CN100429040C - 滚齿机数字化窜刀机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种滚齿机数字化窜刀机构。具有刀架体，装有滚刀的切向滑板，及与之相连的计算机电气控制系统。安装在刀架体上的切向滑板的上端装有磁性尺，在刀架体上与磁性尺相对应的位置固定安装有磁性测头，磁性尺及磁性测头与计算机电气控制系统相连并形成电气控制回路。切向滑板与刀架体的相对运动由固定安装在刀架体上的减速电机的输出轴，通过精密螺杆与固定安装在切向滑板上的螺套相连接而形成；切向滑板与刀架体的锁紧是通过安装在刀架体与切向滑板之间的若干个夹紧油缸而实现。本发明窜刀精密，效率极高，操作十分方便，加工成本低。

Description

滚齿机数字化窜刀机构
技术领域
本发明涉及一种数控机床，尤其是涉及一种数控滚齿机床的数字化窜刀机构。
背景技术
数字化窜刀机构是针对目前国内数控滚齿机加工齿轮手动或机动窜刀这一不足而设计的新颖的数字化窜刀机构，具有快速高效、数据精确的优点。
为了节约齿轮加工成本，充分合理的利用刀具，滚齿机都具有窜刀功能。到目前为止，国内外数控滚齿机，一般来讲，六轴以上的数控滚齿机都采用伺服数控轴来进行窜刀，少于六轴的数控滚齿机大都采用手动或机动来进行窜刀。上述窜刀方式都明显存在不足之处，采用数控轴窜刀，窜刀时间是操作者根据经验人为设置的，对于经验不足的操作者或新手，很难将窜刀时间设置准确，不免带来工件加工质量不稳定性，费时费劲，而对于经验丰富的操作者也存在问题，因为影响齿轮加工滚刀寿命因素很多，如材料的硬度、刀具磨损快慢、切削温度的变化、冷却好坏等等，这些因素都是随机变化的，窜刀时间设置过长，刀具由于某种突发原因磨损了，机床还在加工工件，这样加工出来的工件精度肯定有问题，如果窜刀时间设置过短，刀具还没有磨损就窜刀了，刀具就得不到充分利用，造成浪费。采用手动或机动窜刀的数控滚齿机，窜刀不精密，操作也非常麻烦，每次窜刀都要进行试切来验证，也就是说窜刀是盲目的，需要多次试切来确定窜刀位置的正确性，有时窜一次刀需要2～3小时，严重影响滚齿机生产效率。
发明内容
本发明主要是解决现有技术采用手动或机动窜刀的数控滚齿机，操作非常麻烦，每次窜刀都要进行试切来验证，严重影响滚齿机生产效率的不足，从而开发一种窜刀效率高，操作方便的滚齿机数字化窜刀机构。
本发明的另一个目的是针对现有技术采用手动或机动窜刀的数控滚齿机，窜刀具有一定的盲目性，窜刀不精密，从而开发一种窜刀精确的滚齿机数字化窜刀机构。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种滚齿机数字化窜刀机构，具有刀架体，装有滚刀的切向滑板，及与之相连的计算机电气控制系统，其特征在于：安装在刀架体上可锁定并可作相对运动的切向滑板的上端装有磁性尺，在刀架体上与磁性尺相对应的位置固定安装有磁性测头，所述磁性尺及磁性测头与计算机电气控制系统相连并形成电气控制回路。
作为优选，所述切向滑板与刀架体之间的相对运动包括轨道与动力；所述的轨道是安装在切向滑板与刀架体之间的直线导轨；所述的动力是固定安装在刀架体上的减速电机的输出轴，通过精密螺杆，与固定安装在切向滑板上的螺套相配合结构，使之实现窜刀功能。
作为优选，所述切向滑板与刀架体锁定的锁定机构：由安装在刀架体下面与切向滑板之间的若干个夹紧油缸组成。液压油通过进油管道，推动油缸活塞顶紧切向滑板使其锁定。
因此，数字化窜刀机构是针对目前国内数控滚齿机加工齿轮手动或机动，数控轴窜刀这一不足而设计的新颖的数字化窜刀机构。本发明除第一次窜刀时做些调整外，以后每次窜刀无需再进行调整，只要把刀具的齿距数据输入计算机，机床就自动窜刀，时间只需2秒左右，具有快速高效、数据精确，操作十分方便等优点。如：一把长60mm的小直径硬质合金滚刀，可均匀窜19次，窜一次可切削150只齿轮，也就是说该滚刀磨一次可切削大约3000只齿轮，一把刀刃磨或涂层20次就可切削6万只齿轮，大大节约了加工成本；同时，由于窜刀准确，对齿轮齿向方向差的控制极为方便，齿轮噪音降低。
附图说明
附图1是本发明的一种原理图；
附图2是本发明的一种结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明。
如图1的滚齿机数字化窜刀机构原理图所示，具有刀架体3，在刀架体上装有切向滑板4，切向滑板4上装有滚刀2，切向滑板4的上端装有磁性尺5，在刀架体3上与磁性尺相对应的位置固定安装有磁性测头6，磁性尺可随切向滑板4移动，及与之相连的计算机控制系统的自动控制箱13和显示屏12。
如图2所示，本发明的数字化窜刀机构安装在Y3112CNC数控滚齿机上。数字化窜刀机构由三部分组成，一是动力部分，驱动装有滚刀2的切向滑板4位移的是一个减速电机，功率、速比及减速方式可以根据需要确定，本实施例采用微型减速机11，它由微电机6W 1400rpm，减速器减速比1∶100，采用齿轮减速。二是机械部分，切向滑板4通过一付直线导轨1与刀架体3相连接，本实施例采用的直线导轨型号是BRS15B2L308NZG，切向滑板4可在刀架体3上作位移运动。减速电机11输出轴通过轴承10、螺母9与精密螺杆8相连接，精密螺杆8又与固定在切向滑板4上的螺套7相连接，精密螺杆4在减速电机11带动下转动，通过螺套7就使得切向滑板4沿箭头方向前后移动，实现窜刀功能。此外，切向滑板在滚切齿轮过程中是不能移动的，必需锁住，刀架体3下面有夹紧油缸，本实施例采用3个夹紧油缸，液压油通过进油管道，推动油缸活塞顶紧切向滑板4将其锁住，若要进行窜刀时，液压油退出油缸，活塞松开，切向方可移动；图中所示的箭头方向为液压油进出方向。窜刀功能操作时，是通过设置在机床罩壳正前方上的一个辅助操作箱，箱内安装数模转换器及相关的开关，操作箱又与计算机电气控制系统相连。三是检测部分，检测部分为切向滑板左上方安装有磁性尺5，本实施例采用MS-05(100Ω)磁性尺，在刀架体3上与磁性尺相对应的位置上装有磁性测头6，磁性测头型号是ME-02，切向滑板4在刀架体上精确位移就是由磁性尺和磁性测头精密测量，检测数据通过计算机控制系统(PLC)，控制微电机转动或停止。
本发明的数字化窜刀机构适用于多种型号的数控滚齿机。文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例，做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种滚齿机数字化窜刀机构，具有刀架体，装有滚刀的切向滑板，及计算机电气控制系统，其特征在于：安装在刀架体(3)上可锁定并可作相对运动的切向滑板(4)的上端装有磁性尺(5)，在刀架体(3)上与磁性尺(5)相对应的位置固定安装有磁性测头(6)，所述磁性尺及磁性测头与计算机电气控制系统相连并形成电气控制回路；所述切向滑板(4)通过直线导轨(1)安装在刀架体(3)上，在刀架体(3)上安装有减速电机(11)，减速电机(11)的输出轴通过精密螺杆(8)与螺套(7)相配合，所述螺套(7)固定安装在切向滑板(4)上。
2.根据权利要求1所述的滚齿机数字化窜刀机构，其特征在于：减速电机(11)输出轴由轴承(10)支承，减速电机(11)输出轴与精密螺杆(8)之间采用螺母(9)连接。
3.根据权利要求1或2所述的滚齿机数字化窜刀机构，其特征在于：将所述切向滑板(4)与刀架体(3)锁定的锁定机构由安装在刀架体(3)下面、在刀架体(3)与切向滑板(4)之间的若干个夹紧油缸(12)组成。
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磁尺数显装置及其应用. 张传武.工程建设与设计，第6期. 1989
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