳動鏈的中間傳動均為齒輪傳動。
6.根據權利要求1或2所述的塑料圓織機三維曲線凸輪加工裝置，其特征在于所述 傳動機構的傳動鏈輸入端為矩形花鍵軸(9)。
專利摘要本實用新型涉及一種塑料圓織機三維曲線凸輪加工裝置，包括傳動機構、銑削頭和銑刀，銑削頭上設有轉軸，轉軸上固定有擺動齒輪，滑板上設有與擺動齒輪嚙合的齒條；傳動機構的傳動鏈末端為曲柄滑塊機構，曲柄滑塊機構的輸出端與滑板連接，滑板通過直線導軌機構與外部裝置相連接，滑板在曲柄滑塊機構促動下可作上下往復的直線運動。利用Y380H滾齒機，拆去滾齒刀架，再將本實用新型安裝其上，其中，滑板通過直線導軌與滾齒機連接，傳動機構輸入端與滾齒機的動力輸出機構連接；加工時，工件隨工作臺轉動，曲柄滑塊機構做同步的上下運動，并帶動擺動齒輪與齒條構成的擺動機構左右擺動，銑刀的擺動軌跡與工件外圓周回轉的軌跡，疊合成所需加工的三維曲線。
文檔編號B23C3/08GK201880977SQ20102063582
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者張亦明 申請人:杭州寶利華機械制造有限公司