万向轴法兰叉头端面齿辅助加工系统及加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于法兰叉头加工技术领域，具体涉及一种万向轴法兰叉头端面齿辅助加 工系统及加工方法。
【背景技术】
[0002] X6142A万能(或X5042A立式)升降台铣床，通常可对回转体的轴类、盘类以及箱体 类零件等外圆表面键槽、端面键槽以及相交表面的结构件进行铣削加工。对不具备端面齿 专用加工设备的企业来说，用该铣床加工万向轴法兰叉头端面齿就非常困难。
[0003] 目前，有些厂家已经使用X6142A万能升降台铣床加工万向轴法兰叉头端面齿。具 体做法是：将分度头安装在铣床工作台上，并根据端面齿根斜度再将分度头向下扳一个相 应的角度；将法兰叉头两叉耳插入工装套筒的一端定位并紧固，工装套筒的另一端装入分 度头上的三爪卡盘找正后并紧固；再将装在铣床工作台另一端的尾顶尖与叉头法兰端面的 回转中心顶紧。然后，可用装在铣床主轴上的成型三面刃单片铣刀的主旋转和工作台的升 降进给运动对端面齿进行铣削加工，当一个齿形加工完后，旋转分度头至要求的角度再进 行第二、第三直至最后一个齿形的加工。实际生产情况为：加工一个法兰回转直径Φ440、 齿数为90的端面齿盘，耗时要两个工作日。此种加工方法虽然工艺简单，但效率很低。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作方便、容易拆卸、能快速提 高加工速度的万向轴法兰叉头端面齿辅助加工系统及加工方法。
[0005] 为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种万向轴法兰叉头端面齿辅助加工 系统，包括辅助机械加工单元和辅助液压控制单元；所述辅助机械加工单元包括具有圆盘 形腔体结构的铣刀花盘、一个以上的法兰叉头端面齿加工分机构和燕尾卡盘； 所述铣刀花盘的腔体内圆周沿径向均布开设槽孔；所述槽孔的左右两侧分别开设有轨 道；所述轨道沿径向内高外低倾斜设置；所述铣刀花盘上端面的中心部位设有第一凸缘； 所述第一凸缘的外侧设有分别与所述槽孔相对应的凸缘支撑耳环； 所述铣刀花盘的盘面上均匀开设螺纹孔； 所述铣刀花盘下底面的中心部位设有第二凸缘；所述第二凸缘外圆与法兰叉头中心定 位止口内圆间隙配合； 所述法兰叉头端面齿加工分机构的结构相同； 所述法兰叉头端面齿加工分机构包括液压马达、单杆双作用油缸、与所述轨道相适配 的滑块、铣刀、锥柄卡套和连接套； 所述滑块的上端面设有液压马达底座安装台；所述液压马达底座安装台的上端面与所 述滑块的上端面之间的夹角和所述轨道沿径向内高外低倾斜设置的倾斜角度相同；所述液 压马达底座安装台的上端面开设有通孔；所述通孔穿透所述滑块； 所述单杆双作用油缸的缸底通过连接销与对应的一对凸缘支撑耳环铰接；所述单杆双 作用油缸的活塞杆端通过连接销与所述滑块铰接； 所述液压马达固定安装在所述液压马达底座安装台上；所述液压马达的输出轴穿过所 述通孔与所述连接套过渡配合且通过固定平键连接； 所述锥柄卡套与所述连接套间隙配合且通过调节平键及紧定螺钉连接；所述铣刀与所 述锥柄卡套锥面接触连接； 所述燕尾卡盘的盘面上均匀开设与所述螺纹孔相对应的定位孔；双头螺栓组穿过所述 定位孔与所述螺纹孔螺纹连接； 所述辅助液压控制单元包括液压泵、第一至第二溢流阀、单向阀、调速阀、第一至第二 电磁换向阀、与所述法兰叉头端面齿加工分机构对应的一个以上的液压马达回路、与所述 液压马达回路对应的一个以上的液压油缸回路、第三电磁换向阀、电动机、联轴器、过滤器、 第一至第六压力表和油箱； 所述液压马达回路的结构相同；所述液压油缸回路的结构相同； 所述液压马达回路包括液压马达回路节流阀；所述液压油缸回路包括液压油缸回路节 流阀； 所述电动机的输出轴经所述联轴器与所述液压泵的输入轴连接； 所述液压泵的排油口分别接所述单向阀的进油口、第一溢流阀的进油口 P和第一压力 表的输入端；所述液压泵的吸油口经所述过滤器与所述油箱相连通； 所述第一溢流阀的遥控端口与所述第三电磁换向阀的油口 A相连通；所述第三电磁换 向阀的油口 B与所述油箱相连通； 所述单向阀的出油口分别与所述调速阀的进油口和第二溢流阀的进油口 P相连通； 所述第一至第二溢流阀的排油口 〇分别与所述油箱相连通； 所述调速阀的出油口分别与所述第一至第二电磁换向阀的输油口 P相连通；所述第一 至第二电磁换向阀的排油口 T分别与所述油箱相连通； 所述液压马达的一个油口经所述液压马达回路节流阀与所述第一电磁换向阀的油口B 相连通；所述液压马达的另一个油口与所述第一电磁换向阀的油口 A相连通； 所述单杆双作用油缸的无杆腔油口与所述第二电磁换向阀的油口 A相连通；所述单杆 双作用油缸的有杆腔油口经所述液压油缸回路节流阀与所述第二电磁换向阀的油口 B相 连通； 所述第五压力表的输入端接所述第一电磁换向阀的油口 A ;所述第三压力表的输入端 接所述第一电磁换向阀的油口 B ;所述第六压力表的输入端接所述第二电磁换向阀的油口 A ;所述第四压力表的输入端接所述第二电磁换向阀的油口 B ;所述第二压力表的输入端分 别接所述第一至第二电磁换向阀的输油口 P。
[0006] 所述法兰叉头端面齿加工分机构为六个；与所述法兰叉头端面齿加工分机构对应 的液压马达回路为六个；与所述液压马达回路对应的液压油缸回路为六个。
[0007] 所述轨道沿径向内高外低倾斜设置的倾斜角度范围是2.000° ~3. 000°。
[0008] 所述滑块的侧面设置有一对滑块支撑耳环；所述单杆双作用油缸的活塞杆端通过 连接销与所述滑块上的一对滑块支撑耳环铰接。
[0009] 所述燕尾卡盘的上端面设有与铣床燕尾滑梁相配的燕尾槽。
[0010] 所述锥柄卡套的侧面设有长条孔。
[0011] 所述单杆双作用油缸的活塞杆端及缸底端均为耳环结构。
[0012] 所述轨道沿径向内高外低倾斜设置的倾斜角度为2. 060°或2.745°。
[0013] 所述液压泵的型号为YB1-^ ;所述第一至第二溢流阀的型号均为Y1-ZSB ;所述 单向阀的型号为DXF25-G ;所述调速阀的型号为QI-25B ;所述第一至第二电磁换向阀的 型号均为34D-25B ;所述液压马达的型号为CM -10 ;所述液压马达回路节流阀及液压油缸 回路节流阀的型号均为LF - IOB ;所述第三电磁换向阀的型号为22D - IOB ;所述电动机的 型号为Υ100Ι^-4 ;所述第一压力表至第六压力表的型号均为YN - 60。
[0014] 利用一种万向轴法兰叉头端面齿辅助加工系统进行加工的方法，包括如下步骤： (一） 将辅助加工系统安装在Χ6142Α万能升降台铣床上： (1-1)加高Χ6142Α万能升降台铣床床身，调整燕尾滑梁与铣床工作台的高度，以满足 辅助加工系统与被加工法兰叉头的安装空间； (1-2)将六个法兰叉头端面齿加工机构装入铣刀花盘内腔并做相应的调整，保证六个 液压马达旋转自如，六个单杆双作用油缸沿轨道径向移动灵活； (1-3)用双头螺栓组将内腔装有加工机构的铣刀花盘部件与燕尾卡盘连接，调整好位 置后紧固； (1-4)拆去原铣床燕尾滑梁上的联接支架，将所述燕尾卡盘插入铣床燕尾滑梁下面，调 整其位置后并紧固； (1-5)架装铣床附件回转盘于铣床工作台的中部，调整其位置后通过T形螺栓组将其 与铣床工作台紧固； (1-6)架装被加工法兰叉头于回转盘上，调整好回转中心后将其固定在回转盘上面； (二） 加工方法如下： (2-1)将铣床工作台置于与所述铣刀花盘对应的位置； (2-2)启动液压泵后，调整第二溢流阀使系统达到一定的压力； (2-3)切换第一电磁换向阀电磁铁2ΖΤ、3ΖΤ，使六个液压马达换向，适当调整六个液压 马达回路节流阀和调速阀并使六个液压马达转速一致； (2-4)切换第二电磁换向阀电磁铁4ΖΤ、5ΖΤ，使六个单杆双作用油缸换向，调整六个液 压油缸回路节流阀和调速阀并使六个单杆双作用油缸的运行速度一致； (2-5)第二电磁换向阀电磁铁4ΖΤ得电，使六个单杆双作用油缸带动六个滑块、六个液 压马达和六个铣刀回到起始位置； (2-6)调整铣床工作台，使铣刀花盘的定位凸止口 OD1与被加工法兰叉头的定位凹止 口相配并使六个铣刀至要切深度，即吃刀量的位置； (2-7)调整回转盘，使被加工法兰叉头转至待加工齿的起始位置并锁紧，启动铣床的 机油润滑及冷却系统； (2-8)第一至第二电磁换向阀电磁铁3ΖΤ、5ΖΤ得电，六个铣刀旋转，切削加工开始； (2-9)当六个铣刀沿齿向行程结束后，第二电磁换向阀电磁铁4ΖΤ得电，使六个铣刀 完成齿全高切深后回到起始位置，此工步不改变铣刀的旋转方向，当需改变铣刀的旋转方 向时，第一电磁换向阀电磁铁2ΖΤ得电即可； (2-10)松开回转盘，旋转其360°/Z (齿数)度后并锁紧，第一至第二电磁换向阀电磁铁 3ΖΤ、5ΖΤ得电，第二次切削加工开始，依次循环加工，直至整个万向轴法兰叉头端面齿加工 完毕。
[0015] 本发明的有益效果是： ⑴辅助加工系统具有结构简单、制造容易、操作方便、加工快捷等特点；⑵辅助加工 系统在X6142A万能升降台铣床上容易安装与拆卸； ⑶辅助加工系统不破坏原铣床设备的结构、功能与精度； ⑷辅助加工系统对不具备端面齿专用加工设备的企业来说，具有非常好的实用推广 价值。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明的结构示意图。
[0017] 图2为辅助机械加工单元俯视图。