CN103611991B - 用于通用数控机床加工延伸外摆线锥齿轮的铣刀盘刀柄 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于通用数控机床加工延伸外摆线锥齿轮的铣刀盘刀柄，由刀柄过渡部分和刀柄主体一体形成的；刀柄过渡部分是由头部圆锥台和大圆柱一体形成的，头部圆锥台的头部端面中心处设有铣刀盘固定螺纹孔，头部圆锥台上设有与铣刀盘中心锥孔配合的铣刀盘定位锥面；大圆柱的外端面为铣刀盘轴向定位平面，在铣刀盘轴向定位平面上设有铣刀盘周向定位键键槽；刀柄主体是由尾部圆锥台和小圆柱一体形成的，尾部圆锥台的尾部端面中心处设有拉钉孔，小圆柱的圆柱面上设有机床主轴端面键的键槽。本发明可以实现在通用数控机床主轴上安装标准延伸外摆线锥齿轮铣刀盘，进而实现用数控机床对延伸外摆线锥齿轮的加工。

Description

用于通用数控机床加工延伸外摆线锥齿轮的铣刀盘刀柄

技术领域

本发明涉及一种专用数控刀柄，具体涉及加工延伸外摆线锥齿轮铣刀盘刀柄，它是一种在通用数控机床主轴上安装延伸外摆线锥齿轮铣刀盘的刀柄。属于机床附属装置领域。

背景技术

延伸外摆线锥齿轮作为高效、平稳、高载的传动部件，广泛用于轮船、飞机、直升机、汽车、动力机械等设备，其需求量非常之大。延伸外摆线锥齿轮制造的原理比较复杂，在早期延伸外摆线锥齿轮制造是在带有摇台机构的机械式机床上进行的。用于制造延伸外摆线锥齿轮的刀具是一种特殊的圆盘状带多组刀齿的铣刀盘（EN刀盘）。在这种机床上，铣刀盘是直接安装在机床主轴上的。由于传统机械式延伸外摆线锥齿轮加工设备的专用性、功能局限性而被逐步淘汰，而采用全数控理论和技术实现延伸外摆线锥齿轮数字化加工是当前制造业发展的大趋势。

新推出的用于延伸外摆线锥齿轮数控加工的机床都是一些专门针对延伸外摆线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，延伸外摆线锥齿轮铣刀盘仍然是直接安装在机床主轴上的。而这样的专机只能加工齿轮，在机床空闲时，不能用这类专机再加工其它普通零件，其机床加工柔性不高，机床利用率低，不适合锥齿轮小批量生产需求。

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延伸外摆线锥齿轮的数控加工，能减少企业专用机床的数量和购置费用，并且多轴联动数控机床能实现刀具相对于工件的一般运动，为延伸外摆线锥齿轮的加工优化和修形提供了可能。当前，延伸外摆线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

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于通用数控机床加工延伸外摆线锥齿轮的铣刀盘刀柄，该刀柄能够实现标准延伸外摆线锥齿轮铣刀盘在通用数控机床主轴上的安装，进而实现标准延伸外摆线锥齿轮在通用数控机床上的加工。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于通用数控机床加工延伸外摆线锥齿轮的铣刀盘刀柄，其特征在于，该刀柄是由与标准延伸外摆线锥齿轮铣刀盘连接的刀柄过渡部分和与通用数控机床主轴连接的刀柄主体一体形成的；所述刀柄过渡部分是由头部圆锥台和大圆柱一体形成的，所述头部圆锥台的头部端面中心处设有铣刀盘固定螺纹孔，所述头部圆锥台上设有与铣刀盘中心锥孔配合的铣刀盘定位锥面；所述大圆柱的外端面为铣刀盘轴向定位平面，在所述铣刀盘轴向定位平面上设有铣刀盘周向定位键键槽，在所述铣刀盘周向定位键键槽内设有固定键的螺纹孔；所述刀柄主体是由尾部圆锥台和小圆柱一体形成的，所述尾部圆锥台的尾部端面中心处设有拉钉孔，所述小圆柱的圆柱面上设有机床主轴端面键的键槽。

所述大圆柱的圆柱面上设有两个对称布置的平面，所述平面上设有螺钉孔。

本发明具有的优点和积极效果是：利用本发明提供的专用刀柄可以实现在通用数控机床主轴上安装标准延伸外摆线锥齿轮铣刀盘（EN刀盘），进而实现用数控机床对延伸外摆线锥齿轮的加工，并且无需对机床设备进行改造，即可实现延伸外摆线锥齿轮的中小批量的生产，降低了加工成本，具有很好的经济效益。

附图说明

图1是本发明的结构主视图；

图2是本发明的结构右视图；

图3是本发明的结构立体示意图。

图中：A、刀柄过渡部分，B、刀柄主体，1、长锥面，2、拉钉孔，3、尾部圆锥台，4、小圆柱，5、大圆柱，6、铣刀盘轴向定位平面，7、铣刀盘定位锥面，8、头部圆锥台，9、螺钉孔，10、铣刀盘固定螺纹孔，11、铣刀盘周向定位键键槽，12、固定键的螺纹孔，13、机床主轴端面键的键槽，14、平面。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1～图3，一种用于通用数控机床加工延伸外摆线锥齿轮的铣刀盘刀柄，该刀柄是由与标准延伸外摆线锥齿轮铣刀盘连接的刀柄过渡部分A和与通用数控机床主轴连接的刀柄主体B一体形成的。

所述刀柄过渡部分A是由头部圆锥台8和大圆柱5一体形成的，所述头部圆锥台8的头部端面中心处设有铣刀盘固定螺纹孔10，所述头部圆锥台8上设有与铣刀盘中心锥孔配合的铣刀盘定位锥面7；所述大圆柱5的外端面为铣刀盘轴向定位平面6，在所述铣刀盘轴向定位平面6上设有铣刀盘周向定位键键槽11，在所述铣刀盘周向定位键键槽11内设有固定键的螺纹孔12。

所述刀柄主体B是由尾部圆锥台3和小圆柱4一体形成的，所述尾部圆锥台3的尾部端面中心处设有拉钉孔2，所述小圆柱4的圆柱面上设有机床主轴端面键的键槽13。

上述过渡部分A中用于安装延伸外摆线锥齿轮铣刀盘的定位面由铣刀盘轴向定位平面6和铣刀盘定位锥面7组成。铣刀盘轴向定位平面6上有一个铣刀盘周向定位键键槽11。为防止铣刀盘周向定位键移动，在铣刀盘周向定位键键槽11上设有固定键的螺纹孔12。大圆柱5上对称布置有2个平面14，在平面14上设有螺钉孔9，以便于在人工或叉车等起吊刀盘时，能够通过拧入螺钉来抓紧刀柄。

在本实施例中，铣刀盘周向定位键键槽11宽25.5mm，深8mm，该键槽靠近大圆柱5中心的一侧为一圆头，其中心与大圆柱5中心的最短距离为76.35mm，该键槽中心线与螺钉孔9中心线的夹角为45°。为防止键松动，在键槽的中心线上设有固定键的螺纹孔12，可以采用螺钉把定位键固定在键槽内，螺纹孔12的直径为6mm，深度12mm，其中心线与大圆柱5中心线的距离为86mm。铣刀盘定位锥面7大端直径为130.07mm，锥度为1:4，长度为21.5mm，铣刀盘定位锥面7需用专业环规涂色检验，与铣刀盘接触面不少于90%。刀柄过渡部分A上的铣刀盘固定螺纹孔10为一标准的带螺纹的60°中心孔，该螺纹孔直径为24mm，深65mm。大圆柱5的直径为210mm，长度为30mm。大圆柱5圆柱面上的螺钉孔9的直径10mm,深度18mm。上述刀柄主体B为一符合标准JISB6339规定的BT50号锥柄，但考虑到所安装的铣刀盘直径和重量均较大，不适合在通用数控机床上换刀，因此在小圆柱4上未加工V形槽。尾部圆锥台3上的长锥面1比头部圆锥台上的铣刀盘定位锥面长，故称之为长锥面。刀柄主体B可以通过安装在拉钉孔2内的标准拉钉、长锥面1其锥度为7:24及小圆柱4上的机床主轴端面键的键槽13安装在BT50号数控主轴上。长锥面1的大端直径为69.85mm，拉钉孔2的直径为24mm，深度45mm。在小圆柱4上对称布置的2个机床主轴端面键的键槽13的宽为25.7mm，键槽底面到小圆柱4中心的距离为35.4mm。上述刀柄可以在数控机床BT50号主轴锥孔上安装中心锥孔为130.07mm的标准延伸外摆线锥齿轮铣刀盘。该刀柄和所连接的铣刀盘两者总体重量大于40Kg，同时一般通用数控机床刀库的刀具空间直径小于200mm，因此该刀柄不适合在通用数控机床上进行换刀操作，在小圆柱4上未设置标准V型槽，能够减少该刀柄的制造成本。考虑到通用数控机床的主轴启动力矩小、机床主轴方向运行行程的限制和提高刀柄的刚性，将刀柄过渡部分A与刀柄主体B做成一个整体,中间无其它连接部分。拉钉孔2、尾部圆锥台3、小圆柱4、机床主轴端面键的键槽13的尺寸及公差与标准JISB6339所规定的锥柄的相应尺寸及公差相同。

数控机床主轴系统通过安装在拉钉孔2内的拉钉对刀柄主体B施加沿轴线方向的拉力，使得刀柄主体B上的长锥面1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。刀柄在数控机床主轴上的周向定位是通过刀柄主体B的小圆柱4上的机床主轴端面键的键槽13与数控机床主轴上的端面键配合来保证的。将铣刀盘的中心锥孔套装在刀柄过渡部分A的铣刀盘定位锥面7上，并用拧紧在铣刀盘固定螺纹孔13内的螺钉将铣刀盘锁紧，从而实现铣刀盘在刀柄上的轴向定位。铣刀盘在刀柄上的周向定位是通过在铣刀盘的背面和铣刀盘轴向定位平面之间设置一个标准定位键来保证的，标准定位键固定安装在铣刀盘周向定位键键槽11内。

本发明结构简单，避免了针对通用数控机床重新设计延伸外摆线锥齿轮铣刀盘。利用本发明，标准延伸外摆线锥齿轮铣刀盘EN刀盘能在通用数控机床上直接用于延伸外摆线锥齿轮的加工。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用于通用数控机床加工延伸外摆线锥齿轮的铣刀盘刀柄，其特征在于，该刀柄是由与标准延伸外摆线锥齿轮铣刀盘连接的刀柄过渡部分（A）和与通用数控机床主轴连接的刀柄主体（B）一体形成的；

所述刀柄过渡部分（A）是由头部圆锥台（8）和大圆柱（5）一体形成的，所述头部圆锥台（8）的头部端面中心处设有铣刀盘固定螺纹孔（10），所述头部圆锥台（8）上设有与铣刀盘中心锥孔配合的铣刀盘定位锥面（7）；所述大圆柱（5）的外端面为铣刀盘轴向定位平面（6），在所述铣刀盘轴向定位平面（6）上设有铣刀盘周向定位键键槽（11），在所述铣刀盘周向定位键键槽（11）内设有固定键的螺纹孔（12）；

所述刀柄主体（B）是由尾部圆锥台（3）和小圆柱（4）一体形成的，所述尾部圆锥台（3）的尾部端面中心处设有拉钉孔（2），所述小圆柱（4）的圆柱面上设有机床主轴端面键的键槽（13）。

2.根据权利要求1所述的用于通用数控机床加工延伸外摆线锥齿轮的铣刀盘刀柄，其特征在于，所述大圆柱的圆柱面上设有两个对称布置的平面（14），所述平面（14）上设有螺钉孔（9）。