一种钛合金零件的内球车用工装的制作方法

1.本实用新型涉及固定夹具技术领域，尤其是涉及一种钛合金零件的内球车用工装。


背景技术：

2.待加工工件的的内球通常采用数控车床等数控设备进行加工。但对直径较小且实体部分超过半球的内球，在数控车床上加工时因内球的直径较小刀具不能完全达到须加工的内球面，因此无法使用数控设备直接加工成。


技术实现要素：

3.本实用新型为解决现有技术中在数控车床上加工直径较小的内球时刀具不能完全达到须加工的内球面，无法使用数控设备直接加工成型的问题，提供一种钛合金零件的内球车用工装，通过手动车床的小拖板带动工装的齿条并通过工装的齿轮机构带动车内球刀绕刀盘旋转中心在水平面内旋转以实现车削内球。
4.本实用新型采用的技术方案是：
5.一种钛合金零件的内球车用工装，包括：
6.在上下位置可调整的刀座；
7.刀盘，安装在所述刀座上；
8.刀具驱动装置，安装在所述刀座上，且与所述刀盘连接以驱动所述刀盘在待加工工件的内球所限定的轮廓范围内按照预设位置调整。可选地，所述刀座包括：
9.连接件，能够与车床的大托板相连接，以使刀座安装在所述车床的大托板上；安装件，用于安装所述刀盘和所述刀具驱动装置；
10.调节件，设于所述连接件和安装件之间，用于调整安装件的高度；
11.其中，刀盘位于所述安装件的一侧，连接件位于安装件的另一侧。
12.可选地，所述调节件设于所述连接件上，与安装件相配合的面为倾斜设置的调节面，该调节面靠近所述刀盘一端朝向远离所述刀盘一端倾斜向下设置。
13.可选地，所述调节面的倾斜比为1:5。
14.可选地，所述安装件上设有与所述调节件相配合的调节槽。
15.可选地，所述刀具驱动机构为齿轮机构或带传动机构。
16.可选地，所述齿轮机构包括：
17.齿条，与为其提供驱动力的车床的小托板连接；
18.主动齿轮，安装在所述安装件上，并与所述齿条相啮合；
19.从动齿轮，与所述刀盘同轴安装在所述安装件上，并与所述主动齿轮相啮合。可选地，所述主动齿轮包括：
20.第一齿轮，通过轴安装在所述安装件上内，并与所述齿条相啮合；
21.第二齿轮，通过轴安装在安装件上内，位于第一齿轮靠近刀盘的一侧，并与所述第
一齿轮相啮合；
22.所述从动齿轮包括：
23.第一小齿轮，与所述第二齿轮同轴设置；
24.第二小齿轮，位于第一小齿轮靠近刀盘的一侧，并与第一小齿轮啮合；
25.以及第三小齿轮，与所述刀盘同轴设置，并与所述第二小齿轮啮合。
26.可选地，所述齿轮机构外设有保护装置。
27.可选地，所述保护装置包括：
28.齿轮护板，位于所述主动齿轮和从动齿轮的顶部
29.护罩，设于所述齿轮护板的顶部，其高度与所述刀盘的高度相等；
30.上盖，设于所述刀盘、齿轮护板、主动齿轮和从动齿轮的顶部，并与所述护罩连接；
31.以及护盖，通过螺钉固定在所述上盖的顶部。
32.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
33.1、为了方便加工内球，根据加工需求选择对应的刀具并安装在刀盘上，通过调整刀座的高度使得安装在刀盘上的刀具的刀尖与车床的主轴的旋转中心重合，通过刀具驱动装置带动刀盘运动，以便于安装在刀盘上的刀具对工件进行加工。
34.2、调节件设置在连接件，其与安装件相配合的面倾斜设置，便于调整刀盘的旋转中心同刀具的刀尖上平面的焦点位置与车床的主轴的旋转中心重合。
35.3、设置1∶5的配合斜度，以上下调整刀盘的旋转中心同刀具的刀尖上平面的交点位置与车床主轴旋转中心重合，便于定位。
36.4、在安装件上设置与调节件相配合的调节槽，是为了方便安装固定。
37.5、通过齿轮机构或带传动机构驱动刀盘运动是因为其具有传动平稳，结构简单的优点。
38.6、通过齿轮传动带动刀盘运动，对工件进行加工；是因为齿轮传动具有传动比精确、效率高以及结构更加紧凑的优点，提高了内球表面的加工精度，同时减小了整个工装的体积。
39.7、在齿轮机构的外侧设置保护装置是为了避免有杂物落入齿轮的啮合，造成待加工工件的精度不达标的问题。
40.8、齿轮机构通过保护装置保护，在半密封的环境下工作，提高齿轮的使用寿命。
附图说明
41.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1为钛合金零件的内球车用工装的整体结构局部剖视示意图；
43.图2为钛合金零件的内球车用工装的俯视图局部剖视示意图；
44.图3为钛合金零件的内球车用工装的安装件的主视局部剖视示意图；
45.图4为钛合金零件的内球车用工装的安装件的俯视结构示意图；
46.图5为钛合金零件的内球车用工装的安装件的左视结构示意图；
47.图6为图8中i处局部放大结构示意图；
48.图7为钛合金零件的内球车用工装的护罩俯视全剖结构示意图；
49.图8为钛合金零件的内球车用工装的上盖的俯视结构示意图；
50.图9为钛合金零件的内球车用工装的上盖的主视剖视结构示意图；
51.图10为钛合金零件的内球车用工装的刀座的左视结构示意图；
52.图11为钛合金零件的内球车用工装的刀座的主视结构示意图；
53.图12为钛合金零件的内球车用工装的带传动机构结构示意图。
54.附图标记：
55.10、刀座；11、连接件；12、安装件；13、调节件；14、调节面；15、调节槽；16、安装槽；20、刀盘；30、刀具驱动装置；31、齿条；32、第一齿轮；33、第二齿轮；34、第一小齿轮；35、第二小齿轮；36、第三小齿轮；40、保护装置；41、齿轮护板；42、护罩；421、连接板；422、固定部；43、上盖；431、固定板；432、盖板；44、护盖；50、大托板；60、小托板；70、带传动机构；71、主动带轮；72、从动带轮；73、电机；a、卡盘；b、待加工工件。
具体实施方式
56.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
57.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
58.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
59.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
60.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅
表示第一特征水平高度小于第二特征。
61.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
62.下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
63.如图1、图2和图3所示，本实用新型实施例提供了一种钛合金零件的内球车用工装，包括：
64.在上下位置可调整的刀座10；
65.刀盘20，安装在所述刀座10上；
66.刀具驱动装置30，安装在所述刀座10上，安装在所述刀座10上，且与所述刀盘20连接以驱动所述刀盘20在待加工工件b的内球所限定的轮廓范围内按照预设位置调整。
67.将刀盘20以及刀具驱动装置30安装在刀座10上，刀具驱动装置30带动刀盘20在待加工工件b的内球所限定的轮廓范围内按照预设位置调整，对内球进行加工，可通过上下调整刀座10使得刀尖与加工中心重合。
68.在另外一个实施例中，如图3、图4、图5、图6、图10和图11所示，所述刀座10包括：
69.连接件11，能够与车床的大托板50相连接，以使刀座10安装在所述车床的大托板50上；
70.安装件12，用于安装所述刀盘20和所述刀具驱动装置30；
71.调节件13，设于所述连接件11和安装件12之间，用于调整安装件12的高度；
72.其中，刀盘20位于所述安装件12的一侧，连接件11位于安装件12的另一侧。
73.通过连接件11、安装件12以及调节件13调节刀座的高度。
74.在另外一个实施例中，如图3、图4、图5、图6、图10和图11所示，所述调节件13设于所述连接件11上，调节件13与安装件12相配合处为倾斜设置的调节面14，该调节面14靠近所述刀盘20一端朝向远离所述刀盘20一端倾斜向下设置。也就是说，调节面14靠近所述刀盘20一端为该调节面14的高点，远离所述所述刀盘20一端为该调节面14的低点。
75.调节件13设置在连接件11，其与安装件12相配合的面倾斜设置，便于调整刀盘20的旋转中心同刀具的刀尖上平面的焦点位置与车床的主轴的旋转中心重合。调节过程中连接件11固定在车床的大托板50上，安装件12根据使用需求调整在连接件11上的位置，如刀尖高于加工中心时，调整安装件12远离待加工工件b，使刀尖与加工中心重合；刀尖低于加工中心时，调整安装件12靠近待加工工件b，使刀尖与加工中心重合，调整完成后通过螺栓将调节件13和连接件11锁紧即可。
76.在另外一个实施例中，如图1、图2、图6、图7、图8和图9所示，所述调节面14的倾斜比为1:5。
77.设置1∶5的配合斜度，以上下调整刀盘20的旋转中心同刀具的刀尖上平面的交点位置与车床主轴旋转中心重合，便于定位。
78.在另外一个实施例中，如图3、图4、图5和图6所示，所述安装件12上设有与所述调
节件13相配合的调节槽15。在安装件12上设置与调节件13相配合的调节槽15，是为了方便安装固定。
79.在另外一个实施例中，如图1和图2所示，所述刀具驱动装置为齿轮机构或带传动机构70。
80.通过齿轮机构或带传动机构驱动刀盘20运动是因为其具有传动平稳，结构简单的优点。
81.在另外一个实施例中，如图1和图2所示，所述齿轮机构包括：
82.齿条31，与为其提供驱动力的车床的小托板60连接；
83.主动齿轮，安装在所述安装件12上，并与所述齿条31相啮合；
84.从动齿轮，与所述刀盘20同轴安装在所述安装件12上，并与所述主动齿轮相啮合。
85.通过齿轮传动带动刀盘20运动，对待加工工件b进行加工；是因为齿轮传动具有传动比精确、效率高以及结构更加紧凑的优点，提高了内球表面的加工精度，同时减小了整个工装的体积。
86.在另外一个实施例中，如图12所示，带传动机构70为同步带传动机构，同步带传动机构的主动带轮71通过电机73驱动其运动，同步带传动机构的从动带轮72与刀盘20同轴安装；由电机20的正反转带动同步带传动机构的主动带轮71运动，以驱动刀盘20在待加工工件b的的内球所限定的轮廓范围内按照预设位置调整，对内球进行加工。
87.在另外一个实施例中，如图1和图2所示，所述齿轮机构外设有保护装置40。在齿轮机构的外侧设置保护装置40是为了避免有杂物落入齿轮的啮合，造成待加工工件b的精度不达标的问题。
88.在另外一个实施例中，如图1和图2所示，所述保护装置40包括：
89.齿轮护板41，位于所述主动齿轮和从动齿轮的顶部
90.护罩42，设于所述齿轮护板41的顶部，其高度与所述刀盘20的高度相等；
91.上盖43，设于所述刀盘20、齿轮护板41、主动齿轮和从动齿轮的顶部，并与所述护罩42连接；
92.以及护盖44，通过螺钉固定在所述上盖43的顶部。
93.齿轮机构通过保护装置40保护，在半密封的环境下工作，提高齿轮的使用寿命。
94.在另外一个实施例中，如图1和图2所示，所述齿轮机构包括：
95.第一齿轮32，通过轴安装在所述安装件12上内，并与所述齿条31相啮合；
96.第二齿轮33，通过轴安装在安装件12上内，位于第一齿轮32靠近刀盘20的一侧，并与所述第一齿轮32相啮合；
97.第一小齿轮34，与所述第二齿轮33同轴设置；
98.第二小齿轮35，位于第一小齿轮34靠近刀盘20的一侧，并与第一小齿轮34啮合；
99.以及第三小齿轮36，与所述刀盘20同轴设置，并与所述第二小齿轮35啮合。
100.通过多级齿轮传动带动刀盘20运动，对工件进行加工；是因为齿轮传动具有传动比精确、效率高以及结构更加紧凑的优点，提高了内球表面的加工精度，同时减小了整个工装的体积。
101.在另外一个实施例中，如图1、图2和图7所示，所述护罩42包括连接板421以及两个固定部422。该连接板421的横截面大体为v型，所述连接板421的底部位于所述刀盘20与所
述第二小齿轮35的轴之间；两个固定部422，设于所述连接部的开口两侧，所述固定部422通过螺钉与上盖43连接。
102.护罩42的连接部成v型，且位于刀盘20和第二小齿轮35的轴之间，是为了防止加工过程中废屑进入齿轮机构内，对传动造成影响。
103.在另外一个实施例中，如图1、图2和图8所示，所述上盖43包括两固定板431，通过竖直设置的螺钉与所述安装部的顶部连接，所述固定部422通过螺钉与两所述固定板431的侧壁连接；盖板432，设于两所述固定板431的顶部之间。
104.在护罩42的顶部设置了上盖43是为了使得齿轮机构在一个半封闭的环境下工作，提高齿轮的使用寿命。
105.具体工作原理：
106.待加工工件b通过车床的卡盘a固定，将连接件11与车床的大托板50连接，调节件13安装在连接件11上，再将安装件12安装上，并通过调整安装件12与调节件13的位置关系使得刀盘20的旋转中心同刀具的刀尖上的平面的焦点位置与车床的主轴的旋转中心重合。安装件12上设有用于安装刀具驱动装置30的安装槽16，使得刀具驱动装置30内嵌于安装件12内，同时在刀具驱动装置30外侧设置保护装置40，避免在运行过程中有铁屑或其他杂物对刀具驱动装置30，造成不良影响，刀具驱动装置30包括与车床的小托板60连接的齿条31和与齿条31相啮合的齿轮机构，该刀具驱动装置30具有结构紧凑，传动比准确的优点，便于加工直径较小的内球；
107.在进行加工时，待加工工件b安装在车床的卡盘a内，并由车床的主轴带动其旋转；操作人员控制小托板60运动，带动齿条31运动，再由齿条31带动齿轮机构运动，齿轮机构带动设置在刀盘20旋转，使得刀具绕刀盘20的旋转中心在水平面内旋转以实现车内球。