专利名称：一种旋转刀架的制作方法
技术领域：
一种旋转刀架技术领城本实用新型涉及一种机械加工金具，尤其是涉及一种用于加工各类圓弧 曲面的专用才几械加工金具。背葦技术目前，在机械加工中，常会遇到由内球窝面、回转形圃截面构成的工件， 例如各种球类内胆成型模具上的型腔部位，各种轮胎中内外胎成型模具的型 腔部位等等，都是带有回转形圓截面的工件。 一般该类产品或者模具多为单件或小批量生产的工件。其特点是径向尺寸大，断面尺寸很小，加工精度 要求较高。采用普通的车床、铣床进行加工，或用样板刀、赶刀法等进行加 工都会有一定的困难，而且加工的劳动强度大，产品的尺寸精度、表面光洁 度，也不易保证。下面以摩托车外胎硫化成型模具的型腔为例，说明对回转形圃截面工件的 加工。该外胎石危化成型模具的结构示意如
图1所示，它的主要结构形式是 工件是由具有某一特定形状的断面绕一轴线旋转形成；而断面是由包含一部 分内圓弧的曲面构成的。该款摩托车外胎硫化成型模具其断面由7个相互关 联的内圓弧的曲面和2个外圓弧的曲面组成，且圓弧半径的大小相差亦较大 大的内圆弧半径为R88mm,小的内圓弧半径^5l为R3mm。从结构中可见，加工 回转形圆截面工件，主要由两部份的运动组成，其一整个工件绕中轴线(与 机床上的果一回转轴重合)旋转，该运动在通用设备上即能实现，如普通卧式或立式车床上主轴的旋转运动等；其二加工的刀真产生如截断面边线的 运行(切削)轨迹。在未有数控设备之前常用的办法是利用熟练车工在车床
上整修，以形成截断面边线轮廓；随着数控车、铣、加工中心机床的出现， 已有相当一部分加工企业利用数控设备加工取代人工操作。人工操作时，因 受生产工人的技术水平等人为因素的影响，会造成曲线不规则、产生非完全 意义上的圆弧、加工质量不高、效率低等问题，同时亦难以保证模具的上下 模合模时截断面曲线的接合；而在数控机床上加工，刀具的最小移动单位是 一个脉冲当量，故刀具的运动轨迹为折线，致使刀具不能严格地沿着所加工 的曲线运动，只能用折线轨迹逼近所加工的曲线，因而同样亦不是光滑的曲 线；同时它们在加工时刀具始终处于相对于刀架静止的状态，势必要求刀尖 为圆环形。上述的限制不但会影响工件的形状、精度，同时也造成加工该类 型零件时，综合成本过高。因此，需要发明一种新的能够实现上述类型圓弧加工的专用旋转刀架是 十分必要的。实用新型内容本实用新型针对上述现有技术存在的不足，提供一种能够实现圆弧加工 的专用旋转刀架。本实用新型为了实现上述技术目的，采用如下技术手段 一种旋转刀架， 安装于车床上，所述旋转刀架包括具有连接孔的刀架本体，其通过所述连 接孔安装在车床上；支承块，固定安装于所述刀架本体；蜗杆，通过所述支 承块安装于所述刀架本体；蜗轮，安装于所述刀架本体并且与所述蜗杆联动； 主齿轮，与所述蜗轮固定连接并与之同轴旋转；从齿轮，安装于所述刀架本 体并且与所述主齿轮联动；刀座，安装于所述刀架本体，与所述从齿轮固定 连接并与之同轴旋转。所迷蜗轮与刀架本体之间还设置有紧定轴，紧定轴与螺栓将所述蜗轮与主齿轮固定安装于所述刀架本体。所述蜗轮与紧定轴之间还设置有用于使所述蜗轮相对于紧定轴转动平滑的铜制轴瓦。所述蜗轮与主齿轮之间还设置有用于使所述蜗轮与主齿轮同步的至少两 个开槽平端紧定螺钉。所述刀座与刀架本体之间还设置有用于使所述刀座相对于刀架本体转动 平滑的铜制轴瓦。所述从齿轮与刀座之间设置有用于固定连接所述从齿轮与刀座的平键。 所述刀座设置为圓盘状，安装于所述刀架本体的宽度方向，所述刀架本体的宽度与圓盘状刀座的直径尺寸比例范围在0. 5-1. 5之间。所述刀座在其直径方向设置有刀槽；所述刀座在其与所述刀槽同一平面且垂直于所述刀槽方向设置有用于调节刀具位置的第一紧定螺栓；所述刀座在其垂直于所述刀座平面方向设置有用于调节刀具位置的第二紧定螺栓。 所述刀槽深度小于所述刀座直径，沿着所述刀槽深度方向设置一直径小于所述刀槽直径的用于调节刀具深度的深度调节紧定螺栓。所述支承块设置有至少两件，分别安装于所述刀架本体宽度方向的两侧装孔。本实用新型提供的旋转刀架，特别适合用于加工回转形圆截面工件，而 且其加工尺寸精度、光洁度水平大大提高；更重要的是它真正实现了在加工 过程中，加工用的刀尖点在严格的圆形轨迹上的旋转运动，同时降低了该类 型工件的加工难度，大幅提高了生产效率与产品质量。附困说明
图1是一种具有回转形圓截面的摩托车外胎石危化成型模具的型腔截面示意围；图2是本实用新型一种旋转刀架一个实施例的整体剖面示意图； 图3是图2的A向局部剖面示意图4是图3的B向局部剖面示意图；图5是本实用新型一种旋转刀架一个实施例的工作过程示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细介绍本实用新型。根据本实用新型一种旋转刀架的一个实施例，如图2-图4所示，该圆弧 加工专用旋转刀架包括从六角螺母l、薄垫圉2、平键3、从齿轮4、从轴 瓦5、刀座6、刀槽60、车刀61、第一紧定螺栓7、深度调节紧定螺栓8、主 齿轮9、开槽平端紧定螺栓IO、紧定轴ll、主轴瓦12、蜗轮13、厚垫團14、 主螺母15、刀架本体16、紧度调节螺栓17、支承块18、蜗杆19、第二紧定 螺栓20、手柄21、安装孔22、固定螺栓23。从六角螺母l、薄垫圏2将刀座6、从齿轮4固定连接于刀架本体16上， 在从齿轮4与刀座6之间采用平键3进行联结；为保证刀座6转动平滑，在 刀座6与刀架本体16之间配以铜制的从轴瓦5;刀座6设置为圓盘状，为达 到平稳加工，避免切削时产生的振动对车刀61造成损害，在刀架本体16的 设计上尽可能使它的宽度与刀座6的直径尺寸相近，以更好承托大部分切削 力，较佳的比例范围在O. 5至1. 5之间，本实施例中采用的是l比l。刀座6在其直径方向设置有刀槽60;所述刀座6在其与所述刀槽60同一 平面且垂直于所述刀槽60的方向设置有用于调节车刀61位置的第一紧定螺 栓7;所述刀座6在其垂直于所述刀座6平面方向设置有用于调节车刀61水 平位置的第二紧定螺栓20;所述刀槽60深度小于所述刀座6的直径，沿着所 述刀槽60深度方向设置有一直径小于所述刀槽60直径的用于调节车刀61深 度的深度调节紧定螺栓8。主螺母15与紧定轴11共同将主齿轮9、蜗轮13固定连接于刀架本体16上；为保证主齿轮9、蜗轮13的同步，在它们的配合面上采用2个开槽平端 紧定螺钉10进行固定；同样用铜制的主轴瓦12来使蜗轮13对于紧定轴11
的达到平滑转动。
如图3所示，蜗杆19、手柄21则通过固定于刀架本体16上的两个支承 块18进行定位与联结。所述支承块18设置有两件，分别安装于所述刀架本 体16宽度方向的两侧边；如图4所示，所述支承块18还设置有用于调节所 述蜗杆19与蜗轮13之间紧合度的长椭圓形安装孔22,安装时，固定螺栓23 先略微狞紧，根据蜗杆19与蜗轮13之间的接合情况，调节紧度调节螺栓17 在长椭圆形安装孔22中的位置，最后再分别拧紧调节紧度调节螺栓17、固定 螺栓23。
其基本工作原理是转动手柄21使蜗杆19旋转，通过蜗杆19、蜗轮13 相互作用，带动主齿轮9转动，主齿轮9再带动从齿轮4，然后通过平键3的 作用，从齿轮4使刀座6旋转，从而带动车刀61作绕刀座轴的圓周运动。
本旋转刀架适用于在普通车床上加工如图l所示类型的工件。加工前，先 将旋转刀架装夹固定于车床的刀架上；若所选用的旋转刀架整体结构较大， 不便于直接安装，则可采用在车床刀架与旋转刀架之间加一过渡支承伸出板 的方式进4亍安装。同时因刀架处于伸出车床刀架较远的位置， 一般只是在半精加工或精加工 时使用本旋转刀架，它使用的车刀61的刀体一般采用圓柱形，直径尽可能与 刀座6上的刀槽60配合，以保证旋转时的同心。车刀61的安装方式如图2 所示，利用第一紧定螺栓7、深度调节紧定螺栓8、第二紧定螺栓20进行固 定及调节。
下面以加工如图5所示的工件上R30mm的圆弧面为例说明本旋转刀架的使 用首先装车刀61;只需将所选用的刀具装进刀座6,并适当拧紧第一紧定 螺栓7、深度调节紧定螺栓8、第二紧定螺栓20即可。其次进行对刀；其原 理是以已加工点C(或其它易于寻找点)为参考点，利用C点与RSO的圓心点o的座标值差值(Ax， Ay)进行圓孤旋转刀架的中心定位.具体方法为①、 移动刀架并旋转刀座6，使刀尖与分模面相切，同时刀尖指向-^座标方向。拖板不变；②、移动机床溜板箱上纵拖板不变，使 刀尖与C点重合；③、移动溜板箱纵拖板，移动距离为 ，并锁紧纵拖板； ④、移动溜板箱上横拖板，移动距离为Ax，并锁紧横拖板。此时則完成了旋 转刀架上刀具回转中心与工件上R30的圆心的定位。第三，刀具的调节；依 据加工尺寸的要求调整圆弧刀架上刀具的安装。旋转刀座，使刀具避开加工 面，并松开第一紧定螺栓7、深度调节紧定螺栓8、笫二紧定螺栓20。调节刀 具步骤为①、让深度调节紧定螺栓8抵至刀具尾端部，并用第一紧定螺栓7、 第二紧定螺栓20适当进行固定；②、量取图5中所示尺寸D和L,并计算L-D/2 是否等于欲加工的尺寸(30mm减去加工余)；③、若相等，则固紧螺栓7、 20, 然后再轻拧螺栓8抵紧刀具尾端部；④、若不相等，则拧动螺栓8顶出车刀 61或放松螺栓8压入车刀61，直至L-D/2等于欲加工的尺寸后，按前述③的 方式固定车刀61，即可完成车刀61的安装。第四，加工的实现；旋转刀座6 一定角度，以使车刀61离开加工面，避免机床起动时引起撞刀。启动车床主 轴，根据切削用量的要求，旋转手柄21，从而使车刀61产生一圆周方向运动， 即可产生切削进给运动，从而实现圓弧加工。该专用于圓弧加工的旋转刀架，特别适合用于加工回转形圓截面工件，而 且其加工尺寸精度可达IT6，光洁度达到1.2戶。更重要的是它真正实现了在 加工过程中，加工用的刀尖点在严格的圓形轨迹上的旋转运动。克服了在传 统普通机床或在数控机床上加工圆弧时，通过移动机床主轴，使整把刀具作 插补运动所衍生的①、不能保证因刀具加工部分(切削过程中的刀尖点) 的改变造成加工后尺寸的不一致(误差太)；②、插补加工时刀具运动轨迹的 非圃特性。本刀架4艮好地降低了该类型工件的加工难度，大幅提高了生产效 率与产品质量。以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定 本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化， 仍属本实用新型所涵盖的范围。
权利要求1、 一种旋转刀架，安装于车床上，其特征在于，所述旋转刀架包括 具有连接孔的刀架本体，其通过所述连接孔安装在车床上； 支承块，固定安装于所述刀架本体；蜗杆，通过所述支承块安装于所述刀架本体；蜗轮，安装于所迷刀架本体并且与所述蜗杆联动；主齿轮，与所述蜗轮固定连接并与之同轴旋转；从齿轮，安装于所述刀架本体并且与所述主齿轮联动；刀座，安装于所述刀架本体，与所述从齿轮固定连接并与之同轴旋转。
2、 如权利要求1所述的旋转刀架，其特征在于，所迷蜗轮与刀架本体之 间还设置有紧定轴，紧定轴与螺栓将所述蜗轮与主齿轮固定安装于所述刀架 本体。
3、 如权利要求2所述的旋转刀架，其特征在于，所述蜗轮与紧定轴之间 还设置有用于使所述蜗4^相对于紧定轴转动平滑的铜制轴瓦。
4、 如权利要求3所述的旋转刀架，其特征在于，所述蜗轮与主齿轮之间 还设置有用于使所述蜗轮与主齿轮同步的至少两个开槽平端紧定螺钉。
5、 如权利要求1所述的旋转刀架，其特征在于，所述刀座与刀架本体之 间还设置有用于使所述刀座相对于刀架本体转动平滑的铜制轴瓦。
6、 如权利要求l所述的旋转刀架，其特征在于，所迷从齿轮与刀座之间 设置有用于固定连接所述从齿轮与刀座的平键。
7、 如权利要求l所述的旋转刀架，其特征在于，所述刀座设置为圆盘状， 安装于所述刀架本体的宽度方向，所述刀架本体的宽度与圃盘状刀座的直径 尺寸比例范围在0. 5-1. 5之间。
8、 如权利要求7所述的旋转刀架，其特征在于，所述刀座在其直径方向 设置有刀槽；所述刀座在其与所述刀槽同一平面且垂直于所述刀槽方向设置 有用于调节刀具位置的第一紧定螺栓；所述刀座在其垂直于所述刀座平面方 向设置有用于调节刀具位置的第二紧定螺栓。
9、 如权利要求8所述的旋转刀架，其特征在于，所述刀槽深度小于所述 刀座直径，沿着所述刀槽深度方向设置一直径小于所述刀槽直径的用于调节 刀具深度的深度调节紧定螺栓。
10、 如权利要求1所述的旋转刀架，其特征在于，所述支承块设置有至 少两件，分别安装于所述刀架本体宽度方向的两侧边；所述支承块还设置有 用于调节所述蜗杆与蜗轮之间紧合度的长椭圆形安装孔。
专利摘要一种旋转刀架，安装于车床上，其包括刀架本体，通过设置于刀架本体上的连接孔安装在车床上；支承块，固定安装于刀架本体；蜗杆，通过支承块安装于刀架本体；蜗轮，通过螺栓安装于刀架本体并且与蜗杆联动；主齿轮，与蜗轮固定连接并与之同轴旋转；从齿轮，通过螺栓安装于刀架本体并且与主齿轮联动；刀座，安装于刀架本体，与从齿轮固定连接并与之同轴旋转。本实用新型提供的旋转刀架，特别适合用于加工回转形圆截面工件，而且其加工尺寸精度、光洁度水平大大提高；更重要的是它真正实现了在加工过程中，加工用的刀尖点在严格的圆形轨迹上的旋转运动，同时降低了该类型工件的加工难度，大幅提高了生产效率与产品质量。
文档编号B23B21/00GK201036816SQ20072005178
公开日2008年3月19日 申请日期2007年5月22日 优先权日2007年5月22日
发明者何冰强, 苏景军 申请人:广东水利电力职业技术学院