一种非标蜗轮加工装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种非标蜗轮加工装置，该装置包括有：丝锥、辅助工装、减速机构及万能分度头，用丝锥代替蜗轮滚刀，在钻铣床上对非标蜗轮进行加工，辅助工装用于夹持丝锥，减速机构用于实现万能分度头主轴与钻铣床主轴电机之间的联动，工艺简单，易于实现，蜗轮加工精度能够满足使用要求，且不需要定制专用的蜗轮滚刀，制造成本低，加工周期短，在生产中具有较高的实用价值。
【专利说明】一种非标蜗轮加工装置
[0001]【技术领域】本发明涉及一种非标蜗轮加工装置，具体地说是一种用于对密匝金属丝螺旋卷进行均匀拉伸的非标蜗轮的加工装置。
[0002]【背景技术】实际生产中，蜗轮加工一般采用形状与蜗杆相同，仅外径稍大于蜗杆外径的蜗轮滚刀在滚齿机上按范成法原理进行加工。在本 申请人:提交的名称为“数控全自动金属橡胶毛坯缠绕设备”的专利申请(申请号:201318001946.6)中提到一种定螺距拉伸机构，该机构由导线轮、阻尼器、阻尼轮、阻尼压紧轮、主动放丝蜗轮、从动放丝轮和拉伸电机组成，可实现对密匝金属丝螺旋卷进行定螺距均匀拉伸。其中，主动送丝蜗轮是定螺距拉伸机构中的重要组成零件，决定了该机构是否能够实现对密匝金属丝螺旋卷进行拉伸并保证拉伸螺距的均匀性。为了实现对密匝金属丝螺旋卷进行拉伸，主动送丝蜗轮的外圆柱面上加工有圆弧槽，圆弧槽的直径大于所拉伸螺旋卷的簧径(簧径是指与螺旋卷外轮廓相切的圆柱面的直径)，用于包容金属丝螺旋卷，圆弧槽的槽底加工有三角形齿，齿高和齿槽宽均大于金属丝的直径，以便金属丝能够卡在齿槽间对密匝螺旋卷实现均匀拉伸。主动送丝蜗轮属于非标蜗轮，且生产数量少，精度要求不高，如果定制专用的蜗轮滚刀进行加工，则制造成本增加，加工周期延长，很不经济。
[0003]
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种非标蜗轮加工装置，在保证蜗轮加工精度满足使用要求的同时，降低制造成本，缩短加工周期，提高效益。
[0004]本发明的目的是这样实现的:一种非标蜗轮加工装置，包括有:丝锥、辅助工装、减速机构及万能分度头，用丝锥代替蜗轮滚刀，在钻铣床上对非标蜗轮进行加工。
[0005]所述丝锥为标准刀具，丝锥的型号取决于待加工蜗轮的结构参数，如圆弧槽半径，齿高和齿槽宽。
[0006]所述辅助工装安装在钻铣床机头上，与钻铣床夹头配合用于装夹丝锥，提高丝锥的横向刚度，防止加工过程中丝锥因受力发生弯曲影响蜗轮的加工精度。
[0007]所述辅助工装包括有:卡箍、连接板、支撑轴、支撑轴轴承座。
[0008]所述卡箍通过螺栓锁紧在钻铣床机头上，所述连接板的一端通过螺钉与所述卡箍连接，一端通过螺栓与所述支撑轴轴承座连接，所述支撑轴的一端带有顶尖孔，一端带有外螺纹，通过深沟球轴承支承在所述支撑轴轴承座内，并用螺母锁紧。
[0009]加工蜗轮时，所述丝锥一端装夹在钻铣床夹头上，一端用所述支撑轴的顶尖孔顶紧，所述连接板保证所述支撑轴与钻铣床夹头轴线对中。
[0010]所述减速机构安装在万能分度头挂轮安装板上，用于实现万能分度头主轴与钻铣床主轴电机之间的联动，对待加工蜗轮进行分度。
[0011]所述减速机构包括有:小同步带轮、大同步带轮、同步带、垂直轴、垂直轴轴承座、弯板、圆锥齿轮副、水平轴、圆柱齿轮副。
[0012]所述小同步带轮通过紧定螺钉固定在钻铣床夹头上，随钻铣床夹头同步旋转；所述大同步带轮通过螺钉固定在所述垂直轴上，两边分别用轴挡和轴套固定其轴向位置；所述小同步带轮通过所述同步带驱动大同步带轮旋转，实现一级减速。
[0013]所述弯板通过螺栓固定在万能分度头挂轮安装板上，所述垂直轴轴承座通过螺钉固定在所述弯板上，所述垂直轴通过两个深沟球轴承支承在所述垂直轴轴承座内。
[0014]所述圆锥齿轮副用于改变传动方向，由一对齿数和模数相同的主动圆锥齿轮和被动圆锥齿轮组成，其中，主动圆锥齿轮通过锁紧螺钉固定在所述垂直轴上，被动圆锥齿轮通过锁紧螺母固定在所述水平轴上，所述水平轴两端均带有外螺纹，通过锁紧螺母固定在万能分度头挂轮安装板上。
[0015]所述圆柱齿轮副用于实现二级减速，由大、小两个圆柱齿轮组成，小圆柱齿轮固定在所述水平轴上，随所述水平轴一起旋转，大圆柱齿轮用锁紧螺母固定在万能分度头挂轮轴上，通过万能分度头传动机构带动安装在分度头主轴上的三爪卡盘旋转。
[0016]本发明应用时，待加工蜗轮用紧定螺钉固定在心轴上，心轴的一端用分度头三爪卡盘夹紧，丝锥通过所述辅助工装装夹在钻铣床夹头和支撑轴顶尖孔之间，轴线与待加工蜗轮轴线交叉垂直，进行加工时，丝锥由钻铣床夹头带动旋转，所述减速机构通过同步带轮及同步带、圆锥齿轮副、圆柱齿轮副及万能分度头以一定的传动比驱动待加工蜗轮减速旋转完成分齿运动，待加工蜗轮转过一圈后，松开分度头三爪卡盘，将心轴沿其轴线方向移动一个很小的距离完成进给运动，然后继续加工，重复这一过程直到蜗轮齿形加工完成。
[0017]本发明的一种非标蜗轮加工装置，用丝锥代替蜗轮滚刀，在钻铣床上对非标蜗轮进行加工，辅助工装用于与钻铣床夹头配合装夹丝锥，减速机构用于实现万能分度头主轴与钻铣床主轴电机之间的联动，对待加工蜗轮进行分度，工艺简单，易于实现，蜗轮加工精度能够满足使用要求，且不需要定制专用的蜗轮滚刀，制造成本低，加工周期短，在生产中具有较高的实用价值。
[0018]【专利附图】
【附图说明】图1是非标蜗轮加工示意图；
[0019]图2是辅助工装结构示意图；
[0020]图3是图2的左视图；
[0021]图4是减速机构结构示意图；
[0022]图5是图4的左视图。
[0023]图中，1、钻铣床机头；2、卡箍；3、小同步带轮；4、钻铣床夹头；5、丝锥；6、连接板；
7、支撑轴轴承座；8、支撑轴；9、待加工蜗轮；10、心轴；11、同步带；12、大同步带轮；13、垂直轴轴承座；14、垂直轴；15、主动圆锥齿轮；16、水平轴；17、被动圆锥齿轮；18、小圆柱齿轮；19、大圆柱齿轮；20、弯板；21、万能分度头；22、万能分度头挂轮安装板；23、万能分度头挂轮轴。
[0024]【具体实施方式】下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0025]利用本发明的一种非标蜗轮加工装置进行蜗轮加工时，其具体实施过程如下:
[0026]第一步，将辅助工装安装在钻铣床上；
[0027]如图2、图3所示，辅助工装由卡箍2、连接板6、支撑轴8、支撑轴轴承座7组成。卡箍2通过螺栓锁紧在钻铣床机头I上，并通过螺钉固定在连接板6上；连接板6采用厚度为5mm的钢板加工而成，连接板6的下端通过螺栓与支撑轴轴承座7连接在一起，并保证支撑轴轴承座7的轴承座孔与钻铣床夹头4对中；支撑轴8的一端加工有顶尖孔，一端加工有外螺纹，通过深沟球轴承支承在支撑轴轴承座7内，并用螺母锁紧。
[0028]第二步，装夹丝锥；
[0029]如图2、图3所示，将丝锥5 —端装夹在钻铣床夹头4上，一端用支撑轴8的顶尖孔顶紧，提高丝锥的横向刚度，防止加工过程中丝锥5因受力发生弯曲影响蜗轮的加工精度。
[0030]丝锥5为标准刀具，其型号取决于待加工蜗轮的结构参数。当待加工蜗轮圆弧槽的半径为1.6mm,三角形齿的齿高和齿槽宽均大于0.3mm时,选用M4,螺距为0.7mm的标准丝锥。
[0031]第二步，装夹待加工蜗轮；
[0032]如图1所示，将待加工蜗轮9用紧定螺钉固定在心轴10上，心轴10的一端用分度头三爪卡盘夹紧，待加工蜗轮9的轴线与丝锥5的轴线交叉垂直。
[0033]第四步，开动钻铣床进行加工；
[0034]开动钻铣床，钻铣床夹头4带动丝锥5旋转，减速机构及万能分度头21以一定的传动比驱动待加工蜗轮9减速旋转完成分齿运动。
[0035]如图4、图5所示,减速机构包括有:小同步带轮3、大同步带轮12、同步带11、垂直轴14、垂直轴轴承座13、弯板20、圆锥齿轮副、水平轴16、圆柱齿轮副。
[0036]如图1所示，小同步带轮3通过紧定螺钉固定在钻铣床夹头4上，随钻铣床夹头4同步旋转；大同步带轮12通过螺钉固定在垂直轴14上，两边分别用轴挡和轴套固定其轴向位置；小同步带轮3通过同步带11驱动大同步带轮12旋转,实现一级减速。
[0037]如图4、图5所示，垂直轴轴承座13通过弯板20固定在万能分度头挂轮安装板22上，垂直轴14通过两个深沟球轴承支承在垂直轴轴承座13内。
[0038]圆锥齿轮副由一对齿数和模数相同的主动圆锥齿轮15和被动圆锥齿轮17组成，其中，主动圆锥齿轮15通过锁紧螺钉固定在垂直轴14上，被动圆锥齿轮17通过锁紧螺母固定在水平轴16上，水平轴16两端均带有外螺纹，通过锁紧螺母固定在万能分度头挂轮安装板22上。
[0039]圆柱齿轮副由小圆柱齿轮18和大圆柱齿轮19组成，用于实现二级减速。小圆柱齿轮18固定在水平轴16上，随水平轴16 —起旋转，大圆柱齿轮19用锁紧螺母固定在万能分度头挂轮轴23上，通过分度头传动机构驱动装夹在分度头三爪卡盘上的待加工蜗轮9旋转。
[0040]丝锥5与待加工蜗轮9之间的传动比取决于待加工蜗轮9的齿数，当待加工蜗轮9的齿数为200时，丝锥5与待加工蜗轮9之间的传动比为1: 200，此时，小同步带轮3的齿数为40，大同步带轮12的齿数为100，小圆柱齿轮18的齿数为25，大圆柱齿轮19的齿数为50，分度头挂轮轴与分度头主轴之间的传动比为1: 40，即可满足传动比的要求。
[0041]第五步，待加工蜗轮9转过一圈后，停下钻铣床，松开分度头三爪卡盘，将心轴10沿其轴线方向移动一个很小的距离(小于丝锥5齿高)完成进给运动；
[0042]第六步，重复第四步和第五步，直到蜗轮齿形加工完成。
【权利要求】
1.一种非标蜗轮加工装置，其特征在于，包括有:丝锥、辅助工装、减速机构及万能分度头，用丝锥代替蜗轮滚刀，在钻铣床上对非标蜗轮进行加工； 所述辅助工装安装在钻铣床机头上，与钻铣床夹头配合用于装夹丝锥，提高丝锥的横向刚度，防止加工过程中丝锥因受力发生弯曲影响蜗轮的加工精度； 所述减速机构安装在万能分度头挂轮安装板上，用于实现分度头主轴与钻铣床主轴电机之间的联动，对待加工蜗轮进行分度。
2.根据权利要求1所述的一种非标蜗轮加工装置，其特征在于:所述辅助工装由卡箍(2)、连接板￠)、支撑轴(8)、支撑轴轴承座(7)组成，所述卡箍(2)通过螺栓锁紧在钻铣床机头上，所述连接板(6)的一端通过螺钉与所述卡箍(2)连接，一端通过螺栓与所述支撑轴轴承座(7)连接，所述支撑轴(8)的一端带有顶尖孔，一端带有外螺纹，通过深沟球轴承支承在所述支撑轴轴承座(7)内，并用螺母锁紧，所述连接板(6)保证所述支撑轴(8)与钻铣床夹头轴线对中。
3.根据权利要求2所述的一种非标蜗轮加工装置，其特征在于:所述丝锥(5)为标准刀具，其型号取决于待加工蜗轮的结构参数，如圆弧槽半径，齿高和齿槽宽，加工蜗轮时，所述丝锥(5) —端装夹在钻铣床夹头上，一端用所述支撑轴(8)的顶尖孔顶紧。
4.根据权利要求1所述的一种非标蜗轮加工装置，其特征在于:所述减速机构由小同步带轮(3)、大同步带轮(12)、同步带(11)、垂直轴(14)、垂直轴轴承座(13)、弯板(20)、圆锥齿轮副、水平轴(16)、圆柱齿轮副组成，所述小同步带轮(3)通过紧定螺钉固定在钻铣床夹头上，随钻铣床夹头同步旋转，所述大同步带轮(12)通过螺钉固定在所述垂直轴(14)上，所述垂直轴(14)通过两个深沟球轴承支承在所述垂直轴轴承座(13)内，所述垂直轴轴承座(13)通过所述弯板(20)固定在分度头挂轮安装板(22)上，所述小同步带轮(3)通过同步带(11)驱动大同步带轮(12)旋转,实现一级减速。
5.根据权利要求4所述的一种非标蜗轮加工装置，其特征在于:所述圆锥齿轮副由一对齿数和模数相同的主动圆锥齿轮(15)和被动圆锥齿轮(17)组成，所述主动圆锥齿轮(15)通过锁紧螺钉固定在所述垂直轴(14)上，所述被动圆锥齿轮(17)通过锁紧螺母固定在所述水平轴(16)上，所述水平轴(16)两端均带有外螺纹，通过锁紧螺母固定在分度头挂轮安装板(22)上。
6.根据权利要求4所述的一种非标蜗轮加工装置，其特征在于:所述圆柱齿轮副由大圆柱齿轮(19)和小圆柱齿轮(18)组成，用于实现二级减速，所述小圆柱齿轮(18)固定在所述水平轴(16)上，随所述水平轴(16) —起旋转，所述大圆柱齿轮(19)用锁紧螺母固定在分度头挂轮轴(23)上，通过分度头传动机构驱动装夹在分度头三爪卡盘上的待加工蜗轮(9)旋转。
【文档编号】B23F23/00GK203956244SQ201420258597
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】白鸿柏, 路纯红, 曹凤利, 李冬伟 申请人:中国人民解放军军械工程学院