专利名称：硬齿面插齿刀锥基波形凸曲前刀面磨削加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种硬齿面插齿刀锥基波形凸曲前刀面磨削加工装置，用于有负前角的插齿刀前刀面的加工，可实现插齿刀的平前刀面、锥前刀面尤其是锥基波形凸曲前刀面的磨削加工，属于刀具加工技术领域。
背景技术：
磨削加工是一种多刀多刃的高速切削加工方法，所采用的加工设备通常为数控磨床，其主轴、磨头部分见图1所示，工件1固定在变频主轴2前端，二者同轴，主轴2安装在工作台上，工件2随变频主轴2以可调的速度旋转；磨头3安装在滑鞍上的砂轮架上，磨头 3高速旋转接触工件1，进行磨削加工，在数控系统控制下，磨头3能够在水平面上绕竖直轴回转，随滑鞍沿磨床床身的纵向导轨作纵向往复运动、做横向进给运动以及垂直升降。现有数控磨床能够磨削加工外圆、内圆、平面端面或者锥面端面等。在现有硬齿面插齿刀中有一种锥基波形凸曲前刀面硬齿面插齿刀，其前刀面不同于通常的锥面前刀面或者平面前刀面，见《机械工程学报》vol. 38 (8)刊载的由史国权等人撰写的题为“锥基波形前刀面硬齿面插齿刀构形方法与构形理论的研究”的文章，每一个刀齿的前刀面4为凸曲面，见图2所示，是一种复杂但规则的曲面，各个刀齿凸曲面最高的一条母线5位于一个锥面上，这就是所谓锥基的含义，具有这一构形前刀面4的硬齿面插齿刀具其前刀面在整体上为一个锥基波形凸曲面，这种插齿刀用于齿轮或者特种车辆零部件加工。在锥基波形凸曲前刀面硬齿面插齿刀的制造过程中，先将前刀面4加工成锥面， 采用现有数控磨床即可完成这一加工。而现有数控磨床则无法完成凸曲面的磨削加工。另外，如果现有数控磨床专用于所述插齿刀单一品种批量生产，其复杂的滑鞍运动机构大材小用，其具有复杂的机械传动机构和数控伺服驱动系统。
实用新型内容本实用新型的目的是为了实现采用数控磨床磨削加工硬齿面插齿刀的锥基波形凸曲前刀面，同时简化磨头运动机构，为此，我们提出了一种硬齿面插齿刀锥基波形凸曲前刀面磨削加工装置。本实用新型是这样实现的，见图3所示，伺服主轴5由步进转动伺服系统驱动，磨头3轴线与伺服主轴6轴线水平相交，磨头3由磨头架7保持，定位销8位于滑鞍上，定位销8与位于磨头架7底部几何中心的定位孔配合，滑鞍由纵向步进移动伺服系统驱动。与现有数控磨床主轴、磨头部分相比，本实用新型采用的主轴为伺服主轴6，磨头架7由定位销8定位并随滑鞍由纵向步进移动伺服系统驱动，没有那些为实现磨头3在水平面上绕竖直轴回转、做横向进给运动以及垂直升降而配置的复杂的机械传动机构和伺服驱动系统，结构大为简化。由此还带来一个附带的效果，即由于磨头运动机构的简化，磨头 3及磨头架7的安装高度降低，磨削加工的平稳性从而提高。在进行磨削加工前，将前刀面4已经加工成锥面的硬齿面插齿刀9锥面端面朝外；根据所述锥面锥角确定磨头3轴线与伺服主轴6轴线的夹角，通过扳转磨头架7绕定位销8转动来调整，之后固定；根据硬齿面插齿刀9盘径确定磨头架7横向位置，通过手动移动滑鞍调整，之后固定；手动移动滑鞍使磨头3与硬齿面插齿刀9锥面端面接触，确定磨头3纵向上的初始位置。在磨削加工过程中，由数控磨床的数控系统精确控制驱动伺服主轴6的步进转动伺服系统和驱动滑鞍的纵向步进移动伺服系统，在伺服主轴6与磨头3之间实现联动控制，两个运动合成，同时磨头 3高速旋转，连续且逐一磨削加工各个刀齿凸曲面4，伺服主轴6步进转动一周，完成一个硬齿面插齿刀9锥基波形凸曲前刀面的磨削加工。
图1是现有内圆磨床伺服主轴、电主轴磨头部分结构立体示意图。图2是在现有硬齿面插齿刀锥基波形凸曲前刀面构形立体示意图。图3是本实用新型之硬齿面插齿刀锥基波形凸曲前刀面磨削加工装置结构俯视示意图，该图兼作为摘要附图。图4是本实用新型之磨削加工装置中磨头架部分结构装配前示意图，同时表示将磨头架安装于滑鞍上之前二者的结构关系。图5是本实用新型之磨削加工装置中磨头架部分结构装配后示意图，同时表示将磨头架安装于滑鞍上之后二者的结构关系。
具体实施方式
本实用新型具体是这样实现的，见图3所示，伺服主轴6由步进转动伺服系统驱动。磨头3轴线与伺服主轴6轴线水平相交。磨头3由磨头架7保持。磨头架7由电机 10、底座11组成，由螺钉及压板12将电机10固定在底座11上，见图4、图5所示。磨头3 固定在电机10的转轴前端。定位销8位于滑鞍13上，定位销8与位于磨头架7底部几何中心也就是底座11底部几何中心的定位孔配合。底座11上有圆弧槽14，四个圆弧槽14位于以定位孔中心为圆心的圆周上。螺钉穿过圆弧槽14，将底座11紧固在滑鞍13上。滑鞍 13由纵向步进移动伺服系统驱动。在底座11前下方中部靠近滑鞍13处有角刻度盘15，刻度范围彡士5度。松开穿过圆弧槽14的螺钉，扳转底座11，由角刻度盘15读取角度，调至所需角度后，再锁紧穿过圆弧槽14的螺钉，完成磨头3轴线与伺服主轴6轴线的夹角的调整。
权利要求1.一种硬齿面插齿刀锥基波形凸曲前刀面磨削加工装置，其特征在于，伺服主轴(5) 由步进转动伺服系统驱动，磨头(3)轴线与伺服主轴(6)轴线水平相交，磨头(3)由磨头架 (7)保持，定位销(8)位于滑鞍上，定位销(8)与位于磨头架(7)底部几何中心的定位孔配合，滑鞍(13)由纵向步进移动伺服系统驱动。
2.根据权利要求1所述的硬齿面插齿刀锥基波形凸曲前刀面磨削加工装置，其特征在于，磨头架(7)由电机(10)、底座(11)组成，由螺钉及压板(12)将电机(10)固定在底座 (11)上。
3.根据权利要求1或2所述的硬齿面插齿刀锥基波形凸曲前刀面磨削加工装置，其特征在于，磨头⑶固定在电机(10)的转轴前端。
4.根据权利要求2所述的硬齿面插齿刀锥基波形凸曲前刀面磨削加工装置，其特征在于，底座(11)上有圆弧槽(14)，四个圆弧槽(14)位于以定位孔中心为圆心的圆周上；螺钉穿过圆弧槽(14)，将底座(11)紧固在滑鞍(13)上。
5.根据权利要求2所述的硬齿面插齿刀锥基波形凸曲前刀面磨削加工装置，其特征在于，在底座(11)前下方中部靠近滑鞍(13)处有角刻度盘(15)，刻度范围< 士5度。
专利摘要硬齿面插齿刀锥基波形凸曲前刀面磨削加工装置属于刀具加工技术领域。现有数控磨床则无法完成硬齿面插齿刀锥基波形凸曲前刀面的磨削加工，另外，如果现有数控磨床专用于所述插齿刀单一品种批量生产，其复杂的滑鞍运动机构大材小用，其具有复杂的机械传动机构和数控伺服驱动系统。本实用新型是这样实现的，伺服主轴由步进转动伺服系统驱动，磨头轴线与伺服主轴轴线水平相交，磨头由磨头架保持，定位销位于滑鞍上，定位销与位于磨头架底部几何中心的定位孔配合，滑鞍由纵向步进移动伺服系统驱动。用于有负前角的插齿刀前刀面的加工，可实现插齿刀的平前刀面、锥前刀面尤其是锥基波形凸曲前刀面的磨削加工。
文档编号B24B3/60GK202015977SQ20112000888
公开日2011年10月26日 申请日期2011年1月13日 优先权日2011年1月13日
发明者史国权, 宋林森, 张文涛, 李学光, 石广丰 申请人:长春理工大学