CN102198544B - 插齿机液压随动刀架 - Google Patents
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Abstract
一种插齿机液压随动刀架，刀轴安装在缸体内，刀轴与缸体之间形成第一油腔和第二油腔；缸体上设有进油口；阀芯安装在刀轴内，刀轴上设有回油口、第二油腔通油口和第一油腔通油口；阀芯与刀轴的内腔之间形成可控的第一封闭位和第二封闭位。本发明设置的阀芯与精密配置油路确保刀轴紧跟随阀芯同步运动。避免了液压随动刀架在加工、运行中产生冲击，液压随动刀架设计为单向供油，刀轴上下往复运动换向即活塞换向由阀芯的位置控制，由刀轴与缸体组成的差动油缸实现，机构简单、运动可靠。由第二油腔和第一油腔的截面设计，同样实现了插齿切削加工中的刀具急回特性。
Description
技术领域
本发明涉及插齿机领域，特别是一种插齿机液压随动刀架。
背景技术
目前所使用的插齿机（传统插齿机）主驱动方式均为曲柄连杆机构或曲柄齿条（蜗条）机构，其原理是将电机圆周运动经齿轮（或皮带轮）减速后转换为刀轴的直线往复运动(如右图)。如图3中，由于曲柄机构在传递机械能至刀轴使其作直线往复运动时始终存在有害径向分力Fr，该径向分力一方面加剧了刀轴与刀架相关部件的摩擦磨损；另一方面由于该径向分力曲线为正弦曲线，径向分力变化易导致机床刀架产生颤抖，对插齿机加工精度具有负面影响；同时径向分力及摩擦阻力必定消耗一部分机械能量，这就是所有传统插齿机切削力不足原因所在。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种插齿机液压随动刀架，可以取代传统的曲柄连杆机构，增强了刀轴的有效切削力，且同样具有急回的功能。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种插齿机液压随动刀架，刀轴安装在缸体内，刀轴的活塞将缸体分隔成第一油腔和第二油腔；
缸体上设有进油口；
阀芯安装在刀轴内，刀轴上设有回油口、第二油腔通油口和第一油腔通油口；
阀芯与刀轴的内腔之间形成可控的第一封闭位和第二封闭位。
刀轴位于第一油腔内的活塞杆直径大于刀轴位于第二油腔内的活塞杆直径。
所述的回油口位于缸体之外。
所述的第二油腔通油口位于第二油腔内。
所述的第一油腔通油口位于第一油腔内。
所述的第二油腔与第一油腔的横截面积之差大于第一油腔的横截面积。
所述的第一封闭位和第二封闭位的通断状态为不可同时开启。
本发明提供的一种插齿机液压随动刀架，通过采用上述的结构，彻底消除了传统插齿机刀架在运行中产生的径向有害分力及其产生的摩擦阻力，将驱动能量全部转化为机床切削能量，增强了机床有效切削力，提高切削力效率；取消传统插齿机刀轴换向曲柄机构，消除了机械换向产生的冲击及噪音，改善工作环境；改变液压系统供油压力，可方便调整机床切削力，以适应各种材质、规格等零件加工，该功能可由数字系统控制，为插齿机加工零件实现自适应控制提供了技术支持，控制了阀芯的运动即可控制刀轴的运动，可实现中硬齿面精插切削。设置的阀芯与精密配置油路确保刀轴紧跟随阀芯同步运动，避免了液压随动刀架在加工、运行中产生冲击，液压随动刀架设计为单向供油，刀轴上下往复运动换向即活塞换向由阀芯的位置控制，由刀轴与缸体组成的差动油缸实现，机构简单、运动可靠。由第二油腔和第一油腔的截面设计，实现了插齿切削加工中的刀具急回特性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明向上运动时的结构示意图。
图2为本发明向下运动时的结构示意图。
图3为现有技术中曲柄连杆机构的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2中，一种插齿机液压随动刀架，刀轴3安装在缸体4内，刀轴3的活塞将缸体4分隔成第一油腔5和第二油腔7，刀轴3与缸体4之间组成差动液压缸；
缸体4上设有进油口6；
阀芯1安装在刀轴3内，刀轴3上设有回油口2、第二油腔通油口8和第一油腔通油口9；
阀芯1与刀轴3的内腔之间形成可控的第一封闭位10和第二封闭位11。
刀轴3位于第一油腔5内的活塞杆直径大于刀轴3位于第二油腔7内的活塞杆直径。由此组成差动液压缸。
所述的回油口2位于缸体4之外。
所述的第二油腔通油口8位于第二油腔7内。
所述的第一油腔通油口9位于第一油腔5内。
所述的第二油腔7与第一油腔5的横截面积之差大于第一油腔5的横截面积。
所述的第一封闭位10和第二封闭位11的通断状态为不可同时开启。
本发明在刀轴内腔设置阀芯，同时将刀轴3设计为具有差动特性的活塞，以单向供油方式实现刀轴往复运动。
在使用过程中，当阀芯1向上运动时，阀芯1与刀轴3形成的第一封闭位10为开启状态，而阀芯1与刀轴3形成的第二封闭位11为封闭状态。
液压油从进油口6进入到第一油腔5内，由于第二封闭位11为封闭状态，液压油推动刀轴3向上运行，第二油腔7与回油口2连通，第二油腔7内的液压油随刀轴3向上运行被排出到液压站油池。只要阀芯1向上不停运动，阀芯1与刀轴3相对位置将不变，刀轴3将继续往上移动。
当阀芯1停止时，刀轴3将继续运动至阀芯1与刀轴3形成的第一封闭位10为封闭状态，第二油腔7封闭，刀轴3上行受阻，随即停止。
当阀芯1向下移动时，阀芯1与刀轴3形成的第一封闭位10为封闭状态，至阀芯1与刀轴3形成的第二封闭位11为开启状态时，第一油腔通油口9和第二油腔通油口8之间连通，即第二油腔7和第一油腔5之间连通，由于刀轴3位于第一油腔5内的活塞杆直径大于刀轴3位于第二油腔7内的活塞杆直径，即刀轴3作为活塞被设计为差动式，第二油腔7内的压力大于第一油腔5内的压力，从进油口6进入的液压油经过第一油腔通油口9和第二油腔通油口8进入到第二油腔7内推动刀轴3向下移动，从而实现刀轴3的上下往复运动，完成插齿机刀轴冲程运动周期。
优化的设计方案中，第二油腔与第一油腔的横截面积之差大于第一油腔的横截面积。则刀轴3上行速度较快，而推力较小，下行速度较慢，而推力较大，非常适和插齿切削加工中刀具的运行要求。
Claims (5)
1.一种插齿机液压随动刀架，其特征在于：刀轴（3）安装在缸体（4）内，刀轴（3）的活塞将缸体（4）分隔成第一油腔（5）和第二油腔（7）；
缸体（4）上设有进油口（6）；
阀芯（1）安装在刀轴（3）内，刀轴（3）上设有回油口（2）、第二油腔通油口（8）和第一油腔通油口（9）；
阀芯（1）与刀轴（3）的内腔之间形成可控的第一封闭位（10）和第二封闭位（11）；
刀轴（3）位于第一油腔（5）内的活塞杆直径大于刀轴（3）位于第二油腔（7）内的活塞杆直径；
所述的第二油腔（7）与第一油腔（5）的横截面积之差大于第一油腔（5）的横截面积。
2.根据权利要求1所述的一种插齿机液压随动刀架，其特征在于：所述的回油口（2）位于缸体（4）之外。
3.根据权利要求1所述的一种插齿机液压随动刀架，其特征在于：所述的第二油腔通油口（8）位于第二油腔（7）内。
4.根据权利要求1所述的一种插齿机液压随动刀架，其特征在于：所述的第一油腔通油口（9）位于第一油腔（5）内。
5.根据权利要求1所述的一种插齿机液压随动刀架，其特征在于：所述的第一封闭位（10）和第二封闭位（11）的通断状态为不可同时开启。
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