一种刀具磨床及其大转动惯量旋转部件的平衡装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及刀具磨床领域，尤其涉及的是一种大转动惯量旋转部件的平衡装置。
【背景技术】
[0002]目前，中国国内和国外的刀具磨床厂家很多，五轴联动的工具磨床结构大多为三直线轴加两转动轴的方式，其中，两转动轴分A轴工件分度头(小负载)和磨头回转轴(大负载)，复杂刀具在加工时，要求机床五轴联动运行平稳，如此才能大幅提高复杂刀具特殊曲线曲面的加工质量，提升刀具整体切削性能。
[0003]鉴于三直线轴结构成熟简单，两转动轴中A轴工件分度头负载较小，影响机床联动平稳运行的关键因素就落在磨头回转轴上面，为此，现有大多数厂家都采用传统的蜗轮蜗杆减速机构来完成此项旋转动作；但是，这种水平或者竖直布局的方式，经常性重复正反向旋转动作，难以克服机构自身的惯性及重力力矩对运行平稳性的影响，磨头高速正反向换向时冲击大，对蜗轮蜗杆以及电器元件的使用寿命和精度均有较大影响，导致刀具生产制造过程中复杂刀具曲线曲面连接处的过渡表面光洁度非常差。
[0004]因此，现有技术尚有待改进和发展。
【实用新型内容】
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种大转动惯量旋转部件的平衡装置，可提高复杂刀具特殊曲线曲面的加工质量，提升刀具整体切削性能。
[0006]同时，本实用新型还提供一种刀具磨床，磨头高速正反向换向时冲击小，机床五轴联动运行平稳，可提高复杂刀具曲线曲面连接处过渡表面的光洁度。
[0007]本实用新型的技术方案如下:一种大转动惯量旋转部件的平衡装置，大转动惯量旋转部件设置在转动轴上，该平衡装置包括传动齿轮轴、齿条、滑动体和弹簧，传动齿轮轴的前端与转动轴之间通过齿轮传动连接，传动齿轮轴的后端与齿条相啮合，齿条固定在滑动体上，弹簧设置在滑动体的两侧，用于利用弹簧的变形力以平衡转动轴转动时由高速自转的大转动惯量旋转部件所产生的惯性冲击力。
[0008]所述的大转动惯量旋转部件的平衡装置，其中:所述传动齿轮轴的轴心线与转动轴的轴心线相平行。
[0009]所述的大转动惯量旋转部件的平衡装置，其中:所述传动齿轮轴的轴心线与转动轴的轴心线所在的垂直平面相偏离。
[0010]所述的大转动惯量旋转部件的平衡装置，其中:所述齿条和滑动体均设置在一腔体零件内，该腔体零件内还设置有导轨，滑动体上固定有滑块，滑块与导轨滑动连接。
[0011]所述的大转动惯量旋转部件的平衡装置，其中:在所述滑动体上还设置有导向孔，导向孔内设置有端部固定在腔体零件上的导向杆，弹簧套在导向杆上，弹簧的一端与滑动体相连接，弹簧的另一端与腔体零件相连接。
[0012]所述的大转动惯量旋转部件的平衡装置，其中:所述传动齿轮轴的前端设置有传动齿轮，转动轴上固定有齿圈，传动齿轮与齿圈相啮合。
[0013]—种刀具磨床，包括磨头、大转动惯量旋转部件、转动轴和涡轮蜗杆转动机构，磨头同轴连接在大转动惯量旋转部件的端部，大转动惯量旋转部件固定在转动轴一端的端面上，转动轴的另一端与涡轮蜗杆转动机构相连接，其中:该刀具磨床还包括上述中任一项所述的大转动惯量旋转部件的平衡装置。
[0014]本实用新型所提供的一种刀具磨床及其大转动惯量旋转部件的平衡装置，由于采用了弹簧和两组齿轮传动，转动轴转动时大转动惯量旋转部件产生的惯性力矩经由传动机构传递到弹簧上，通过压缩和/或拉伸弹簧以抵消此惯性力矩，由此消除了对转动轴和涡轮蜗杆造成的不良冲击力，减小了磨头高速正反向换向时的冲击力，使得机床五轴联动运行更平稳，进而提高了复杂刀具曲线曲面连接处过渡表面的光洁度和加工质量，提升了刀具整体切削性能。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型大转动惯量旋转部件平衡装置的结构原理图。
[0016]图2是本实用新型图1的A-A剖视图。
【具体实施方式】
[0017]以下将结合附图，对本实用新型的【具体实施方式】和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的【具体实施方式】。
[0018]如图1和图2所示，图1是本实用新型大转动惯量旋转部件平衡装置的结构原理图，图2是本实用新型图1的A-A剖视图，大转动惯量旋转部件I设置在转动轴2上，该大转动惯量旋转部件I的平衡装置包括传动齿轮轴5、齿条6、滑动体13和弹簧9，传动齿轮轴5的前端与转动轴2之间通过齿轮传动连接，传动齿轮轴5的后端与齿条6相啮合，齿条6固定在滑动体13上，弹簧9设置在滑动体13的两侧；转动轴2转动时，高速自转的大转动惯量旋转部件I会产生惯性力矩，这种惯性冲击力对转动轴2及其后端连接的涡轮蜗杆机构14会产生影响，也会影响到待加工工件表面的表面光洁度；而本实用新型的平衡装置正是将这种惯性力矩经由传动齿轮轴5传递到弹簧9上，并利用压缩和/拉伸弹簧9所产生的变形力来平衡这种惯性冲力矩，由此消除了对转动轴2和涡轮蜗杆机构14造成的不良冲击力，减小了磨头15高速正反向换向时的冲击力，使得机床五轴联动时运行更加平稳，进而提高了工件在复杂刀具曲线曲面连接处过渡表面的光洁度和加工质量，显著提升了刀具整体切削性能。
[0019]优选地，传动齿轮轴5的轴心线与转动轴2的轴心线相平行，由此利于在空间上形成方向相反的冲击力矩，更利于冲击力的传导以及齿轮传动机构的简化。
[0020]在本实用新型大转动惯量旋转部件平衡装置的优选实施方式中，具体的，传动齿轮轴5的前端通过键连接传动齿轮4，例如标准的圆柱齿轮或者特定规格的圆柱齿轮，转动轴2上固定有齿圈3，传动齿轮4与齿圈3相啮合组成一对齿轮传导；传动齿轮轴5的后端与齿条6组成另一对齿轮传导，通过这两对齿轮传导组合，将大转动惯量旋转部件I和转动轴2运动时所产生的惯性及重力力矩传导到齿条6上，同时确保齿条6的运动方向与大转动惯量旋转部件I的运动方向相反，齿条6在传动齿轮轴5的推动下左右运动，带动滑动体13左右运动，进而作用在弹簧9上，使其压缩和/或拉伸产生相应的变形力来抵消这些传导过来的惯性及重力力矩。
[0021]优选地，传动齿轮轴5的轴心线与转动轴2的轴心线所在的垂直平面相偏离，由此可以避免转动轴2上的大转动惯量旋转部件I转动到象限点时可能会出现的不稳定问题。
[0022]在本实用新型大转动惯量旋转部件平衡装置的优选实施方式中，齿条6和滑动体13均设置在一固定不动的腔体零件11内，同时，在该腔体零件11内还设置有一导轨8，滑动体13上固定有两滑块7，滑块7与导轨8滑动连接，以提高齿条6运动的稳定性和可靠性。
[0023]优选地，