CN105728859A - 一种插齿机刀架体前后摆动导向机构 - Google Patents

Abstract

发明涉及一种插齿机刀架体前后摆动导向机构，它包括刀架体，刀架体通过耳朵轴铰接在立柱上，刀架体的内部安装有主轴，主轴的末端安装有插齿刀，其特征在于：所述主轴的顶部安装有曲柄连杆机构驱动其上下往复运动，在主轴的下端与立柱相配合的位置安装有纵向摆动导轨机构；所述纵向摆动导轨机构包括钢导轨，钢导轨固定安装在刀架体上，所述钢导轨的右侧面与右侧间隙补偿装置相配合，所述右侧间隙补偿装置安装在立柱的右侧；所述钢导轨的左侧面与左侧间隙补偿装置相配合，所述左侧间隙补偿装置安装在立柱的左侧。实现刀架体前后摆动让刀无侧隙导向的设计要求，同时具备装配工艺的可行性等优点，因而尤其适用于现有插齿机让刀导向。

Description

一种插齿机刀架体前后摆动导向机构

技术领域

本发明属于插齿机装置领域，尤其涉及到一种插齿机刀架体前后摆动无侧隙导向机构。

背景技术

插齿加工是用插齿刀在插齿机上，按展成法原理来加工齿轮。插齿刀安装在刀轴上通过曲柄机构作上下往复切削运动，插齿刀回程中，刀架体前后摆动，实现插齿刀退刀动作。如图2所示为现有插齿机刀架体前后摆动导向机构结构示意图，由镶条、调整垫、钢导轨组成，采用铸铁镶条作为导向机构。根据插齿机导向精度的需要，镶条与钢导轨配研，人工铲刮镶条滑动面，并配磨调整垫厚度。

现有插齿机刀架体让刀运动的镶条导向机构存在如下缺点：

1.镶条导向机构装配工艺复杂，为保证足够的导向刚度，同时刀架体又能灵活摆动，镶条与钢导轨之间的滑动间隙需严格控制。

2.镶条导向机构长时间运行后存在导向间隙，刀架体在插齿加工过程中会受到切削冲力的影响，会出现刀架体振动现象，影响机床加工精度。

3.镶条导向机构间隙调整不方便，需专业技术人员进行调整，机床后期维护困难。

4.在后续遇到上述情况通常需要重新调整镶条间隙，导向间隙调整过小，刀架体不能灵活摆动，间隙调整过大，影响插齿机刀轴切削刚性。

发明内容

发明的目的就是针对上述存在的问题，提供了一种具有自动补偿间隙功能的插齿机刀架体前后摆动导向机构，其中通过对其关键组件滚动轴承的安装具体结构进行了的研究和设计，相应能够在现有插齿机让刀方式不变的情况下，实现刀架体前后摆动让刀无侧隙导向的设计要求，同时具备装配工艺的可行性等优点，因而尤其适用于现有插齿机让刀导向。

为达到上述目的，发明的设计方案是：一种插齿机刀架体前后摆动导向机构，它包括刀架体，刀架体通过耳朵轴铰接在立柱上，刀架体的内部安装有主轴，主轴的末端安装有插齿刀，其特征在于：所述主轴的顶部安装有曲柄连杆机构驱动其上下往复运动，在主轴的下端与立柱相配合的位置安装有纵向摆动导轨机构；所述纵向摆动导轨机构包括钢导轨，钢导轨固定安装在刀架体上，所述钢导轨的右侧面与右侧间隙补偿装置相配合，所述右侧间隙补偿装置安装在立柱的右侧；所述钢导轨的左侧面与左侧间隙补偿装置相配合，所述左侧间隙补偿装置安装在立柱的左侧。

所述右侧间隙补偿装置包括右轴承，右轴承通过右销轴固定安装在右轴承座上，右轴承座的左端面加工有缺口使右轴承的外圈在缺口的外部，右轴承的外圈和钢导轨构成滚动配合，右轴承座的右端面与右顶杆相配合，右顶杆上套装有弹簧，弹簧的右端面通过右压紧锁母定位固定，右顶杆套装弹簧的一端与右压紧锁母的中心孔构成滑动配合，所述右压紧锁母通过螺纹配合安装在立柱的螺纹孔内部，在右压紧锁母的外端面安装有右旋转螺栓。

所述左侧间隙补偿装置包括左轴承，左轴承通过左销轴固定安装在左轴承座内部，左轴承座的右端面加工有缺口使左轴承的外圈在缺口的外部，左轴承的外圈和钢导轨构成滚动配合，左轴承座的右端面与左顶杆相配合，左顶杆的另一端通过左压紧锁母定位固定，左压紧锁母通过螺纹配合安装在立柱的螺纹孔内部，在左压紧锁母的外端面安装有左旋转螺栓。

所述弹簧采用碟形弹簧。

所述右轴承和左轴承都采用滚轮轴承。

所述右侧间隙补偿装置共有两套，平行布置在立柱内部。

所述左侧间隙补偿装置共有两套，平行布置在立柱内部。

发明有如下有益效果：

1、通过在立柱上安装右侧间隙补偿装置，能够通过调整右压紧锁母进而调节弹簧的压缩量，通过弹簧能够挤压右顶杆，通过右顶杆进而调整右轴承座内部的右轴承与钢导轨之间的配合间隙，取得合适的压紧力，从而达到自适应调整间隙的目的。

2、通过在立柱上安装左侧间隙补偿装置，能够保证通过右侧间隙补偿装置对配合间隙进行调整，通过左旋转螺栓对左压紧锁母进行旋转，进而对左顶杆进行压缩，进而调整左轴承座内部的左轴承与钢导轨之间的配合间隙，取得合适的压紧力，从而达到自适应调整间隙的目的。

3、相比传统的镶条导向结构，本发明的导向机构，在不更改现有插齿机让刀方式的前提下，即可实现消除导向间隙的设计要求，同时当机床长时间运转之后，导向机构出现磨损之后，可自动补偿间隙。

4、采用滚动摩擦替代原有的滑动摩擦，大幅度降低了摩擦副之间的摩擦力，从而使得间隙补偿装置和钢导轨之间的摩擦磨损降低，延长了整个装置的寿命，提高了配合精度。

5、右侧两组滚轮支座和压紧锁母设置有碟形弹簧，通过压紧锁母调整碟形弹簧压缩量，取得合适的压紧力。所述的碟形弹簧的性能参数是针对插齿机刀架体在插齿加工过程中的所受切削力的状态进行理论分析，通过计算插齿过程中可能产生的最大切削力，确定相应碟形弹簧的设计。即可保证本发明的导向机构能够提供足够的推力使刀架体在切削过程中能抵抗插齿加工的切削力，保证刀具的切削刚性，同时可避免由于滚轮压力过大，导致刀架体前后摆动不灵活现象发生。

6、通过两套右侧间隙补偿装置和左侧间隙补偿装置共同作用，能够提高摆动的稳定性。

7、将原有铸铁镶条和钢导轨之间的滑动摩擦改成了滚动轴承与钢导轨之间的滚动摩擦，即保证了足够的导向刚度，又减少了刀架体让刀运动的摩擦阻力。

8、采用滚轮轴承后可有效减少导向机构各零部件的磨损情况发生，保证导向机构能长期有效的稳定运行。

9、右侧滚轮支座与压紧锁母之间设置有碟形弹簧组，通过调整弹簧的压缩量，可精准控制滚轮压紧力，方便用户调整。

附图说明

下面结合附图和实施例对发明作进一步说明。

图1为插齿机立柱整体结构示意图

图2为插齿机现有镶条导向结构示意图。

图3为本发明实施例提供的具有间隙自动补偿功能导向机构结构示意图。

图中：刀架体1、耳朵轴2、立柱3、主轴4、插齿刀5、镶条6、调整垫7、钢导轨8、右轴承9、右销轴10、右轴承座11、弹簧12、右旋转螺栓13、右顶杆14、右压紧锁母15、左轴承座16、左销轴17、左轴承18、左顶杆19、左压紧锁母20、左旋转螺栓21。

具体实施方式

下面结合附图对发明的实施方式做进一步的说明。

参见图1或3，一种插齿机刀架体前后摆动导向机构，它包括刀架体1，刀架体1通过耳朵轴2铰接在立柱3上，刀架体1的内部安装有主轴4，主轴4的末端安装有插齿刀5，其特征在于：所述主轴4的顶部安装有曲柄连杆机构驱动其上下往复运动，在主轴4的下端与立柱3相配合的位置安装有纵向摆动导轨机构；所述纵向摆动导轨机构包括钢导轨8，钢导轨8固定安装在刀架体1上，所述钢导轨8的右侧面与右侧间隙补偿装置相配合，所述右侧间隙补偿装置安装在立柱3的右侧；所述钢导轨8的左侧面与左侧间隙补偿装置相配合，所述左侧间隙补偿装置安装在立柱3的左侧。

进一步的，所述右侧间隙补偿装置包括右轴承9，右轴承9通过右销轴14固定安装在右轴承座11上，右轴承座11的左端面加工有缺口使右轴承9的外圈在缺口的外部，右轴承9的外圈和钢导轨8构成滚动配合，右轴承座11的右端面与右顶杆14相配合，右顶杆14上套装有弹簧12，弹簧12的右端面通过右压紧锁母15定位固定，右顶杆14套装弹簧12的一端与右压紧锁母15的中心孔构成滑动配合，所述右压紧锁母15通过螺纹配合安装在立柱3的螺纹孔内部，在右压紧锁母15的外端面安装有右旋转螺栓13。通过旋转右压紧锁母15能够调节弹簧12的压缩量，通过弹簧12能够挤压右顶杆14，通过右顶杆14进而调整右轴承座11内部的右轴承9与钢导轨8之间的配合间隙，取得合适的压紧力，从而达到自适应调整间隙的目的。

进一步的，所述左侧间隙补偿装置包括左轴承18，左轴承18通过左销轴17固定安装在左轴承座16内部，左轴承座16的右端面加工有缺口使左轴承18的外圈在缺口的外部，左轴承18的外圈和钢导轨8构成滚动配合，左轴承座16的右端面与左顶杆19相配合，左顶杆19的另一端通过左压紧锁母20定位固定，左压紧锁母20通过螺纹配合安装在立柱3的螺纹孔内部，在左压紧锁母20的外端面安装有左旋转螺栓21。通过左旋转螺栓21对左压紧锁母20进行旋转，进而对左顶杆19进行压缩，进而调整左轴承座16内部的左轴承18与钢导轨8之间的配合间隙，取得合适的压紧力，从而达到自适应调整间隙的目的。

进一步的，所述弹簧12采用碟形弹簧。针对插齿机刀架体在插齿加工过程中的所受切削力的状态进行理论分析，通过计算插齿过程中可能产生的最大切削力，确定相应碟形弹簧的设计。即可保证本发明的导向机构能够提供足够的推力使刀架体在切削过程中能抵抗插齿加工的切削力，保证刀具的切削刚性，同时可避免由于滚轮压力过大，导致刀架体前后摆动不灵活现象发生。

进一步的，所述右轴承9和左轴承18都采用滚轮轴承。滚轮轴承能够将传统的滑动摩擦转化为滚动摩擦进而降低了摩擦磨损，同时滚轮轴承能够承受较大的纵向力和轴向力，进而延长了整个装置的使用寿命，同时也保证了整个摆动的稳定性。

进一步的，所述右侧间隙补偿装置共有两套，平行布置在立柱3内部。

进一步的，所述左侧间隙补偿装置共有两套，平行布置在立柱3内部。

进一步的，通过两套右侧间隙补偿装置和左侧间隙补偿装置能够提高摆动过程的稳定性，进而进一步的降低了摩擦磨损，保证了配合的间隙，提高了精度。

进一步的，这种导向机构不仅限于插齿机刀架体让刀运动，也可应用于其他类似结构。

如图2所示为传统插齿机采用铸铁镶条作为导向机构的结构示意图，由镶条6、调整垫7、钢导轨8组成。根据插齿机导向精度的需要，镶条与钢导轨配研，人工铲刮镶条滑动面，并配磨调整垫厚度。

现有插齿机刀架体让刀运动的镶条导向机构存在如下缺点：

1.镶条导向机构装配工艺复杂，为保证足够的导向刚度，同时刀架体又能灵活摆动，镶条与钢导轨之间的滑动间隙需严格控制。

2.镶条导向机构长时间运行后存在导向间隙，刀架体在插齿加工过程中会受到切削冲力的影响，会出现刀架体振动现象，影响机床加工精度。

3.镶条导向机构间隙调整不方便，需专业技术人员进行调整，机床后期维护困难。

发明装置具体工作原理和工作过程为：

当需要对右侧间隙进行调整时，通过旋转右压紧锁母15进而调节弹簧12的压缩量，通过弹簧12能够挤压右顶杆14，通过右顶杆14进而调整右轴承座11内部的右轴承9与钢导轨8之间的配合间隙，取得合适的压紧力，从而达到自适应调整间隙的目的。

当需要对左侧间隙进行调整时，通过左旋转螺栓21对左压紧锁母20进行旋转，进而对左顶杆19进行压缩，进而调整左轴承座16内部的左轴承18与钢导轨8之间的配合间隙，取得合适的压紧力，从而达到自适应调整间隙的目的。

当发生摩擦磨损时，只要在一定的磨损量内，预留弹簧12一定的压缩量，通过弹簧12自适应的对右顶杆14进行压紧，进而通过弹簧12能够挤压右顶杆14，通过右顶杆14进而调整右轴承座11内部的右轴承9与钢导轨8之间的配合间隙，从而达到自适应调整间隙的目的。

结合附图对发明的实施方式作了详细说明，但是发明并不限于上述实施方式。技术人员均可在不违背发明的创新点及操作步骤，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。发明的保护范围，应如发明的权利要求书覆盖。

Claims (7)

1.一种插齿机刀架体前后摆动导向机构，它包括刀架体（1），刀架体（1）通过耳朵轴（2）铰接在立柱（3）上，刀架体（1）的内部安装有主轴（4），主轴（4）的末端安装有插齿刀（5），其特征在于：所述主轴（4）的顶部安装有曲柄连杆机构驱动其上下往复运动，在主轴（4）的下端与立柱（3）相配合的位置安装有纵向摆动导轨机构；所述纵向摆动导轨机构包括钢导轨（8），钢导轨（8）固定安装在刀架体（1）上，所述钢导轨（8）的右侧面与右侧间隙补偿装置相配合，所述右侧间隙补偿装置安装在立柱（3）的右侧；所述钢导轨（8）的左侧面与左侧间隙补偿装置相配合，所述左侧间隙补偿装置安装在立柱（3）的左侧。

2.根据权利要求1所述的一种插齿机刀架体前后摆动导向机构，其特征在于：所述右侧间隙补偿装置包括右轴承（9），右轴承（9）通过右销轴（14）固定安装在右轴承座（11）上，右轴承座（11）的左端面加工有缺口使右轴承（9）的外圈在缺口的外部，右轴承（9）的外圈和钢导轨（8）构成滚动配合，右轴承座（11）的右端面与右顶杆（14）相配合，右顶杆（14）上套装有弹簧（12），弹簧（12）的右端面通过右压紧锁母（15）定位固定，右顶杆（14）套装弹簧（12）的一端与右压紧锁母（15）的中心孔构成滑动配合，所述右压紧锁母（15）通过螺纹配合安装在立柱（3）的螺纹孔内部，在右压紧锁母（15）的外端面安装有右旋转螺栓（13）。

3.根据权利要求1所述的一种插齿机刀架体前后摆动导向机构，其特征在于：所述左侧间隙补偿装置包括左轴承（18），左轴承（18）通过左销轴（17）固定安装在左轴承座（16）内部，左轴承座（16）的右端面加工有缺口使左轴承（18）的外圈在缺口的外部，左轴承（18）的外圈和钢导轨（8）构成滚动配合，左轴承座（16）的右端面与左顶杆（19）相配合，左顶杆（19）的另一端通过左压紧锁母（20）定位固定，左压紧锁母（20）通过螺纹配合安装在立柱（3）的螺纹孔内部，在左压紧锁母（20）的外端面安装有左旋转螺栓（21）。

4.根据权利要求2所述的一种插齿机刀架体前后摆动导向机构，其特征在于：所述弹簧（12）采用碟形弹簧。

5.根据权利要求2或3所述的一种插齿机刀架体前后摆动导向机构，其特征在于：所述右轴承（9）和左轴承（18）都采用滚轮轴承。

6.根据权利要求2所述的一种插齿机刀架体前后摆动导向机构，其特征在于：所述右侧间隙补偿装置共有两套，平行布置在立柱（3）内部。

7.根据权利要求3所述的一种插齿机刀架体前后摆动导向机构，其特征在于：所述左侧间隙补偿装置共有两套，平行布置在立柱（3）内部。