CN106521116A - 一种滚刀淬火机床及淬火方法 - Google Patents

一种滚刀淬火机床及淬火方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种滚刀淬火机床及淬火方法，属于机械加工领域。一种滚刀淬火机床，包括底座和与底座并排的高频淬火机，底座上设置有工作台，工作台上设置有两个首尾顶尖，底座侧面设置有C型的支架，支架顶端内侧设置有若干导向棒，高频淬火机上设置有高频加热管，高频加热管延伸至导向棒下方侧面，工作台上设置有导轨，导轨上设置有滑块，通过丝杆控制滑块运动，控制器对电机进行控制，控制丝杆转动。可以自动控制工作台进行运动，滚刀淬火时候自动进行移动，通过电机精确控制，淬火时间和运动速度精确控制。它可以实现针对刀口直接进行淬火，具有淬火效率高、精度高、效果好的优点。

Description

一种滚刀淬火机床及淬火方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域，更具体地说，涉及一种滚刀淬火机床及淬火方法。
背景技术
滚刀是刀齿沿圆柱或圆锥作螺旋线排列的齿轮加工刀具，用于按展成法加工圆柱齿轮、蜗轮和其他圆柱形带齿的工件(见齿轮加工﹑齿轮)。根据用途的不同，滚刀分为齿轮滚刀、蜗轮滚刀、非渐开线展成滚刀和定装滚刀等。
常用的加工外啮合直齿和斜齿圆柱齿轮的刀具。加工时，滚刀相当于一个螺旋角很大的螺旋齿轮，其齿数即为滚刀的头数，工件相当于另一个螺旋齿轮，彼此按照一对螺旋齿轮作空间啮合，以固定的速比旋转，由依次切削的各相邻位置的刀齿齿形包络成齿轮的齿形。常用的滚刀大多是单头(见螺纹)的，在大量生产中，为了提高效率也常采用多头滚刀。现有滚刀加工机械复杂，加工淬火的精度并不高。
割草机滚刀是由刀架和刀片组成，整体形状为滚筒型，刀片焊接在圆柱框形刀架上，刀片形状必须呈“S”型，刀片材料为合金弹簧钢，厚度只有3mm，整体淬火变形难以控制，且韧性较差。因此，必须采用整体焊接成型滚刀，刀口采用高频感应加热淬火，才能达到使用要求。
高频淬火通常是将感应器与滚刀偶合，启动高频电流即可加热冷却，达到淬火目的。由于刀片厚度的局限性，且刀架是框形空架，频率涡流集肤效应难以形成，不能达到感应加热，且常规感应器喷水孔分散，不能集中冷却，所以无法达到感应淬火的效果。淬火效果不好，效率低。现有的淬火方式都是对整个滚刀都进行全部进行淬火处理，导致滚刀刀片处理刀口与刀身强度近似，整体刀片较脆，容易碎裂，无法进行修复，滚刀直接报废。
中国专利申请，申请号201120459947.0，公开日2012年7月11日，公开了割草机螺旋滚刀高频淬火机构，包括淬火机床，所述淬火机床上安装有可上下移动的中心架，所述中心架的上下顶针之间固定有导向轮轴，所述导向轮轴上套装有滚刀，所述滚刀的滚刀口上耦合有感应器，所述感应器的外径上镶嵌有导磁体，所述感应器的下方安装有喷水圈，所述喷水圈的喷嘴对向刀头设置；所述淬火机床上固定有导向轮，所述导向轮与滚刀的刀片耦合。此实用新型的有益效果：高频频率涡流集肤效应好，能进行集中冷却，使滚刀高频淬火的硬度均匀，提高了滚刀的质量和稳定性。但其结构在淬火时候，淬火效率低，精度低、淬火效果不好。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的淬火针对性不强、容易碎裂、淬火效率低、精度低、淬火效果差的问题，本发明提供了一种滚刀淬火机床及淬火方法。它可以实现针对刀口直接进行淬火，具有淬火效率高、精度高、效果好的优点。
2.技术方案
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种滚刀淬火机床，包括底座和与底座并排的高频淬火机，底座上设置有工作台，工作台上设置有两个首尾顶尖，底座侧面设置有C型的支架，支架顶端内侧设置有若干导向棒，高频淬火机上设置有高频加热管，高频加热管延伸至导向棒下方侧面。
更进一步的，工作台上设置有导轨，导轨上设置有滑块，通过丝杆控制滑块运动，控制器对电机进行控制，控制丝杆转动。可以自动控制工作台进行运动，滚刀淬火时候自动进行移动，通过电机精确控制，淬火时间和运动速度精确控制。
更进一步的，首尾顶尖底部安装于工作台滑块上，滑块上设置有导槽，首尾顶尖通过导槽前后运动或固定在滑块上，两个所述的首尾顶尖在同一轴线上。针对不同尺寸的滚刀可以快速进行调节，适应性好。
更进一步的，所述的支架上设置有冷却水管，冷却水管出水口设置于高频加热管端部上方。方便加热，冷却水流速度可控。
更进一步的，工作台下部设置有接水槽。防止冷却水乱流，环保，工作方便。
更进一步的，导向棒包括导向口、导向轴和导向板，导向轴一端通过导向板与支架连接，另一端设置有导向口。可以方便设置导向棒整体方向，根据需求替换不同大小和尺寸的导向棒，自由度高，适配性好。
更进一步的，导向板上设置有槽，导向轴通过槽在导向板水平面移动。可以控制导向口的位置，方便对滚刀刀口进行导向。
更进一步的，滚刀淬火机床外部设置有护罩。产品整体美观，在进行淬火时候方式灼伤，安全方便。
一种滚刀淬火机床的淬火方法，步骤如下：
A、调整两个首尾顶尖间距，将滚刀中心轴两端卡在首尾顶尖之间，锁紧首尾顶尖；
B、调整安装合适尺寸的导向棒，安装于支架上，调整导向棒的导向板角度，导向轴在导向板位置，将滚刀刀刃卡于导向口卡口内；
C、调整高频加热管位置，使高频加热管端部对于滚刀刀口侧面；
D、控制器对电机进行控制，控制丝杆转动将滑块滑动，使得滚刀处于端部；
E、启动高频淬火机，加热高频加热管，当高频加热管达到所需温度，控制电机驱动滑块，整个滚刀沿水平方向运动，并自身发生旋转，高频加热管对刀口持续进行加热；控制运动速度，保证加热时间，当加热完成，此时完成刀片一面淬火；
F、取下滚刀将滚刀首尾翻转，重复A-E步骤，完成一片刀片淬火；
G、重复A-F，对其余刀片进行淬火；
更进一步的，导向棒至少为两个，两个导向棒之间形成角度与滚刀弧度相同。两个以上的导向棒保证了工作时候滚刀沿导向方向自动发生旋转；自动旋转，淬火方便。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)现有的淬火方式都是对整个滚刀都进行全部进行淬火处理，导致滚刀刀片处理刀口与刀身强度近似，整体刀片较脆，容易碎裂，无法进行修复，滚刀直接报废。本方案的淬火机床，单独对每一个刀片的刀口进行相应的淬火，进行局部淬火处理，刀口与强度不一致。在滚刀进行工作时候，滚刀下部只会发生变形，但不会碎裂，可进行返厂修复，修复费用低，大大节约了成本；
(2)在工作台上设置自动控制的导向系统，可以自动控制工作台进行运动，滚刀淬火时候自动进行移动，通过电机精确控制，淬火时间和运动速度精确控制；
(3)首尾顶尖底部安装于工作台滑块上，滑块上设置有导槽，首尾顶尖通过导槽前后运动或固定在滑块上，两个所述的首尾顶尖在同一轴线上。针对不同尺寸的滚刀可以快速进行调节，适应性好；
(4)支架上设置有冷却水管，冷却水管出水口设置于高频加热管端部上方。方便加热，冷却水流速度可控。
(5)工作台下部设置有接水槽，防止冷却水乱流，环保，工作方便；
(6)导向棒包括导向口、导向轴和导向板，导向轴一端通过导向板与支架连接，另一端设置有导向口。可以方便设置导向棒整体方向，根据需求替换不同大小和尺寸的导向棒，自由度高，适配性好；
(7)导向板上设置有槽，导向轴通过槽在导向板水平面移动。可以控制导向口的位置，方便对滚刀刀口进行导向；
(8)滚刀淬火机床外部设置有护罩，产品整体美观，在进行淬火时候方式灼伤，安全方便；
(9)使用本方法的机床淬火方法独特，可以针对刀口单独进行淬火，淬火效率高，可以对现有的滚刀进行重新淬火和方便维修，两个导向棒之间形成角度与滚刀弧度相同。两个以上的导向棒保证了工作时候滚刀沿导向方向自动发生旋转；自动旋转，淬火方便。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的机架面侧视图；
图3为本发明的导轨面结构示意图；
图4为导向棒放大示意图。
图中标号说明：
1、底座；2、支架；3、电机；4、控制器；5、接水槽；6、高频淬火机；7、工作台；8、导轨；9、丝杆；10、首尾顶尖；11、高频加热管；12、冷却水管；13、导向棒；131、导向口；132、导向轴；133、导向板。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
实施例1
如图1-3所述，现有的淬火方式都是对整个滚刀都进行全部进行淬火处理，导致滚刀刀片处理刀口与刀身强度近似，整体刀片较脆，容易碎裂，无法进行修复，滚刀直接报废。本方案的淬火机床，单独对每一个刀片的刀口进行相应的淬火，进行局部淬火处理，刀口与强度不一致。在滚刀进行工作时候，滚刀下部只会发生变形，但不会碎裂，可进行返厂修复，修复费用低，大大节约了成本。
一种滚刀淬火机床，包括底座1和与底座1并排的高频淬火机6，底座1上设置有工作台7，工作台7上设置有两个首尾顶尖10，底座1侧面设置有支架2，支架2顶端内侧设置有若干导向棒13，高频淬火机6上设置有高频加热管11，高频加热管11延伸至导向棒13下方侧面。工作台7上设置有导轨8，导轨8设置有滑块，通过丝杆9控制滑块运动，控制器4对电机3进行控制，控制丝杆9转动。
首尾顶尖10底部安装于工作台滑块上，首尾顶尖10为倒T形，下部重，滑块上设置有导槽，导槽最好为两个，首尾顶尖10底部分别通过两个导槽进行导向，不会发生旋转，首尾顶尖10通过导槽前后运动或固定在滑块上，两个所述的首尾顶尖10在同一轴线上。首尾顶尖10安装时候稳定，当需要调整时候，首尾顶尖10在导槽上进行移动，调整至所需位置首尾顶尖10底部进行固定，通过螺丝固定在滑块上。
整体系统，在工作时候可以根据滚刀尺寸方便调整首尾顶尖10距离，进行固定，首尾顶尖10顶部两端为圆锥形的尾架针，尾架针的针尖将滚刀中心轴顶住，且可以沿中心旋转，收到阻力很小。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，不同之处在于，所述的支架2上设置有冷却水管12，冷却水管12出水口设置于高频加热管11端部上方，工作台7下部设置有接水槽5。冷却水管12对加热的滚刀片进行降温，冷却水流速度可控。接水槽防止冷却水乱流，环保，工作方便。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，如图4所述，导向棒13包括导向口131、导向轴132和导向板133，导向轴132一端通过导向板133与支架2连接，另一端设置有导向口131。导向板133上设置有槽，导向轴132通过槽在导向板133水平面移动。根据滚刀刀片的角度以及厚度，可以方便设置导向棒整体方向，根据需求替换不同大小和尺寸的导向棒和导向口131，自由度高，适配性好。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同，滚刀淬火机床外部设置有护罩，防护罩的添加，产品整体美观，在进行淬火时候方式灼伤，安全方便。
实施例5
现有的技术，都是先对刀片整体进行淬火，淬火后进行弯曲安装在滚刀架上，在安装时候由于刀片整体进行了淬火，材质很硬，弯曲时候容易发生碎裂，本方案先将滚刀刀片安装在滚刀架上，后对刀片单独进行淬火。刀片不会发生脆裂。效率高，且淬火效果好。
一种滚刀淬火机床的淬火方法，步骤如下：
A、调整两个首尾顶尖10间距，将滚刀中心轴两端卡在首尾顶尖10之间，锁紧首尾顶尖10；
B、调整安装合适尺寸的导向棒13，安装于支架2上，调整导向棒13的导向板133角度，导向轴132在导向板133位置，将滚刀刀刃卡于导向口131卡口内；导向棒13至少为两个，两个导向棒13之间形成角度与滚刀弧度相同。两个以上的导向棒保证了工作时候滚刀沿导向方向自动发生旋转；自动旋转，淬火方便。
C、调整高频加热管11位置，使高频加热管11端部对于滚刀刀口侧面；
D、控制器4对电机3进行控制，控制丝杆9转动将滑块滑动，使得滚刀处于端部；
E、启动高频淬火机6，加热高频加热管11，当高频加热管11达到所需温度，控制电机3驱动滑块，整个滚刀沿水平方向运动，并自身发生旋转，高频加热管11对刀口持续进行加热；控制运动速度，保证加热时间，当加热完成，此时完成刀片一面淬火；
F、取下滚刀将滚刀首尾翻转，重复A-E步骤，完成一片刀片淬火；
G、重复A-F，对其余刀片进行淬火。
使用本方法的机床淬火方法独特，可以针对刀口单独进行淬火，淬火效率高，可以对现有的滚刀进行重新淬火和方便维修，两个导向棒之间形成角度与滚刀弧度相同。两个以上的导向棒保证了工作时候滚刀沿导向方向自动发生旋转；自动旋转，淬火方便
以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，权利要求中的任何附图标记不应限制所涉及的权利要求。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (10)

1.一种滚刀淬火机床，其特征在于：包括底座(1)和与底座(1)并排的高频淬火机(6)，底座(1)上设置有工作台(7)，工作台(7)上设置有两个首尾顶尖(10)，底座(1)侧面设置有支架(2)，支架(2)顶端内侧设置有若干导向棒(13)，高频淬火机(6)上设置有高频加热管(11)，高频加热管(11)延伸至导向棒(13)下方侧面。
2.根据权利要求1所述的一种滚刀淬火机床，其特征在于：工作台(7)上设置有导轨(8)，导轨(8)上设置有滑块，通过丝杆(9)控制滑块运动，控制器(4)对电机(3)进行控制，控制丝杆(9)转动。
3.根据权利要求2所述的一种滚刀淬火机床，其特征在于：首尾顶尖(10)底部安装于工作台滑块上，滑块上设置有导槽，首尾顶尖(10)通过导槽前后运动或固定在滑块上，两个所述的首尾顶尖(10)在同一轴线上。
4.根据权利要求1所述的一种滚刀淬火机床，其特征在于：所述的支架(2)上设置有冷却水管(12)，冷却水管(12)出水口设置于高频加热管(11)端部上方。
5.根据权利要求4所述的一种滚刀淬火机床，其特征在于：工作台(7)下部设置有接水槽(5)。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种滚刀淬火机床，其特征在于：导向棒(13)包括导向口(131)、导向轴(132)和导向板(133)，导向轴(132)一端通过导向板(133)与支架(2)连接，另一端设置有导向口(131)。
7.根据权利要求6所述的一种滚刀淬火机床，其特征在于：导向板(133)上设置有槽，导向轴(132)通过槽在导向板(133)水平面移动。
8.根据权利要求6所述的一种滚刀淬火机床，其特征在于：滚刀淬火机床外部设置有护罩。
9.一种滚刀淬火机床的淬火方法，步骤如下：
A、调整两个首尾顶尖(10)间距，将滚刀中心轴两端卡在首尾顶尖(10)之间，锁紧首尾顶尖(10)；
B、调整安装合适尺寸的导向棒(13)，安装于支架(2)上，调整导向棒(13)的导向板(133)角度，导向轴(132)在导向板(133)位置，将滚刀刀刃卡于导向口(131)卡口内；
C、调整高频加热管(11)位置，使高频加热管(11)端部对于滚刀刀口侧面；
D、控制器(4)对电机(3)进行控制，控制丝杆(9)转动将滑块滑动，使得滚刀处于端部；
E、启动高频淬火机(6)，加热高频加热管(11)，当高频加热管(11)达到所需温度，控制电机(3)驱动滑块，整个滚刀沿水平方向运动，并自身发生旋转，高频加热管(11)对刀口持续进行加热；控制运动速度，保证加热时间，当加热完成，此时完成刀片一面淬火；
F、取下滚刀将滚刀首尾翻转，重复A-E步骤，完成一片刀片淬火；
G、重复A-F，对其余刀片进行淬火。
10.根据权利要求9所述的一种滚刀淬火机床的淬火方法，其特征在于：导向棒(13)至少为两个，两个导向棒(13)之间形成角度与滚刀弧度相同。
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