专利名称：锥齿轮加工机床的自动换刀装置的制作方法
技术领域：
锥齿轮加工机床的自动换刀装置是用于锥齿轮加工机床的，它可以满足锥齿轮的高精度、高效率、自动换刀加工。
锥齿轮在机械传动中应用极为广泛，特别是在汽车、拖拉机和行走车辆中是不可缺少的零件，目前世界上仍然依格里森(GLEASON)的圆弧线齿制锥齿轮和奥利康(OERLIKON)的延伸外摆线齿制锥齿轮占有绝大多数领域，在我国又以格里森(GLEASON)制的圆弧线齿制锥齿轮为主。对这种锥齿轮的加工，采用传统方法的切齿机由于其调整的复杂性，常常一对齿轮需要用5台机床来完成，即主动轮(小轮)的粗切、凹面精切、凸面精切，被动轮(大轮)的粗切、精粒，由于被切工件不断转换机床加工，产生以下缺点1、齿轮多次定位，增多了安装误差，影响了加工精度。
2、工件多次转换机床，增加了工序流程，降低了工作效率，增加了劳动强度。
3、由于使用机床较多，一次性投资较大，场地占用较大。
4、由于多工序加工节拍不同，很难达到生产能力的平衡，使部分设备工作负荷不饱满。
目前美国格里森(GLEASON)公司已经研制出五轴联动数控锥齿轮加工机床，使机床的调整大为减化，但是机床仍为单刀加工，不同工序仍需要在不同的机床上完成。德国的胡尔特(HURTH)公司也研制出了双刀具主轴的五轴联动数控锥齿轮加工机床，可完成双工序生产，但是由于采用双刀具主轴使机床结构复杂，限制了机床的加工范围。
综上所述，目前还没有一种能够实现自动换刀、多工序加工的锥齿轮加工机床，在加工中心中使用的各种换刀机构中还没有采用过本发明。
本实用新型旨在提供一种用于数控锥齿轮加工机床的自动换刀装置，可实现锥齿轮在一台机床、一次装夹完成小轮的粗切、凹面精切、凸面精切等工序。
本实用新型包括一个可安装三把铣刀盘的转盘刀库，转盘库通过沿刀具主轴的轴线的移动和沿自已轴线的回转实现铣刀盘的换刀运动。
锥齿轮加工机床的自动换刀装置应具备很高的铣刀盘重复定心精度和高的结合刚性。本发明所采用的铣刀盘在刀具主轴上的定位和扭矩传递机构可解决这一问题。在刀具主轴前端安装一个定位端齿盘，在每一安装铣刀盘的刀柄上安装一个端齿盘，经过精密加工的端齿盘可获得很高的重复定心精度和等同于刚体的结合刚性。随着不断使用磨合，其重复定心精度和结合刚性随之提高。
安装三把铣刀盘的转盘刀具库有较大的质量，其转动惯量和回转不平衡量均较大。而二个端齿盘在结合过程中，要求其轴线具有较高的同轴度。本发明所采用的转盘刀库的定位机构能够消除由于惯性和不平衡量引起的分度误差。在转盘刀库上安装着和铣刀盘数量相等的圆锥销，在刀具主轴箱上安装着定位锥套。在锥销开始进入锥套时，两者具有较大的间隙，因此允许转盘刀库有较大的分度误差，随着锥销进入锥套的深度增加，锥销和锥套的间隙减小，转盘刀库将趋于正确位置，最终可保证两端齿盘在结合时，具有较高的同轴度。
当两端齿盘脱开时，铣刀盘应在转盘刀库上固定，不能有回转现象。否则不能保证下次两个端齿盘结合时，重复上次结合时的相位，结合精度将会降低。本发明所采用的铣刀盘在转盘刀库上的防转动机构可解决这一问题。在与安装铣刀盘的刀柄相联结的端齿盘的圆周上有一定位销，在转盘刀库上有一可伸缩的V型定位块，在刀具主轴前端的壳体上有一顶杆，在端齿盘结合时，顶杆将V型定位块顶至后端，铣刀盘可随刀具主轴一起转动。当两端齿盘脱开时，顶杆与V型定位块脱开，V型定位块伸出，V型槽将定位销卡住，铣刀盘不能够转动。
本实用新型所采用的转盘刀库分度机构可以简单而可靠的实现转盘刀库的分度运动。分度运动由一柱塞齿条驱动，柱塞齿条驱动一齿轮回转，在齿轮的中心有花键孔，转盘刀库的另一端为花键轴；当转盘刀库抬起时花键轴自动进入花键孔内，由柱塞齿条带动转盘刀库回转，回转角度由柱塞齿条的行程确定。转盘刀库落下时花键轴自动从花键孔中退出，柱塞齿条复位。
图1为本实用新型结构示意图。
图2为图1的侧视图。
实施例附图1、2描绘了本实用新型的一种实施例。
图1中转盘刀库(8)上安装着3把刀柄(2)，每把刀柄上安装着铣刀盘(1)，刀柄(2)可在转盘刀库上转动，每个刀柄(2)的左端固联着一端齿盘，在机床主轴的右端固联定位端齿盘，拉钉(7)通过拉爪(6)将刀柄(2)拉紧在主轴(5)上依靠端齿盘实现定位与扭矩的传递。换刀时，拉钉(7)向右移动，拉爪(6)将刀柄(2)公开，转盘刀库支承轴(11)带动转盘刀库(8)向右移动，将刀柄(2)从主轴上拔出，端齿盘(3)与(4)脱开，转盘刀库支承轴(11)带动转盘刀库(8)回转120°将下一把铣刀盘换在工作位置，转盘刀库(8)左移，刀柄(2)插入刀具主轴(5)中，端齿盘(3)与(4)结合，拉钉(7)通过拉爪(6)将刀柄(2)拉紧。
在转盘刀库左移、刀柄(2)插入刀具主轴时，转盘刀库(8)上的定位锥销(9)插入刀具主轴体壳上的定位锥套(10)中，随着插入深度的增加，锥销(9)与锥套(10)的间隙逐渐缩小，较正转盘刀库(8)的分度误差，最终使转盘刀库(8)位于正确位置，保证端齿盘(3)与(4)正确结合。
在端齿盘(3)与(4)结合时，刀具主轴体壳上的顶杆(12)将转盘刀库(8)上的可伸缩的V型定位块(13)顶向右端，与端齿盘(3)上的定位销(14)脱开，使铣刀盘(1)能够随刀具主轴一起回转，当转盘刀库(8)右移，端齿盘(3)与(4)脱开时，顶杆(12)与V型定位块(13)脱开，定位块(13)伸出，将定位销(12)卡住，防止铣刀盘(1)在转盘刀库(8)上转动。
图2中柱塞齿条(15)带动齿轮(16)回转，调整柱塞齿条(15)的行程使齿轮(16)每次回转120°，齿轮(16)的中心为花键孔，转盘刀库支承轴(11)的左端为花键轴。转盘刀库(8)右移时，转盘刀库支承轴(11)轴端的花键进入齿轮(16)的花键孔中，齿轮(16)通过轴(11)带动转盘刀库(8)进行换刀分度；此时定位环(17)与齿轮(16)的端面贴合，调整定位环(17)可调整转盘刀库(8)右移的距离。换刀分度结束后，转盘刀度(8)与轴(11)一起左移，轴(11)的花键轴从齿轮(16)的花键孔中退出，柱塞齿条(5)复位。下一次分度。
权利要求1.锥齿轮加工机床的自动换刀装置是用于数控锥齿轮加工机床的，其特征是在机床刀具主轴(5)的前端安装着转盘刀库(8)，转盘刀库(8)通过沿刀具主轴(5)轴线的移动和沿其支承轴(11)轴线的回转，实现铣刀盘(1)的换刀动作，并且在刀具主轴(5)的前端和安装铣刀盘(1)的刀柄(2)上各安装着端齿盘(4)和(3)，通过端齿盘(4)和(3)进行铣刀盘(1)的定位和扭矩传递。
2.根据权利要求1所述的锥齿轮加工机床的自动换刀装置，其特征是在转盘刀库(8)上安装着定位圆锥销(9)，在与转盘刀库(8)相贴合的刀具主轴箱体上安装着定位锥套(10)，通过圆锥销(9)和定位锥套(10)来完成转盘刀库(8)的分度误差的校正和定位。
3.根据权利要求1所述的锥齿轮加工机床的自动换刀装置，其特征是由一个柱塞齿条(15)驱动一个齿轮(16)回转，齿轮(16)的中心为花键孔，转盘刀库(8)的支承轴(11)的另一端为花键轴，当转盘刀库(8)抬起时花键轴自动进入花键孔，柱塞齿条(15)带动转盘刀库(8)分度，转盘刀库(8)落下时，花键轴自动从花键孔中退出，柱塞齿条(15)复位。
4.根据权利要求1所述的锥齿轮加工机床的自动换刀装置，其特征是在每一安装铣刀盘(1)的刀柄(2)的圆周上有一定位销(14)，在转盘刀库(8)上、每一刀柄(2)的附近有一可伸缩的V型定位块(13)，在刀具主轴(8)前端的壳体上有一顶杆(12)，该装置可以防止非工作铣刀盘(1)在转盘刀库(8)上的转动。
专利摘要锥齿轮加工机床的自动换刀装置包括一个沿其轴线移动和回转的转盘刀库;铣刀盘的夹紧与放松机构;转盘刀库的分度机构;转盘刀库的定位机构;铣刀盘在刀具主轴上的定位与扭矩传递机构;铣刀盘在转盘刀库上的防转动机构,该装置充分考虑了锥齿轮高精度、大扭矩铣削加工的要求,可应用于数控锥齿轮加工机床,实现弧齿锥齿轮在一台机床上、一次装夹完成粗切、精切凹面、精切凸面等多工序加工。
文档编号B23F23/00GK2401304SQ00226029
公开日2000年10月18日 申请日期2000年1月3日 优先权日2000年1月3日
发明者郭宝安, 袁军晓 申请人:陕西秦川机械发展股份有限公司