[发明专利]锥柄插齿刀磨削装置

说明书

技术领域

本发明属于数控加工装置，具体涉及一种刀具的数控磨削成型装置，特别是一种锥柄插齿刀磨削装置。

背景技术

目前，“Y7125齿轮磨床”算是一种磨削锥柄插齿刀的最好磨床，现有较高精度的锥柄插齿刀大都是在这种磨床上加工完成的。但是，该磨床存在以下三个缺陷：

第一，它是用大平面砂轮对齿形面进行单侧面磨削的磨床。加工一个成型的锥柄插齿刀，需将刀坯掉头装卡，对两侧齿形面分别磨削。不仅如此，刀坯上还要增设一个用于掉头装卡的工艺锥柄2，工艺锥柄2位于齿刀1工作面的另一侧，与工作锥柄3同轴线对称，尺寸相同，工艺锥柄2的外圆锥面上还设有与工作锥柄3同样的装卡定位基准，以及用于精度检测的基准点a，如图1所示。而当锥柄插齿刀的齿形面都磨削加工完成后，工艺锥柄2须切除，去掉工艺锥柄2后，缺少了一个精度检测用基准点a和装卡定位基准面，这就使得锥柄插齿刀的修磨和检测无法进行，对锥柄插齿刀的生产及使用都带来很多不便。

第二，它的渐开线齿廓形成机构是由凸轮靠模板构成的，对不同规格锥柄插齿刀的磨削需要更换相对应的凸轮靠模板，而凸轮靠模板的误差直接影响到锥柄插齿刀齿形面的磨削质量，且该误差很难修正。

第三，它的分齿运动通过交换齿轮传动，驱动机械由等分板定位，精度由等分板保证，不同规格插齿刀的磨削需要更换相对应的交换齿轮及等分板。

因此，这种磨床配备有多种规格的凸轮靠模板、交换齿轮和等分板，以满足不同规格锥柄插齿刀齿形面的磨削。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种锥柄插齿刀磨削装置，该装置能够克服现有技术和设备所存在上述缺陷，既不需要在锥柄插齿刀的刀坯上增设工艺锥柄，只要将工作锥柄一次装卡到位，便可对两个对称面同时磨削，也不需要配备多种规格的凸轮靠模板、交换齿轮和等分板，且能够高精度、高工效率地进行磨削。

本发明的技术方案是：一种锥柄插齿刀磨削装置，包括由数控系统控制的进给工作台，其特征在于：所述进给工作台包括X轴进给工作台、Y轴进给工作台和Z轴进给工作台，三个进给工作台均可往复移动；

所述X轴进给工作台包括一个设有光栅尺的X轴导轨、可在X轴导轨上滑动的X轴底座以及驱动X轴底座移动的X轴电机，所述X轴底座上装有由数控系统控制的回转机构，该回转机构包括力矩电机，力矩电机动力轴的输入端连接有旋转及角度编码器，力矩电机动力轴的输出端连接有锥柄安装主轴，该锥柄安装主轴的轴心位置设有型腔，锥柄插齿刀的工作锥柄可插入该型腔中，锥柄插齿刀可随主轴同步旋转；

所述Y轴进给工作台包括设有Y轴导轨的立柱、可在Y轴导轨上移动的Y轴底座以及固定在Y轴底座上可旋转的砂轮，该砂轮的旋转面与锥柄插齿刀的旋转面垂直；所述锥柄插齿刀的齿面轮廓截形为渐开线线形，所述砂轮的截形设置为齿条线形，所述齿条线形与渐开线线形对应；

所述Z轴进给工作台包括支撑所述立柱的Z轴导轨，立柱的下底面可在Z轴导轨上移动。

进一步，所述X轴底座上设有正弦夹具，所述回转机构固定在正弦夹具上。

进一步，所述X轴电机为直线电机。

进一步，所述数控系统为840D数控系统。

进一步，所述X轴底座上设有由数控系统控制的砂轮修形装置，包括由电动机带动旋转的金刚石修形滚轮，该金刚石修形滚轮的旋转面与砂轮的旋转面平行。

本发明的有益效果：砂轮通过X轴、Y轴以及Z轴进给工作台进给定位，并在X轴以及Z轴的精确往复移动的带动下按照齿轮齿条啮合原理实现对锥柄插齿刀一次装卡，且能同时完成两个对称齿形面的精密磨削。在刀具成型加工时，由于仅使用刀坯的工作锥柄作为装卡定位基准，所以在对磨损刀具的修磨时也能够通过该工作锥柄得到精确的装卡定位，使得刀具修磨不再困难。

由数控系统控制设有光栅尺的X轴进给工作台可带动回转机构整体进行精确的往复移动，同样由数控系统控制设有旋转及角度编码器的回转机构可带动锥柄插齿刀进行精确的往复旋转，砂轮在Y轴进给工作台的带动下可对锥柄插齿刀齿深方向进行磨削，砂轮在Z轴进给工作台的带动下可对锥柄插齿刀齿长方向磨削。上述设置可去掉原齿轮磨床中的凸轮板、交换齿轮以及等分板，能够直接通过数控系统进行相应的操作，使锥柄插齿刀齿形面的精密磨削加工精度和工作效率得以提高。

在本发明的附加技术特征中，将回转机构通过正弦夹具固定在X轴底座上，可适应锥柄插齿刀不同后角的调整。