CN103203503A

CN103203503A - 一种螺旋锥齿轮铣刀盘刀柄

Info

Publication number: CN103203503A
Application number: CN2013101422913A
Authority: CN
Inventors: 张以都; 王鹏; 吴琼; 郜浩冬; 吕田
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2013-04-23
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2033-04-23
Also published as: CN103203503B

Abstract

一种螺旋锥齿轮铣刀盘刀柄，它包括与通用数控机床主轴连接的锥柄（A）和与标准螺旋锥齿轮铣刀盘连接的头部（B），锥柄（A）与头部（B）通过圆柱体（3）连接并构成一个整体；该锥柄（A）是由圆锥台1（1）与法兰盘（2）结合而成，该头部（B）是由倒角圆柱（4）和不同尺寸的圆锥台2（5）和圆锥台3（6）同轴线相互结合而成；该圆柱（3）一端与锥柄（A）连接，另一端与头部（B）的倒角圆柱（4）连接，且倒角圆柱（4）与圆柱（3）连接端的倒角为45度角。本发明结构简单实用，可以实现在通用数控机床主轴上安装标准铣刀盘来进行螺旋锥齿轮的加工。

Description

一种螺旋锥齿轮铣刀盘刀柄

技术领域

本发明涉及通用数控刀柄，具体涉及一种螺旋锥齿轮铣刀盘刀柄，它是一种在通用数控机床主轴上安装标准螺旋锥齿轮铣刀盘的刀柄。属于金属切削工装技术领域。

背景技术

螺旋锥齿轮设计和制造的原理比较复杂，在早期，其制造是在一种复杂的带有摇台的机械式机床上进行的。用于制造螺旋锥齿轮的刀具是一种特殊的圆盘状带多组刀齿的铣刀盘。在这种机床上，铣刀盘是直接安装在机床主轴上的。经过长期的生产实践，用于螺旋锥齿轮加工的铣刀盘已经标准化。随着数控技术的发展，人们开始对这种大量使用的机械式机床的传动和控制系统进行数控化改造，实现了螺旋锥齿轮加工的数控化。新推出的用于螺旋锥齿轮数控加工的机床都是一些专门针对螺旋锥齿轮制造的专用数控机床。在数控化改造后的机床和新推出的专用数控机床上，螺旋锥齿轮铣刀盘仍然是直接安装在机床主轴上的。

通用的多轴联动数控机床被广泛用于制造各种复杂的机械零件，连接刀具和机床主轴的刀柄也已经标准化。利用通用多轴联动数控机床来进行螺旋锥齿轮的数控加工，一是能减少企业专用机床的数量和购置费用；二是多轴联动数控机床能实现刀具相对于工件的一般运动，为螺旋锥齿轮的加工优化和修形提供了可能。随着对螺旋锥齿轮设计和制造原理的深入研究，基于通用数控机床来进行螺旋锥齿轮的加工和修形的技术难题已经得到了初步解决。在通用数控机床上利用通用刀具加工螺旋锥齿轮在加工效率上无法和专用的螺旋锥齿轮数控机床相比。在通用数控机床上利用专用标准化铣刀盘来进行螺旋锥齿轮的加工既能实现专用数控机床的加工效率又能充分利用通用数控机床的万能运动特性来实现螺旋锥齿轮的高级修形。当前，螺旋锥齿轮专用标准化铣刀盘由于缺乏合适的刀柄无法在通用数控机床上直接使用。

发明内容

1、目的：

本发明的目的是提供一种螺旋锥齿轮铣刀盘刀柄，它克服了现有技术的不足，其结构简单，可以实现在通用数控机床主轴上安装标准螺旋锥齿轮铣刀盘来进行螺旋锥齿轮的加工。

2、技术方案：

本发明一种螺旋锥齿轮铣刀盘刀柄，它包括与通用数控机床主轴连接的锥柄（A）和与标准螺旋锥齿轮铣刀盘连接的头部（B）。锥柄（A）与头部（B）通过圆柱（3）连接并构成一个整体。

所述锥柄（A）是由圆锥台1（1）与法兰盘（2）结合而成，圆锥台1（1）的一端面中心部设有中心螺纹孔1（11），法兰盘（2）上设有两个对称布置的键槽1（21）和一个V形槽（22）。该锥柄（A）中心螺纹孔1（11）、圆锥台1（1）、法兰盘（2）、键槽1（21）和V形槽（22）的尺寸及公差与标准JIS B6339和标准GB/T10944.1所规定的锥柄的相应的尺寸及公差相同。

所述头部（B）是由倒角圆柱（4）和不同尺寸的圆锥台2（5）和圆锥台3（6）同轴线相互结合而成，该头部（B）的端头中心部设有中心螺纹孔2（62）。该头部（B）包含两个用于安装螺旋锥齿轮铣刀盘的定位面：一个由大端面（42）和大锥面（51）组成；另一个由小端面（52）和小锥面（61）组成。不同的定位面能分别与不同尺寸的标准螺旋锥齿轮铣刀盘配合。每个定位面的端面上有至少一组周向均布的螺纹孔和一个定位键键槽。大端面（42）设有螺纹孔1（43）和螺纹孔2（44）及键槽2（45）；小端面（52）设有螺纹孔3(53)和键槽3(54)。该头部（B）中心螺纹孔2(62)、小锥面（61）、螺纹孔3(53)、键槽3(54)、大锥面（51）螺纹孔1（43）、螺纹孔2（44）和键槽2（45）的尺寸及公差符合标准JB/T8359的要求。

所述圆柱（3）一端与锥柄（A）连接，另一端与头部（B）的倒角圆柱（4）连接，且倒角圆柱（4）与圆柱（3）连接端的倒角为45度角。

其中，头部（B）也可以在圆锥台2(5)和圆锥台3(6)的基础上再增加一个圆锥台，从而能与三种不同尺寸的标准螺旋锥齿轮铣刀盘配合；

其中，头部（B）也可以从圆锥台2(5)和圆锥台3(6)中减少一个圆锥台，从而仅能与一种尺寸的标准螺旋锥齿轮铣刀盘配合。

本发明的工作原理及工况简介如下：

所述锥柄（A）的中心螺纹孔1（11）为一标准的拉钉孔，其上可以安装标准拉钉。数控机床主轴系统通过该中心螺纹孔1（11）上安装的拉钉对锥柄（A）施加沿轴线方向拉力，使得锥柄（A）的长锥面（12）与数控机床主轴锥孔紧密配合，实现刀柄在数控机床主轴上的轴向定位。

所述锥柄（A）的法兰盘（2）上的键槽1（21）与数控机床主轴上的端面键配合，从而实现刀柄在数控机床主轴上的周向定位。

所述头部（B）的刀盘安装定位面的锥面与铣刀盘中心锥孔配合，并通过刀盘安装定位面的端面上的螺纹孔及头部（B）的中心螺纹孔2(62)上安装的螺钉将铣刀盘压紧在头部（B）上，从而实现铣刀盘在刀柄上的轴向定位。

所述头部（B）的刀盘安装定位面的端面上的键槽与铣刀盘背面上的端面键键槽通过一个标准定位键配合，从而保证铣刀盘在刀柄上的周向定位。

3、优点及功效：

本发明和已有技术相比所具有的有益效果：现有的通用刀柄无法连接标准螺旋锥齿轮铣刀盘和通用数控机床主轴。利用本发明提供的刀柄可以实现在通用数控机床主轴上安装标准螺旋锥齿轮铣刀盘来进行螺旋锥齿轮的加工。

附图说明

图1本发明结构立体示意图；

图2本发明结构主视图；

图3本发明所述设有键槽的法兰盘断面剖视图；

图4本发明结构右视图。

图中符号说明如下：

A、锥柄；B、头部；1、圆锥台1；11、中心螺纹孔1；12、长锥面；2、法兰盘；21、键槽1；22、V形槽；3、圆柱；4、倒角圆柱；41、45度倒角；42、大端面；43、螺纹孔1；44、螺纹孔2；45、键槽2；5、圆锥台2；51、大锥面；52、小端面；53、螺纹孔3；54、键槽3；6、圆锥台3；61、小锥面；62、中心螺纹孔2。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-4所示，本发明一种螺旋锥齿轮铣刀盘刀柄，它包括与通用数控机床主轴连接的锥柄A和与铣刀盘连接的头部（B），锥柄A与头部（B）通过圆柱（3）连接并构成一个整体。

本发明刀柄的锥柄A为一符合标准JIS B6339规定的BT40号锥柄。因此，本发明的刀柄是一标准的BT40号刀柄，可以通过中心螺纹孔1（11）上安装的标准拉钉、长锥面12（其锥度为7：24）及法兰盘2上的键槽1（21）安装在BT40号数控主轴上。

本发明的刀柄头部（B）包含有两个刀盘安装定位面：一个定位面由大端面（42）和大锥面（51）组成，另一个定位面由小端面（52）和小锥面（61）组成。所述头部（B）端头中心部设有一个中心螺纹2(62)。其中，大端面（42）上设有两组（每组4个）周向均布的直径10mm深30mm的螺纹孔1（43）和螺纹孔2（44）。螺纹孔1（43）中心所在圆周的直径为106.4mm，螺纹孔2（44）中心所在圆周的直径为81.4mm。螺纹孔1（43）和螺纹孔2（44）沿圆周方向错开30°角。大端面（42）上设有一个宽12.7mm，深8mm的定位键槽2（45），该键槽2（45）距大端面（42）中心一侧为一圆头，其中心与大端面（42）中心的最短距离为38mm，该键槽中心线与螺纹孔1（43）中心线的夹角为30°。大锥面（51）大端直径为58.196mm，锥度为1：24，长度为22mm。

小端面（52）上设有周向均布的直径8mm深15mm的螺纹孔3（53）。小端面（52）上有一个宽11.2mm，深5mm的定位键槽3（54），该键槽3（54）距小端面（52）中心一侧为一圆头，其中心与小端面（52）中心的最短距离为14mm，该键槽3（54）中心线与螺纹孔3（53）中心线的夹角为45°。小锥面（61）的大端直径为25.4mm，锥度为1：12，长度为14mm。

所述头部（B）中心螺纹孔2（62）为一标准的带螺纹的60°中心孔，该螺纹孔直径为12mm，深40mm。

所述圆柱（3）的直径为50mm，长度为60mm。

本发明一种螺旋锥齿轮铣刀盘刀柄，可以在数控机床BT40号主轴锥孔上安装中心锥孔为58.196mm和25.4mm的两种标准的标准螺旋锥齿轮铣刀盘。

由于标准JIS B6339和标准GB/T10944.1所规定的7:24锥度锥柄有多种，并且标准JB/T8359规定的标准螺旋锥齿轮铣刀盘也有以中心锥孔直径来区分的不同尺寸规格。为了实现在不同的数控机床上安装不同规格的标准螺旋锥齿轮铣刀盘，本发明的刀柄也有对应的多种型号。同时为了减少本发明刀柄型号的具体数量，可以考虑在头部（B）的倒角圆柱（4）上连接三个圆锥台，形成三种尺寸的定位面，从而可以用一种刀柄来安装三种不同规格的标准螺旋锥齿轮铣刀盘。另一方面，考虑到刀柄制造工艺的复杂性，为减少刀柄的结构要素（相应地减少了工艺步骤），可以将头部（B）精简成在倒角圆柱（4）一端仅连接一个圆锥，即仅包含一个定位面，从而形成对应单一标准刀盘的专用刀柄。

作为一个可选的具体实施例，锥柄（A）为符合标准JIS B6339规定的BT45号锥柄。因此，本发明的刀柄是一标准的BT45号刀柄，可以通过中心螺纹孔1（11）上安装的标准拉钉、长锥面（12）（其锥度为7：24）及法兰盘（2）上的键槽1（21）安装在BT45号数控主轴上。头部（B）仅含一个刀盘安装定位面，其锥面大端直径为126.96mm,锥度为1：24，长度为18mm。因此，该刀柄可用于BT45号主轴上安装中心锥孔直径为126.96mm的标准螺旋锥齿轮铣刀盘。

作为第二个可选的具体实施例，锥柄（A）为符合标准GB/T10944.1规定的50号柄。因此，本发明的刀柄是一标准的IT50号刀柄，可以通过中心螺纹孔1（11）上安装的标准拉钉、长锥面（12）（其锥度为7：24）及法兰盘（2）上的键槽1（21）安装在IT50号数控主轴上。头部（B）带有三个刀盘安装定位面，其锥面的大端直径分别为126.96mm,58.196mm和25.4mm；锥度分别为1：24，1：24和1：12；锥面长度分别为18mm,22mm和14mm。因此，该刀柄可用于IT50号主轴上安装中心锥孔直径分别为126.96mm,58.196mm和25.4mm三种标准螺旋锥齿轮铣刀盘。

依本实施例做出的具体设计仅用于说明本发明，而非用于限定本发明。

利用本发明，可以实现在不同的数控机床主轴上安装不同规格的标准螺旋锥齿轮铣刀盘。本发明结构简单，避免了针对通用数控机床重新设计螺旋锥齿轮铣刀盘。利用本发明，符合标准JB/T8359规定的标准螺旋锥齿轮铣刀盘都能在通用数控机床上直接用于螺旋锥齿轮的加工。

Claims

1.一种螺旋锥齿轮铣刀盘刀柄，其特征在于：它包括与通用数控机床主轴连接的锥柄（A）和与标准螺旋锥齿轮铣刀盘连接的头部（B），锥柄（A）与头部（B）通过圆柱（3）连接并构成一个整体；

所述锥柄（A）是由圆锥台1（1）与法兰盘（2）结合而成，圆锥台1（1）的一端面中心部设有中心螺纹孔1（11），法兰盘（2）上设有两个对称布置的键槽1（21）和一个V形槽（22）；该锥柄（A）中心螺纹孔1（11）、圆锥台1（1）、法兰盘（2）、键槽1（21）和V形槽（22）的尺寸及公差与标准JIS B6339和标准GB/T10944.1所规定的锥柄的相应的尺寸及公差相同；

所述头部（B）是由倒角圆柱（4）和不同尺寸的圆锥台2（5）和圆锥台3（6）同轴线相互结合而成，该头部（B）的端头中心部设有中心螺纹孔2（62）；该头部（B）包含两个用于安装螺旋锥齿轮铣刀盘的定位面：一个由大端面（42）和大锥面（51）组成；另一个由小端面（52）和小锥面（61）组成；不同的定位面能分别与不同尺寸的标准螺旋锥齿轮铣刀盘配合，每个定位面的端面上有至少一组周向均布的螺纹孔和一个定位键键槽；大端面（42）设有螺纹孔1（43）和螺纹孔2（44）及键槽2（45）；小端面（52）设有螺纹孔3(53)和键槽3(54)；该头部（B）中心螺纹孔2(62)、小锥面（61）、螺纹孔3(53)、键槽3(54)、大锥面（51）、螺纹孔1（43）、螺纹孔2（44）和键槽2（45）的尺寸及公差符合标准JB/T8359的要求；

所述圆柱（3）一端与锥柄（A）连接，另一端与头部（B）的倒角圆柱（4）连接。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋锥齿轮铣刀盘刀柄，其特征在于：头部（B）在圆锥台2(5)和圆锥台3(6)的基础上再增加一个圆锥台，能与三种不同尺寸的标准螺旋锥齿轮铣刀盘配合。

3.根据权利要求1所述的一种螺旋锥齿轮铣刀盘刀柄，其特征在于：头部（B）从圆锥台2(5)和圆锥台3(6)中减少一个圆锥台，能与一种尺寸的标准螺旋锥齿轮铣刀盘配合。

4.根据权利要求1所述的一种螺旋锥齿轮铣刀盘刀柄，其特征在于：倒角圆柱（4）与圆柱（3）连接端的倒角为45度角。