一种双蜗轮飞刀的夹紧结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种双蜗轮飞刀的夹紧结构，在刀杆被动端设有与刀杆同心的中心孔，在径向设有安装飞刀两个平行的安装孔，并与中心孔贯通，安装孔之间的中心距为一个工作蜗杆的轴向齿距，定位夹紧机构设在中心孔内，从被动端端面依次设有施力构件、若干个圆球和定位顶杆及飞刀、弹性顶杆等，由施力构件产生轴向力，使定位顶杆的相对端端面滑动至飞刀直柄削平平面上形成紧密的面接触，把两个飞刀紧固在对应的安装孔内，并使飞刀刀头的切削刃部分处在与工作蜗杆相同的部位。这种技术方案对刀杆的强度和刚度削弱最少，结构简单使用方便、重复定位精度高、夹紧力大可靠；由于夹紧零件设置在中心孔内，为部分整体带柄多头蜗轮滚刀实现多飞刀加工创造条件。

A clamping structure of double worm gear flying knife

【技术实现步骤摘要】
一种双蜗轮飞刀的夹紧结构
本专利技术涉及一种双蜗轮飞刀的夹紧结构，主要用于工作蜗杆直径较小、切削力较大的圆柱蜗杆传动多头蜗轮的滚切。
技术介绍
在滚切蜗轮时，因蜗轮滚刀基本几何参数一般必须与工作蜗杆(即与被滚切蜗轮相啮合的蜗杆)相同，所以蜗轮滚刀是针对性强的专用刀具，利用率低价格高，生产周期长使用不经济，并且多头蜗轮滚刀制造较困难，在单件小批量生产中制造蜗轮滚刀很不经济，这时可用飞刀来加工蜗轮，而飞刀实质上就是不少于一个齿的蜗轮滚刀，它的切齿原理和切向蜗轮滚刀相同。飞刀的主要优缺点是结构简单制造方便，成本和生产效率低；但是如果飞刀和刀杆设计得当、制作准确，并且使用得也正确，则加工出的蜗轮精度并不低于用蜗轮滚刀加工的精度，所以这也是常用飞刀来加工蜗轮的主因之一。无论蜗轮齿数和工作蜗杆的螺纹头数是否有整数倍或者它们之间是否有最大公因数，为减少人工分头(误差)和提高切齿效率及刀杆刚性等，飞刀沿刀杆轴向相邻中心距一般取一个工作蜗杆的轴向齿距时，因其结构尺寸小，易发生飞刀与定位夹紧零件的干涉和削弱此处刀杆强度，甚至引起刀杆的制造困难；从而不得不采用多于一个工作蜗杆的轴向齿距，这样额外增加了刀杆长度和切向走刀长度，这样刀杆主、被动端支承的刀杆座距离相比较长，刀杆加长刚性减弱，切向走刀时间延长，影响刀杆的刚度和强度及切齿效率，甚至齿面质量，还受机床切向走刀行程极限的限制，造成实施困难或不能实施。如图1所示为加工中、小模数蜗轮飞刀的夹紧结构；飞刀圆直柄装在刀杆1的圆孔中，拧紧螺母3和4使圆套筒2沿刀杆1外圆柱面轴向移动，过圆套筒2孔的中心线且沿其轴向设置的凹圆弧槽沿飞刀圆直柄抱紧，因圆套筒2要沿刀杆1外圆柱面轴向移动，刀杆1直径变小影响强度；这种刀杆结构简单，调整方便，但夹固可靠性稍差，凹圆弧槽要求较高，明显这种结构不适合双蜗轮飞刀和工作蜗杆直径较小的定位夹紧。加工大模数蜗轮飞刀的夹紧结构有两种，如图2和3所示，拧紧螺母使带螺杆的圆拉杆在圆孔内轴向移动，其圆柱部分设置的凹圆弧槽或斜削平面分别来锁紧飞刀圆直柄或飞刀圆直柄的削平面。这种夹紧结构夹紧力大，飞刀不易松动，但这两种夹紧结构沿刀杆径向设置安装圆拉杆和飞刀的圆孔呈垂直交叉贯穿，削弱了刀杆强度和刚度，这种垂直交错孔的结构适合工作蜗杆(刀杆)直径和相邻中心距较大的场合，所以限制了多飞刀的使用，为避免多飞刀的刀杆的制造和飞刀调整困难，不得不用单飞刀来替代，降低了生产率。因飞刀的数量极少切削量大，切削刃易磨损，而且局部磨损较快增加了切削阻力，又因飞刀滚切蜗轮是切向进给，当飞刀从切入端滚切至切出端时，飞刀的切削刃从一侧切削到两侧切削再到另一侧切削，飞刀沿其轴心线产生较大的周期性的交变扭矩，飞刀圆直柄与刀杆的圆孔是有微小的间隙，并受刀杆和支承端刚度及轴承等旋转件间隙的影响，动刚度较差易引起振动，在交变切削冲击力的作用下造成飞刀松动、脱落甚至打坏蜗轮等；特别是工作蜗杆直径较小、模数和切削力较大，尤其是大导程角的飞刀两侧切削刃的切削条件相差较大，上述夹紧结构就难以胜任。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双蜗轮飞刀之间的中心距为一个工作蜗杆的轴向齿距的定位、夹紧结构，以提高蜗轮生产率和飞刀耐用度；适合于工作蜗杆直径较小、模数较大的双蜗轮飞刀的夹紧，尤其是需人工分头的多头蜗轮的滚切。本专利技术的技术方案是：包括刀杆，所述刀杆由带锥柄的主动端和细长的被动端组成，所述被动端设有朝向主动端且与刀杆旋转中心线同心的中心孔，在刀杆中部沿刀杆旋转中心线上径向设有安装飞刀的两个平行的安装孔，所述安装孔之间的中心距为一个工作蜗杆的轴向齿距πm，所述安装孔的中心线垂直且过刀杆旋转中心线，并与所述中心孔贯通，定位夹紧机构设在所述中心孔内，从被动端端面依次向内设有施力构件、若干个圆球、第一定位顶杆、第一飞刀、弹性顶杆并穿过第一飞刀的飞刀直柄削平平面上的孔、第二定位顶杆、第二飞刀，且所述弹性顶杆的圆柱面端插入所述第一定位顶杆的相对端端面的同心定位盲孔中，由所述施力构件产生轴向力，使所述第一定位顶杆和所述第二定位顶杆的相对端端面同时滑动至所述飞刀直柄削平平面上形成紧密的面接触，把两个所述飞刀紧固在对应的所述安装孔内，两个飞刀刀头的切削刃部分处在与工作蜗杆相同的部位，并使其伸出刀杆方向相同和飞刀零前角前刀面朝向飞刀工作时的旋转方向。采用该技术方案，由于这种相邻两螺纹上轴向设置的双蜗轮飞刀中心距最小，从而弹性顶杆最短，这样便于定位夹紧双飞刀，飞刀切向行程最短，生产率最高，并且刀杆的同心中心孔内设有定位夹紧机构，这样刀杆长度可设置最短和直径最大，从材料力学来说，中心孔对刀杆的强度和刚度影响最小，此时刀杆的强度和刚度最大，这点对于工作蜗杆直径较小的蜗轮很重要；由于多了一个飞刀，可减少人工分头和作为粗切齿用，以提高生产率和齿面质量以及飞刀两次重磨之间的耐用度，在精密切齿过程中刃磨飞刀，由于会在齿面出现阶梯差，对于多头蜗轮可能还会出现齿厚差，所以飞刀两次重磨之间的耐用度极为重要，这一点对多头大模数齿数较多材质较硬的精密蜗轮尤为关键。同时，还可根据工况设置不同切削性能的飞刀组(如粗、精)与走刀(径向、恒定或变切向进给)方式及齿型等组合，以充分发挥各自的优势，提高生产率和切齿效率，使飞刀滚切蜗轮的齿形精度和生产率在现有技术上有所提高。由于定位夹紧机构设在中心孔内不占用空间，结构简单紧凑，用圆球作为传力介质，工作灵活，滚动摩擦损耗少，使第一定位顶杆很短，便于其在中心孔内更自如的移动和转动，封闭中心孔内可贮存润滑剂，不易流失，可防止被污染，便于定位夹紧机构更灵活运动和防锈，减少了维护，安装孔设有的定位平面与开口垫圈组合，并借助于测量器具在线测量，便于飞刀在刀杆上径向精确定位和阻止受切削力后朝向刀杆中心的移动，使定位夹紧自锁更可靠，适合强力切削。在施力构件产生的力的作用下，使定位顶杆的相对端斜端面滑动至飞刀直柄削平平面上形成紧密的面接触，把两个飞刀紧固在刀杆对应的安装孔内，两个飞刀刀头的切削刃部分处在与工作蜗杆相同的部位，并使其伸出刀杆方向相同和飞刀零前角前刀面朝向飞刀工作时的旋转方向。为整体带柄蜗轮滚刀实现飞刀加工创造了条件，可解决部分工作蜗杆直径较小的多头蜗轮滚刀制造难的瓶颈，设置开口垫圈使飞刀永不后退，适合大切深、大进给量的粗切齿，特别是采用小切向进给量的精切齿，符合飞刀可人为提高齿形精度的原理，又大幅提高了生产率，尤其是多头大模数少齿数蜗轮，所以飞刀和刀杆设计得当，为使用、维护得也正确创造了条件，则加工出的蜗轮精度并不低于用蜗轮滚刀加工的精度，并有较高的生产率。滚切时刀具切削的轨迹长度LP(高速钢)或承受载荷的循环次数NP(硬质合金)，对刀具的寿命影响很大，所以采用大切深大切向走刀量的技术方案，减少LP和NP对飞刀耐用度的影响，以提高生产率和齿面质量以及飞刀两次重磨之间的耐用度，所以优化的切削用量是飞刀使用得也正确的条件之一。当蜗轮齿数和工作蜗杆的螺纹头数有整数倍或者它们之间有最大公因数时，如不人工分头，连续相邻头上的飞刀(组)数不得少于该整数倍或者最大公因数，并且每头上不少于一个飞刀，这样就可在一次走刀中切出蜗轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双蜗轮飞刀的夹紧结构，包括刀杆(1)，其特征在于所述刀杆(1)由带锥柄的主动端和细长的被动端组成，所述被动端设有朝向主动端且与刀杆(1)旋转中心线同心的中心孔(4)，在刀杆(1)中部沿刀杆旋转中心线上径向设有安装飞刀的两个平行的安装孔(2)，所述安装孔(2)之间的中心距为一个工作蜗杆的轴向齿距πm，所述安装孔(2)的中心线垂直且过刀杆(1)旋转中心线，并与所述中心孔(4)贯通，定位夹紧机构(8)设在所述中心孔(4)内，从被动端端面(11)依次向内设有施力构件(6)、若干个圆球(10)、第一定位顶杆(5A)、第一飞刀(7A)、弹性顶杆(9)并穿过第一飞刀(7A)的飞刀直柄削平平面(73)上的孔、第二定位顶杆(5B)、第二飞刀(7B)，且所述弹性顶杆(9)的圆柱面端插入第一定位顶杆(5A)的相对端端面(51)的同心定位盲孔(53)中，由所述施力构件(6)产生轴向力，使所述第一定位顶杆(5A)和所述第二定位顶杆(5B)的相对端端面(51)同时滑动至所述飞刀直柄削平平面(73)上形成紧密的面接触，把两个所述飞刀(7)紧固在对应的所述安装孔(2)内，两个飞刀刀头(74)的切削刃部分处在与工作蜗杆相同的部位，并使其伸出刀杆(1)方向相同和飞刀零前角前刀面(75)朝向飞刀工作时的旋转方向。/n...

【技术特征摘要】
1.一种双蜗轮飞刀的夹紧结构，包括刀杆(1)，其特征在于所述刀杆(1)由带锥柄的主动端和细长的被动端组成，所述被动端设有朝向主动端且与刀杆(1)旋转中心线同心的中心孔(4)，在刀杆(1)中部沿刀杆旋转中心线上径向设有安装飞刀的两个平行的安装孔(2)，所述安装孔(2)之间的中心距为一个工作蜗杆的轴向齿距πm，所述安装孔(2)的中心线垂直且过刀杆(1)旋转中心线，并与所述中心孔(4)贯通，定位夹紧机构(8)设在所述中心孔(4)内，从被动端端面(11)依次向内设有施力构件(6)、若干个圆球(10)、第一定位顶杆(5A)、第一飞刀(7A)、弹性顶杆(9)并穿过第一飞刀(7A)的飞刀直柄削平平面(73)上的孔、第二定位顶杆(5B)、第二飞刀(7B)，且所述弹性顶杆(9)的圆柱面端插入第一定位顶杆(5A)的相对端端面(51)的同心定位盲孔(53)中，由所述施力构件(6)产生轴向力，使所述第一定位顶杆(5A)和所述第二定位顶杆(5B)的相对端端面(51)同时滑动至所述飞刀直柄削平平面(73)上形成紧密的面接触，把两个所述飞刀(7)紧固在对应的所述安装孔(2)内，两个飞刀刀头(74)的切削刃部分处在与工作蜗杆相同的部位，并使其伸出刀杆(1)方向相同和飞刀零前角前刀面(75)朝向飞刀工作时的旋转方向。


2.根据权利要求1所述的一种双蜗轮飞刀的夹紧结构，其特征在于所述安装孔(2)任选下列之一，圆孔、方孔、盲孔、阶梯孔，所述安装孔(2)与飞刀直柄(72)定位部分为直孔。


3.根据权利要求1或2所述的一种双蜗轮飞刀的夹紧结构，其特征在于所述安装孔(2)的尺寸和形状相同，所述安装孔(2)的飞刀直柄入口端设有定位平面(21)，所述定位平面(21)到刀杆旋转中心线距离一致，并作距离尺寸数值铭刻标识，所述定位平面(21)与蜗轮飞刀刀头定位平面(71)之间设有开口垫圈(3)，所述定位平面(21)与所述安装孔(2)中心线垂直。


4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周湘衡，
申请(专利权)人：中钢集团衡阳机械有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43