專利名稱：硬齒面插齒刀錐基波形凸曲前刀面磨削加工裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種硬齒面插齒刀錐基波形凸曲前刀面磨削加工裝置，用于有負前角的插齒刀前刀面的加工，可實現插齒刀的平前刀面、錐前刀面尤其是錐基波形凸曲前刀面的磨削加工，屬于刀具加工技術領域。
背景技術：
磨削加工是一種多刀多刃的高速切削加工方法，所采用的加工設備通常為數控磨床，其主軸、磨頭部分見圖1所示，工件1固定在變頻主軸2前端，二者同軸，主軸2安裝在工作臺上，工件2隨變頻主軸2以可調的速度旋轉；磨頭3安裝在滑鞍上的砂輪架上，磨頭 3高速旋轉接觸工件1，進行磨削加工，在數控系統控制下，磨頭3能夠在水平面上繞豎直軸回轉，隨滑鞍沿磨床床身的縱向導軌作縱向往復運動、做橫向進給運動以及垂直升降。現有數控磨床能夠磨削加工外圓、內圓、平面端面或者錐面端面等。在現有硬齒面插齒刀中有一種錐基波形凸曲前刀面硬齒面插齒刀，其前刀面不同于通常的錐面前刀面或者平面前刀面，見《機械工程學報》vol. 38 (8)刊載的由史國權等人撰寫的題為“錐基波形前刀面硬齒面插齒刀構形方法與構形理論的研究”的文章，每一個刀齒的前刀面4為凸曲面，見圖2所示，是一種復雜但規則的曲面，各個刀齒凸曲面最高的一條母線5位于一個錐面上，這就是所謂錐基的含義，具有這一構形前刀面4的硬齒面插齒刀具其前刀面在整體上為一個錐基波形凸曲面，這種插齒刀用于齒輪或者特種車輛零部件加工。在錐基波形凸曲前刀面硬齒面插齒刀的制造過程中，先將前刀面4加工成錐面， 采用現有數控磨床即可完成這一加工。而現有數控磨床則無法完成凸曲面的磨削加工。另外，如果現有數控磨床專用于所述插齒刀單一品種批量生產，其復雜的滑鞍運動機構大材小用，其具有復雜的機械傳動機構和數控伺服驅動系統。
實用新型內容本實用新型的目的是為了實現采用數控磨床磨削加工硬齒面插齒刀的錐基波形凸曲前刀面，同時簡化磨頭運動機構，為此，我們提出了一種硬齒面插齒刀錐基波形凸曲前刀面磨削加工裝置。本實用新型是這樣實現的，見圖3所示，伺服主軸5由步進轉動伺服系統驅動，磨頭3軸線與伺服主軸6軸線水平相交，磨頭3由磨頭架7保持，定位銷8位于滑鞍上，定位銷8與位于磨頭架7底部幾何中心的定位孔配合，滑鞍由縱向步進移動伺服系統驅動。與現有數控磨床主軸、磨頭部分相比，本實用新型采用的主軸為伺服主軸6，磨頭架7由定位銷8定位并隨滑鞍由縱向步進移動伺服系統驅動，沒有那些為實現磨頭3在水平面上繞豎直軸回轉、做橫向進給運動以及垂直升降而配置的復雜的機械傳動機構和伺服驅動系統，結構大為簡化。由此還帶來一個附帶的效果，即由于磨頭運動機構的簡化，磨頭 3及磨頭架7的安裝高度降低，磨削加工的平穩性從而提高。在進行磨削加工前，將前刀面4已經加工成錐面的硬齒面插齒刀9錐面端面朝外；根據所述錐面錐角確定磨頭3軸線與伺服主軸6軸線的夾角，通過扳轉磨頭架7繞定位銷8轉動來調整，之后固定；根據硬齒面插齒刀9盤徑確定磨頭架7橫向位置，通過手動移動滑鞍調整，之后固定；手動移動滑鞍使磨頭3與硬齒面插齒刀9錐面端面接觸，確定磨頭3縱向上的初始位置。在磨削加工過程中，由數控磨床的數控系統精確控制驅動伺服主軸6的步進轉動伺服系統和驅動滑鞍的縱向步進移動伺服系統，在伺服主軸6與磨頭3之間實現聯動控制，兩個運動合成，同時磨頭 3高速旋轉，連續且逐一磨削加工各個刀齒凸曲面4，伺服主軸6步進轉動一周，完成一個硬齒面插齒刀9錐基波形凸曲前刀面的磨削加工。
圖1是現有內圓磨床伺服主軸、電主軸磨頭部分結構立體示意圖。圖2是在現有硬齒面插齒刀錐基波形凸曲前刀面構形立體示意圖。圖3是本實用新型之硬齒面插齒刀錐基波形凸曲前刀面磨削加工裝置結構俯視示意圖，該圖兼作為摘要附圖。圖4是本實用新型之磨削加工裝置中磨頭架部分結構裝配前示意圖，同時表示將磨頭架安裝于滑鞍上之前二者的結構關系。圖5是本實用新型之磨削加工裝置中磨頭架部分結構裝配后示意圖，同時表示將磨頭架安裝于滑鞍上之后二者的結構關系。
具體實施方式
本實用新型具體是這樣實現的，見圖3所示，伺服主軸6由步進轉動伺服系統驅動。磨頭3軸線與伺服主軸6軸線水平相交。磨頭3由磨頭架7保持。磨頭架7由電機 10、底座11組成，由螺釘及壓板12將電機10固定在底座11上，見圖4、圖5所示。磨頭3 固定在電機10的轉軸前端。定位銷8位于滑鞍13上，定位銷8與位于磨頭架7底部幾何中心也就是底座11底部幾何中心的定位孔配合。底座11上有圓弧槽14，四個圓弧槽14位于以定位孔中心為圓心的圓周上。螺釘穿過圓弧槽14，將底座11緊固在滑鞍13上。滑鞍 13由縱向步進移動伺服系統驅動。在底座11前下方中部靠近滑鞍13處有角刻度盤15，刻度范圍彡士5度。松開穿過圓弧槽14的螺釘，扳轉底座11，由角刻度盤15讀取角度，調至所需角度后，再鎖緊穿過圓弧槽14的螺釘，完成磨頭3軸線與伺服主軸6軸線的夾角的調整。
權利要求1.一種硬齒面插齒刀錐基波形凸曲前刀面磨削加工裝置，其特征在于，伺服主軸(5) 由步進轉動伺服系統驅動，磨頭(3)軸線與伺服主軸(6)軸線水平相交，磨頭(3)由磨頭架 (7)保持，定位銷(8)位于滑鞍上，定位銷(8)與位于磨頭架(7)底部幾何中心的定位孔配合，滑鞍(13)由縱向步進移動伺服系統驅動。
2.根據權利要求1所述的硬齒面插齒刀錐基波形凸曲前刀面磨削加工裝置，其特征在于，磨頭架(7)由電機(10)、底座(11)組成，由螺釘及壓板(12)將電機(10)固定在底座 (11)上。
3.根據權利要求1或2所述的硬齒面插齒刀錐基波形凸曲前刀面磨削加工裝置，其特征在于，磨頭⑶固定在電機(10)的轉軸前端。
4.根據權利要求2所述的硬齒面插齒刀錐基波形凸曲前刀面磨削加工裝置，其特征在于，底座(11)上有圓弧槽(14)，四個圓弧槽(14)位于以定位孔中心為圓心的圓周上；螺釘穿過圓弧槽(14)，將底座(11)緊固在滑鞍(13)上。
5.根據權利要求2所述的硬齒面插齒刀錐基波形凸曲前刀面磨削加工裝置，其特征在于，在底座(11)前下方中部靠近滑鞍(13)處有角刻度盤(15)，刻度范圍< 士5度。
專利摘要硬齒面插齒刀錐基波形凸曲前刀面磨削加工裝置屬于刀具加工技術領域。現有數控磨床則無法完成硬齒面插齒刀錐基波形凸曲前刀面的磨削加工，另外，如果現有數控磨床專用于所述插齒刀單一品種批量生產，其復雜的滑鞍運動機構大材小用，其具有復雜的機械傳動機構和數控伺服驅動系統。本實用新型是這樣實現的，伺服主軸由步進轉動伺服系統驅動，磨頭軸線與伺服主軸軸線水平相交，磨頭由磨頭架保持，定位銷位于滑鞍上，定位銷與位于磨頭架底部幾何中心的定位孔配合，滑鞍由縱向步進移動伺服系統驅動。用于有負前角的插齒刀前刀面的加工，可實現插齒刀的平前刀面、錐前刀面尤其是錐基波形凸曲前刀面的磨削加工。
文檔編號B24B3/60GK202015977SQ20112000888
公開日2011年10月26日 申請日期2011年1月13日 優先權日2011年1月13日
發明者史國權, 宋林森, 張文濤, 李學光, 石廣豐 申請人:長春理工大學