CN1005320B - 螺旋铣刀加工装置 - Google Patents

Abstract

一种螺旋铣刀加工装置包括一个用来支持螺旋铣刀的支座，它按照螺旋铣刀的形状移动；一个工作头，其上装有砂轮，用来按照支座的运动磨削螺旋铣刀；以及一个分度机构，它和支座一体移动，用来转动螺旋铣刀。

Description

螺旋铣刀加工装置

本发明关于螺旋铣刀加工装置，特别是一种螺旋铣刀加工装置用来加工成形螺旋铣刀的刀片。

大体上如图1所示，茧形的转子11，它是装在容积式流量计中，例如所谓罗茨（ROOTS）式流量计中，它被螺旋铣刀13所切制，铣刀13的外形相应于转子11的外表面12的凹凸曲面。如图2和图3所示，螺旋铣刀13包括多个刀片14，每个刀片14的外周14a的形状和转子11的形状相符。两个相邻的刀片14之间有槽15。为了在切削时减少切削阻力和改善刀片14加工出的面的精度，刀片14和槽15各自相对螺旋铣刀13的轴线方向扭转一个角度θ。

当对螺旋铣刀13的刀片14进行成形加工时，刀片14的顶端被加工成预定的形状，这是在刀片14外周的顶端磨出后面16而成，见图3。然而，在加工后面16时，要把砂轮沿着螺旋铣刀13的径向移动，以配合刀片14茧状的外形，同时按刀片14的螺旋角转动螺旋铣刀13。

图4显示一个传统的螺旋铣刀加工装置17用以加工螺旋铣刀13的刀片14的后面16。图4中，此传统的加工装置17基本上包括一个床身18，一个工作头20设于床身18上，以及一个工作台21，它可以和工作头20作相对移动。砂轮19设于工作头20上。支座22被设于工作台21上，螺旋铣刀13被装在支座22的转动轴22a上。靠山23通过两安装件24和25被可调节地装在工作头20上。靠山23和设在螺旋铣刀13的两相邻刀片14之间的槽15接触。

在上述的加工装置17中，螺旋铣刀13被装在支座22的旋转轴22a上，工作头20和工作台21的位置被调节成使砂轮19面对螺旋铣刀13的刀片14的加工面。两安装件24和25被放松使靠山23能配进槽15中。接着，工作头20的靠山23被插入螺旋铣刀13的两相邻刀片14之间的槽15中，和槽15接触。跟着，刀片14的后面16用旋转的砂轮19和移动工作台21来进行加工。也就是随着工作台21的运动，砂轮19接触到刀片14的端部并开始磨削刀片14，再有，工作台21的移动力被转化成靠山23转动旋转铣刀13的力，靠山23和槽15滑动接触。因此，砂轮19沿着刀片14移动，后面16就被沿着螺旋铣刀13的整个宽度进行磨削加工。

然而，根据加工装置17，螺旋铣刀13的刀片14被移动而与砂轮19接触是利用靠山23和螺旋铣刀13的相对运动。所以当螺旋铣刀13的螺旋角大的时候或当两相邻刀片14形成的槽15的侧壁是粗糙的时候，就产生问题了，因为靠山23不能沿着槽15平稳地滑动，因此就很难沿着刀片14把后面16磨到预定的尺寸和适当的精度。

此外，根据加工装置17，刀片14的后面16的加工精度大大影响螺旋铣刀13的刀片14的形状和光洁度。这样，就有一个问题，就是当靠山23在槽15中不平稳地滑动时，刀片14的加工精度就下降。另一方面，可以想像出一种加工装置，其中的靠山23上装有滚子之类，以便减小靠山23和螺旋铣刀13的槽15之间的摩擦。然而，螺旋铣刀13的刀片14间的空隙由各类螺旋铣刀的不同而异。因此，对于各种螺旋铣刀就要设计和准备很多靠山23。

在刀片14被传统的加工装置17磨削前，需要放松两安装件24和25，调节安装角度和靠山23的伸出长度，使得靠山23能安装合适并能在槽1.5中舒适地滑动。其结果，就有一个问题，就是要完成这种调节是很困难的。

况且，在磨削刀片14的后面16时，靠山23会从槽15的浅的部分逃出来，因为螺旋铣刀13是茧形的。因此，工作装置17的操作者必须按照螺旋铣刀13的形状来移动砂轮19，而经常留心着不使靠山23从槽15中逃出来。所以，这就有问题了，即操作者要完成困难的操作，他既要移动砂轮19还要时刻留心不让靠山23从槽15中逃出来，这个操作者必须很熟练，同时工作的速度也慢。

其他的先有技术如US-4207709，它是用来磨削平面型成型刀具（如成型车刀，成型铣刀）的，它具有电机驱动的磨头和一个支持螺旋铣刀旋转轴的支座，该支座的侧面上装有靠模装置，该靠模装置是由装在支座上的样板和跟踪指状件组成，支座安装在纵向运动和横向运动装置上，但工件在磨削时是不能旋转的，因此没法用它来磨削螺旋铣刀。

因此，本发明的基本目的是提供一种新式的和有用的螺旋铣刀加工装置，它消除了上述的问题，即既使加工精度提高，又免除了备有大量靠山和调整靠山的麻烦。

本发明的另一个和更突出的目的是提供一种螺旋铣刀加工装置，他被设计成把螺旋铣刀每个刀片的一部分加工成预定的形状，是在把螺旋铣刀轴向移动的同时，把螺旋铣刀按刀片的外周形状径向挪动，以及按刀片的螺旋角把螺旋铣刀转一个预定的角度。根据本发明的加工装置，可以在螺旋铣刀按刀片外周形状被轴向移动时，把螺旋铣刀按刀片的螺旋角在径向挪动和转一个预定的角度。因此，就可以按刀片的形状加工刀片的后面。此外，在磨削螺旋铣刀的刀片时，在使用传统的加工装置时需要调节靠山的安装位置。这样，螺旋铣刀能很容易地被装在加工装置上被有效地加工。因为螺旋铣刀是自动地被挪动，就可以在短的时限内高效率地磨削螺旋铣刀的刀片。

本发明的技术解决方案是：采用一种螺旋铣刀加工装置，它具有电机驱动的磨头，和一个支持螺旋铣刀旋转轴的支座，该支座的侧面上装有靠模装置，该靠模装置是由装在支座上的样板和跟踪指状件组成，支座安装在纵向运动和横向运动装置上，本发明的特征之处是：一个与该支座一体移动的用来转动螺旋铣刀的分度机构，该分度机构包括：

一个导向件，它对于该支座的移动方向有预定的倾斜角度，

一个从动器，它由该导向件所引导，当该支座移动时，它在垂直于该移动方向的方向中作直线运动，

一个直线-旋转变换机构，用来把该从动器的直线运动变换成旋转运动并把这旋转运动传送给该支座。

本发明其它的目的和特征通过参照附图阅读下面的详细说明就会明白。

图1是一个平面图，解释一把螺旋铣刀加工容积式流量计的转子;

图2是一个轴测图，解释螺旋铣刀刀片的形状。

图3是一个侧视图，显示螺旋铣刀刀片的轴向形状;

图4是一个轴测图，解释传统的螺旋铣刀加工装置;

图5是一个轴测图，基本上显示了按本发明的螺旋铣刀加工装置的一个实施例;

图6是一个平面图，显示图5中的螺旋铣刀加工装置;

图7是一个轴测图，显示了按本发明的螺旋铣刀加工装置的一个分度机构。

图5基本上显示了按本发明的螺旋铣刀加工装置的一个实施例，其中螺旋铣刀13作为一个被磨削的工件而装着。图5中，螺旋铣刀加工装置31大体上包括一个支座32，它支持着螺旋铣刀13，一个工作头34，它设有砂轮33，用以磨削螺旋铣刀13，一个分度机构35，它和支座32一体移动并传送一个旋转力给螺旋铣刀13。

支座32被装在一个工作台37上，工作台37在床身36上可以移动。工作台37和床身36上的导槽38配合，并能沿着导槽38在X1和X2方向移动。因此，当进行磨削时，支座32和工作台37一起沿着X1和X2方向移动。

支座32被底座39所支持着，底座39被固定在工作台37的槽37a中，在底座39上有一可以活动的活动底座40。在活动底座40中装有一个推紧装置（未画出），用来把活动底座40推向Y1方向，这Y1方向和工作台37的移动方向X1和X2垂直。活动底座40可以在底座39上沿Y1和Y2方向活动。

如图6所示，轴41穿过支座32的中心孔32a，轴41被支座32可旋转地支持着。

螺旋铣刀13装入加工装置31时，轴41的一端就和螺旋铣刀13的中心孔13a配合。螺旋铣刀13被装在轴41的螺旋部41a上的螺母42和轴41的法兰部41b之间，只要拧紧螺母42，就能把螺旋铣刀13固紧。因此，螺旋铣刀13被支持在轴41上并和轴41一体旋转。轴41的另一端装有碟形旋转体43。装在支座32上的臂44在旋转体43上方沿X1方向伸展。

一根卷簧45被绕在旋转体43的外周。卷簧45的一端勾在臂44的尖端，卷簧45的另一端被固定在旋转体43上。也就是，轴41被卷簧45的拉力如图5所示，推着向A方向旋转，在旋转方向上的游隙就被抵消了，这在下面要详细说明。在旋转体43的表面有相应的法兰部43a用以使卷簧45不会落出旋转体43的外周。

样板46被装在支座32的后面。样板46包括滑行部分46a，它的尺寸和形状和螺旋铣刀13的外周相符。样板46的作用是当磨削螺旋铣刀13的外周时，根据工作台37的运动来移动活动底座40。在支座32的后面有一个安装部48，向Y1方向伸出，样板46装在安装部48的槽中并用固定螺钉固定。

因为活动底座40被推向Y1方向，样板46的滑行部分46a和固定件47接触，例如，此固定件47有一个基部47a被固定在床身36之类的固定部分上。在固定件47的顶端有滚子47b以便沿着滑行部分46a滚动，由于固定件47被固定着，当工作台37被沿着X1和X2方向移动时，滚子47b沿着样板46的滑行部分46a作相对滚动，使支座32在Y1和Y2的方向作移动。

调节螺钉49用来调节样板46的位置。调节螺钉49穿过支座32上凸出的凸部50，调节螺钉49的顶端和样板46的端部接触。

当用砂轮33磨削螺旋铣刀13的外周时，要作一次精密调节，使固定件47和样板46接触点的位置相应于砂轮33和螺旋铣刀13接触点的位置。此精密调节的操作是首先放松样板46的固定螺钉，然后旋转调节螺钉49使样板46在X1或X2方向移动。

工作头34是被装在头座台51上，头座台51可沿着Y1和Y2方向移动，和工作台37的移动方向X1和X2垂直。砂轮33通过螺母53而被固定于旋转轴52的一端，旋转轴52被可旋转地支持在头座台51上的支持部54上。皮带轮55被一体地装在旋转轴52的另一端。皮带轮57被装在驱动马达56的轴56a上，驱动马达56被装在头座台51上。在皮带轮55的伸展方向X1及X2相垂直，钢丝65和66之间有皮带58。因此，驱动马达56的旋转力由皮带58传给砂轮33。

图7显示分度机构35的结构。如图7所示，分度机构35基本上包括一个支架60，它可旋转地支持着一根轴59，一个直线运动变为旋转运动的变换机构62，用以把从动器61的直线运动转换成轴59的旋转，一个导向件63，其作用是当从动器61根据工作台37的运动而移动时，用来引导从动器61。

轴59在X1和X2方向延伸，并包括一个位于中央部分的大直径部分59a。直线-旋转变换机构62包括一个在罩壳64中可滑动的从动器61，罩壳64从支架60上向Y1和Y2方向伸出，和轴59的伸展方向X1及X2相垂直，钢丝65和66连接着从动器61和轴59，接合件67位于从动器61尖端的下表面。从动器61在大直径部分59a的下面和轴59横交。钢丝65和66在从动器61的上表面被沿着长度方向分别地被拉紧着。钢丝65的一端通过螺钉68b被固定在大直径部分59a上。另一方面，钢丝66的一端通过螺钉69a被固定在从动器61的另一端部，钢丝66的另一端通过螺钉69b被固定在大直径部分59a上。钢丝65和66的各端要这样固定，以使钢丝65和66绷紧，并使大直径部分59a由于从动器61的位移引起钢丝65和66的动作而导致转动。

接合件67位于从动器61的下表面，可以旋转，它包括滚子67a和67b，这两个滚子在导向件63的侧面滚动。因此，当接合件67沿着导向件63滑动时，从动器61在Y1和Y2方向平稳地移动。导向件63被固定在床身36上，并且导向件63相对于轴59的轴线方向（X1和X2）倾斜一个角度，此角度等于螺旋铣刀13的刀片14的螺旋角。

轴59的转动通过装在轴59顶端的离合器70被传到装在轴41上的螺旋铣刀13，见图6，轴71装在离合器70中，万向节72和73和轴74同轴41连接。轴71在离合器70的孔70a中由于万向节72和73的作用而能在轴向滑动。因此，当转动螺旋铣刀13时，万向节72和73的工作是平稳的，即使当螺旋铣刀13在Y1和Y2方向偏移，螺旋铣刀13还能平稳地转动。在轴71的轴向有槽71a，拧进离合器70的螺钉70b的尖端就配入此槽71a中。因此，在离合器70中滑动的轴71和螺钉70b保持配合关系。

下面，对于加工装置31磨削螺旋铣刀13的后面16的操作加以说明。

首先，如图5和图6所示，把螺旋铣刀13作为要加工的工件装在支座32的轴41上。把螺母42拧紧使螺旋铣刀13装固在轴41上。然后，把和分度机构35的轴59连接的轴74插入轴41的孔41c中，拧紧螺钉75使轴41和轴74连接。

接着，把固定件47和样板46接触的位置调节到同砂轮33和螺旋铣刀13接触的位置相当。就是说，把工作台37沿X1方向移动，使螺旋铣刀13左端外周和砂轮33接触，并把样板46的位置调节成使样板46的左端和固定件47的滚子47b接触。旋转调节螺钉49，可使样板46在X1和X2方向移动，简单的操作就可使样板46的位置被精确地调节好。

当把螺旋铣刀13装上加工装置31以后，启动驱动马达56使砂轮33高速旋转。用砂轮33来磨削螺旋铣刀13的后面16的磨削量，用移动头座台51来调节。接着，工作台37被沿着X2方向移动，磨削操作就此开始。由于支座32和支架60都被一体地固定在工作台37上，螺旋铣刀13就和工作台37一起沿X2方向移动。另外，固定在支座32上的样板46也沿着X2方向移动，固定件47和样板46接触点的位置相应地改变。因此，随着工作台37的运动，支座32和活动底座40一起，根据样板46的轮廓，在Y1和Y2方向中移动。就是说，砂轮33由于支座32的作用，沿着螺旋铣刀13的外周相应地移动。

如图7中所示，在工作台37沿X2方向移动的同时，分度机构35的从动器61被固定于床身36上的导向件63引导着沿Y1方向移动。从动器61的移动很平稳，因为接合件67的滚子67a和67b在导向件63的侧面滑动。还有，由于直线-旋转变化机构62相应于从动器61的运动而工作，使轴59按图5中的B向转动一个角度，此角度等于刀片14的螺旋角θ。轴59的转动通过万向节72和73传给螺旋铣刀13。

因此，工作台37移动时，轴59的转动被传到螺旋铣刀13，使螺旋铣刀13自动地旋转。就是说，砂轮33相应地跟随着刀片14磨削后面16。

所以，支座32由于工作台37的运动而在Y1和Y2方向内移动，与此同时，分度机构35的旋转力被传给螺旋铣刀13。因此，螺旋铣刀13的刀片14被磨削成预定的形状。如上所述，把螺旋铣刀13装进加工装置31是十分简单。再有，螺旋铣刀13被自动地挪动，以保持相对于砂轮33在一个适当的位置。其结果，就可以用短时间高效率来磨削螺旋铣刀13。

在本实施例中，对螺旋铣刀13的加工是以在X1方向移动螺旋铣刀13来进行的，以螺旋铣刀13的左端外周为基准。然而，也可以这样加工螺旋铣刀13，即以螺旋铣刀13的右端外周为基准，沿X2方向来移动螺旋铣刀13。

当螺旋铣刀13在Y1和Y2方向中移动时，万向节73也在相同的Y1和Y2方向中移动。此外，轴71在离合器70中沿X1方向滑动，万向节72也在相同的X1方向中移动。因此，轴59的转动平稳地传给螺旋铣刀13而不论支座32的移动位置。

因为装着螺旋铣刀13的轴41被勾在臂44上的卷簧45的力推着向A方向旋转，万向节72和73也因此被这样推着而没有游隙。所以，轴59的转动被确实地传给螺旋铣刀13而没有传递损耗。结果是，砂轮33能用不变的磨削量磨削螺旋铣刀13的刀片14的后面16，因此能高精度地把刀片14加工成预定的形状。

在上述说明中，本发明的加工装置31是用来磨削螺旋铣刀13的刀片14的后面16。然而，本发明的加工装置31的使用决不限止于磨削螺旋铣刀13的刀片14的后面16。例如，本发明的加工装置31，能精密高效地磨削一种有凹凸的外周和预定的螺旋角的螺旋铣刀的刀片的各部分。

此外，本发明并不限于这些实施例，在本发明的范围内可以有各种改变和改进。

Claims (9)

1、一种螺旋铣刀加工装置具有电机驱动的磨头，和一个支持螺旋铣刀旋转轴的支座，该支座的侧面上装有靠模装置，该靠模装置是由装在支座上的样板和跟踪指状件组成，支座安装在纵向运动和横向运动装置上;

本发明的特征在于：

一个与该支座一体移动的用来转动螺旋铣刀的分度机构，该分度机构包括：

一个导向件，它对于该支座的移动方向有预定的倾斜角度，

一个从动器，它由该导向件所引导，当该支座移动时，它在垂直于该移动方向的方向中作直线运动，

一个直线-旋转变换机构，用来把该从动器的直线运动变换成旋转运动并把这旋转运动传送给该支座。

2、如权利要求1中的螺旋铣刀加工装置，其特征为，在该直线-旋转变换机构和该支座之间有一个万向节用以把转矩从该直线-旋转变换机构传送给该支座。

3、如权利要求1中的螺旋铣刀加工装置，其特征为，该支座包括推紧装置，用来把螺旋铣刀朝从该分度装置传来的转矩方向相反方向旋转地推紧。

4、如权利要求1中的螺旋铣刀加工装置，其特征为，该支座和该分度机构都被装在同一台面上。

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