本发明专利技术提出一种高速间歇分度装置，包括曲柄滑块机构、液压系统和同步齿形带齿轮机构，所述液压系统包括柱塞泵和柱塞缸，该柱塞泵和柱塞缸通过单向阀连接，所述同步齿形带齿轮机构包括同步齿形带和与其啮合的齿轮，该同步齿形带与柱塞缸活塞连接，驱动力通过所述曲柄滑块机构转化为所述柱塞泵活塞的往复运动，并带动柱塞缸活塞间歇运动，进而驱动同步齿形带运动从而使齿轮间歇转动，即可实现对固设在齿轮上的工件的分度。本发明专利技术还提出了该分度装置在齿轮飞刀圆弧倒角加工中应用。本发明专利技术可实现齿轮圆弧倒角加工的连续进行，不需要工件、刀具进行额外的让刀动作，从而提高齿轮倒角的加工效率。
High speed intermittent indexing device and its application in arc chamfering of gear flying cutter
The invention provides a high-speed indexing device includes a slider crank mechanism, hydraulic system and synchronous belt gear mechanism, wherein the hydraulic system comprises a plunger pump and a plunger cylinder, the piston pump and piston cylinder is connected through the one-way valve, the synchronous toothed belt gear mechanism comprises a synchronous toothed belt and its meshing the gear, the synchronous toothed belt is connected with the plunger piston, driven by the crank slider mechanism into the reciprocating motion of the piston pump piston, piston cylinder piston and drive the intermittent movement, thus driving the synchronous toothed belt movement so that the gear intermittent rotation can be realized on the indexing of the gear is fixedly arranged on the workpiece. The invention also puts forward the application of the graduation device in the arc chamfering process of the gear flying cutter. The invention can realize the continuous processing of the arc chamfering of the gear, and does not need the workpiece and the cutter to carry out additional knife action so as to improve the processing efficiency of the chamfering of the gear.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于齿轮加工领域，具体涉及一种分度装置及其在齿轮飞刀圆弧倒角中的应用，本专利技术可以简便地实现任意分度角的调整，实现快速地齿轮飞刀圆弧倒角。
技术介绍
齿轮倒角技术主要应用在汽车工业、军事工业、工程机械制造、制造装备加工等诸多关键领域，该技术对我国国民经济的发展有着十分重要的影响。据权威部门统计，2010年我国汽车产销量双突破1800万辆，在汽车中有着十分关键的作用变速箱部件就需要经过端面加工的齿轮。高频间歇运动及精确分度装置，对齿轮倒角机床的发展有着十分重要的作用。高速齿轮倒角技术的实现有较大难度，传统设备的加工效率及精度无法满足当前工业发展的要求。目前，国内有四、五家企业开发生产齿轮倒角机。国内的齿轮倒角设备普遍存在着加工效率低、参数调整复杂等问题。天津大学刘仁龙在其2006年1月公开的硕士学位论文 《齿轮倒角加工建模分析及仿真系统开发》中介绍了一种天津某机床厂生产的卧式数控倒角机，该型号的齿轮倒角机属YH系列的4轴数控卧式齿轮倒角机，这种机床结构相当复杂， 共有15个轴，四个数控轴分别为工件箱的进退移动；工件主轴的间歇分度；两个刀具主轴的往复切削移动。所谓卧式布局是指两个刀具主轴在水平面内，均可独立做前后和左右移动调整；在水平面内和垂直面内还均可单独回转调整，因此可在齿轮端面上进行各种倒角。 这种设备的缺点是结构复杂、轴多且调整困难；一齿切削完毕，刀轴让刀、工件分度并开始下一次切削，致使加工效率低下。目前齿轮倒角设备的工件分度系统多采用伺服电机结合齿轮机构带动的方式，由于伺服电机性能的限制，这种分度系统无法达到高速高频启停。目前的齿轮圆弧倒角大都采用现有倒尖角设备结合成型刀具进行圆弧角的加工， 这种方法下的刀具设计困难、且一种道具只能针对一种齿轮圆弧角进行针对性设计、加工， 费用较高。具体步骤为机床为刀具进给，一齿倒角切削完毕，刀轴或工件让刀，然后工件分度；工件分度完成后，才能开始下一齿的倒角切削。现有的齿轮倒角方法还有如下的缺点。1.加工效率低下目前国内生产的齿轮倒角机床均为间歇逐齿加工，加工效率低下。其加工过程为采用两把端铣刀或四棱刀，同时对被加工齿轮中心对称的两侧齿进行倒角。机床为刀具进给，一齿倒角切削完毕，刀轴或工件让刀，然后工件分度；工件分度完成后，才能开始下一齿的倒角切削。这种方式下，工件每齿倒角都必须进行让刀及分度动作，尤其是让刀动作异常缓慢，造成倒角加工的辅助时间很长，与基本切削时间几乎相等，致使加工效率低下。2.加工参数调整困难基于现有倒角方法的倒角机比一般机床的机械结构及控制要复杂的多，其制造成本较高。一般来说，倒角机刀具调整工作都是由专门的调整工，靠经验反复试凑来完成调整工将机床刀具调整到一定的位姿，随后对工件进行试切，然后检测加工出的倒角参数，如果不满足加工要求，则改变调整参数再重复上述工作，整个试凑过程带有盲目性且缺乏效率，导致调整倒角机时间过长，大大影响了生产效率，成为生产中的一大瓶颈。
技术实现思路
针对目前存在的问题，本专利技术的目的在于提出一种高速间歇分度装置，采用曲柄滑块机构和液压系统，解决齿轮倒角中工件高速间歇分度问题。本专利技术还提出一种应用上述分度装置进行齿轮飞刀圆弧倒角的方法，解决现有齿轮倒角方法加工效率低下的问题。为实现本专利技术的第一目的所采用的具体技术方案为一种高速间歇分度装置，包括曲柄滑块机构、液压系统、同步齿形带和齿轮机构， 所述液压系统包括柱塞泵和柱塞缸，该柱塞泵和柱塞缸通过单向阀连接，同步齿形带和齿轮机构包括同步齿形带和与其啮合的齿轮，该同步齿形带与柱塞缸活塞连接。动力通过所述曲柄滑块机构转化为所述柱塞泵活塞的往复运动，并进一步转化为柱塞缸活塞的间歇运动，并通过所述单向阀向柱塞缸油腔间歇地压入一定量的油液，进而推动所述柱塞缸活塞实现间歇运动，带动同步齿形带运动，从而齿轮间歇转动，即实现对固设在齿轮上的工件的分度。其中，所述曲柄滑块机构包括连杆、曲柄和主动轴。所述曲柄与主动轴连接，工件伺服电机的动力驱动主动轴旋转，带动曲柄转动，通过连杆推动柱塞泵的活塞往复运动。所述曲柄滑块机构的曲柄长度可以根据加工要求进行变化，从而实现对分度角度的调整。曲柄回转速度决定了活塞泵往复运动的频率，也决定了同步齿形带的间歇运动速度及所述齿轮的间歇回转运动的频率。亦即调整曲柄的转速，即可调整工件间歇分度的频率。其中，液压系统包括柱塞泵和柱塞缸，该柱塞泵的活塞与曲柄滑块机构的连杆相连，柱塞泵和柱塞缸通过单向阀连接，控制柱塞泵向柱塞缸活塞压入油液，推动柱塞缸的活塞运动。所述液压系统还包括齿轮泵，其连接在柱塞缸一侧，用于在柱塞缸活塞行程结束后使活塞复位。所述柱塞缸可以为多个，柱塞泵与各柱塞缸的连接通过换向阀进行切换控制。所述液压系统还包括溢流阀，确保柱塞泵、柱塞缸正常工作。还包括齿轮泵，连接在柱塞缸一侧，在柱塞缸活塞行程结束后工作，使活塞复位。所述同步齿形带和齿轮机构包括同步齿形带和与其啮合的齿轮，该同步齿形带通过电磁卡扣与柱塞缸的活塞连接，同步齿形带与齿轮啮合，实现同步运动。当第一个柱塞缸运动到接近极限位置结束运动时，该柱塞缸活塞杆上的电磁卡扣松开与同步齿形带的联接，与此同时第二个柱塞缸活塞杆上的电磁卡扣与同步齿形带联接，且在同一时刻所述换向阀进行换向，以便将柱塞泵打出的液压油导入第二个活塞缸中， 这样下一个周期时活塞泵打出的液压油将进入第二个活塞缸中，第二个活塞缸的间歇运动，亦将带动与其连接的同步齿形带做间歇运动。所述同步齿形带齿轮传动包括同步齿形带和与其啮合的齿轮，该同步齿形带通过电磁卡扣与柱塞缸的活塞连接，该同步齿形带与齿轮啮合，柱塞缸活塞的间歇运动带动同步齿形带间歇运动，进而驱动所述齿轮实现同步运动。两个活塞缸布置在同步齿形带的两侧，通过所述电磁卡扣、换向阀的顺序动作，即可使同步齿形带做单向无限制的间歇回转运动，并使所述齿轮进行单向无回转圈数限制的间歇转动。该装置首先通过曲柄滑块机构，将工件伺服电机的高速回转运动转换为柱塞泵活塞的直线往复运动，结合单向阀，使得柱塞泵活塞在前半个运动周期中从油缸中吸入液压油，后半个运动周期向柱塞缸中压入液压油。柱塞缸的活塞在刀具运动的前半个周期不动作，后半个周期做直线运动。柱塞缸的活塞通过电磁卡扣连接在同步齿形带上，同步齿形带连接两个直径相同的齿轮。当柱塞缸的活塞带动同步齿形带运动时，两个齿轮转过对应的角度。齿轮运动一个周期内转动角度的大小与压入柱塞缸中的油量有直接关系。齿轮与安装工件的分度盘刚性连接，即可实现工件的准确分度动作。由于分度盘启停一次的转角大小只与曲柄的长度有关系，当分度盘角大小需要改变时，可通过调整曲柄的长度来实现。本专利技术提出的的高速间歇分度装置，一次往复运动打出的油量是一定，所以这一定量的油只能带动与其联通的柱塞缸的活塞运动一定距离。柱塞泵活塞的往复运动，打出的油量为波动的，一定量的油进入活塞缸后，必然推动活塞缸的活塞做间歇运动，进而驱动活塞缸上与活塞杆通过电磁卡扣联接的同步齿形带间歇运动，从而使与同步齿形带啮合的齿轮间歇转动，即可实现对固联在该齿轮上的工件进行分度。为实现本专利技术的第二目的所采用的具体技术方案为首先，将待加工工件固连在上述分度装置的齿轮上，调整工位，使工件进入加工位置。其次，启动飞刀和上述分度本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种高速间歇分度装置，包括曲柄滑块机构、液压系统和同步齿形带齿轮机构，所述液压系统包括柱塞泵和柱塞缸，该柱塞泵和柱塞缸通过单向阀连接，所述同步齿形带齿轮机构包括同步齿形带和与其啮合的齿轮，该同步齿形带与柱塞缸活塞连接，驱动力通过所述曲柄滑块机构带动所述柱塞泵活塞往复运动，进而驱动所述柱塞缸的活塞间歇运动，从而带动所述同步齿形带运动，使齿轮间歇转动，对固设在齿轮上的工件进行分度。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王平江，李方甫，齐江飞，彭芳瑜，唐小琦，李佳佳，吕明明，徐长杰，
申请(专利权)人：华中科技大学，武汉华中数控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：83
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