CN107020535B - 一种用于数控机床超高速切削的刀具系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于数控机床超高速切削的刀具系统，包括主轴、壳体、锁紧套、刀具，其特征在于主轴上端与数控机床相连，主轴下端安装有输入轴承，输入轴承安装在壳体上，主轴与转动架相连，转动架上安装有曲轴，曲轴中部安装有外摆线轮和摆线轮轴承，曲轴的下端安装有行星轮，行星轮与太阳轮相啮合，太阳轮上安装有输出轴承，输出轴承安装在壳体上，太阳轮与锁紧套的上端相连，锁紧套的下端与刀具相连；有益效果是在进行航空及精密光学器件加工时具有极高的切削转速，加工效果好，加工精度高，能得到极高的表面粗糙度，既能满足高速切削的实际工程需求，填补技术空白，又可产生较大的社会效益与经济效益。

Description

一种用于数控机床超高速切削的刀具系统

技术领域

本发明涉及先进制造技术领域，特别是涉及一种用于数控机床超高速切削的刀具系统。

背景技术

超高速切削技术，一般认为是以比常规高10倍及以上速度对零件进行切削加工的一项先进制造技术。研究结果表明，当切削速度提高10倍，进给速度提高20倍，切削机理发生了根本的变化，切削效果也大大提高，单位功率的金属切除率提高了30％-40％，切削力降低了30％，刀具的切削寿命提高了70％，留于工件的切削热大幅度降低，切削振动几乎消失，切削加工发生了本质性的飞跃。在常规切削加工中备受困惑的一系列问题亦得到了解决，真可谓是集高效、优质、低耗于一身的先进制造技术，是切削加工领域新的里程碑。另外利用超高速切削，由于其加工时间极短，对被加工零件带来的冲击和弯曲变形均大大减小，因此超高速加工使对薄壁零件的切削成为可能。

超高速切削技术是切削加工的发展方向，也是时代发展的产物。众所周知，超高速切削技术优点众多，应用前景极为广泛。目前制约超高速切削技术发展的主要问题是机床主轴的转速和进给系统的移动速度都较低，尚不能满足超高速切削的速度需求。

为了解决目前现有技术数控机床主轴转速低，切削效果差，加工效率低，制造精度不高等技术瓶颈，本发明提出了一种用于数控机床超高速切削的刀具系统及实施方法，其加工速度快，切削效率高，零件加工效果好，表面精度高，外观美观，既能满足超高速精密加工的实际工程需求，填补相关技术空白，又可产生较大的社会效益与经济效益。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于数控机床超高速切削的刀具系统，包括主轴、壳体、锁紧套、刀具，其特征在于主轴上端与数控机床相连，主轴下端安装有输入轴承，输入轴承安装在壳体上，主轴与转动架相连，转动架上安装有转动架轴承和曲轴，曲轴为偏心轴，曲轴中部安装有外摆线轮A、摆线轮轴承A、外摆线轮B和摆线轮轴承B，与外摆线轮A相匹配的内摆线轮A固定安装在壳体上，与外摆线轮B相匹配的内摆线轮B也固定安装在壳体上，滚针A处于外摆线轮A和内摆线轮A的共轭啮合区间，滚针B处于外摆线轮B和内摆线轮B的共轭啮合区间，曲轴的下端安装有行星轮，行星轮与太阳轮相啮合，太阳轮和行星轮均为人字齿轮，太阳轮上安装有输出轴承，输出轴承安装在壳体上，太阳轮与锁紧套的上端相连，锁紧套的下端与刀具相连。

更进一步，主轴为旋转输入轴，转动架随主轴一起旋转，转动架带动曲轴一起旋转，曲轴既能公转又能自转，行星轮随曲轴一起旋转，曲轴两端的理论中心线共线，曲轴中间部分的两轴段分别偏置于理论中心线两侧，太阳轮为旋转输出轴，太阳轮通过锁紧套将高速转速运动传递给刀具。

更进一步，在于曲轴均匀布置于转动架上，行星轮与曲轴通过花键连接，保持同时转动，曲轴的数量与行星轮的数量相等，曲轴的数量为2及以上。

更进一步，转动架轴承、摆线轮轴承A和摆线轮轴承B均安装在曲轴上，转动架轴承处于曲轴的最上端。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：在进行航空及精密光学特种器件加工时具有极高的切削转速，加工效果好，加工精度高，能得到极高的表面粗糙度，提高切削效率，既能满足高速切削的实际工程需求，填补技术空白，又可产生较大的社会效益与经济效益。

附图说明

图1是一种用于数控机床超高速切削的刀具系统外形图；

图2是一种用于数控机床超高速切削的刀具系统剖视图。

图2中：

1、主轴； 2、壳体； 3、输入轴承； 4、转动架；

5、转动架轴承； 6、外摆线轮A； 7、摆线轮轴承A； 8、滚针A；

9、内摆线轮A； 10、内摆线轮B； 11、外摆线轮B； 12、摆线轮轴承B；

13、行星轮； 14、太阳轮； 15、锁紧套； 16、输出轴承；

17、刀具； 18、曲轴； 19、滚针B。

具体实施方式

参考附图描述本发明的实施方式，下面结合图1、图2对本发明进行具体说明。主轴1上端安装在现有的数控机床上，机床将现有的转速传递给主轴1，带动主轴1旋转，此时主轴1的转速较低，主轴1下端安装有输入轴承3，输入轴承3安装在壳体2上，主轴1与转动架4相连，主轴1带动转动架4一起同步旋转，转动架4上安装有转动架轴承5和曲轴18，转动架4带动曲轴18绕转动架4中心进行公转，曲轴18为偏心轴，曲轴18中部安装有外摆线轮A 6、摆线轮轴承A 7)、外摆线轮B 11和摆线轮轴承B 12，曲轴18带动外摆线轮A 6和外摆线轮B 11旋转，与外摆线轮A 6和外摆线轮B 11相匹配的内摆线轮A 9和内摆线轮B 10均固定安装在壳体2上，不能转动，滚针A 8处于外摆线轮A 6和内摆线轮A 9的共轭啮合区间，滚针B 19处于外摆线轮B 11和内摆线轮B 10的共轭啮合区间，由于外摆线轮A 6和外摆线轮B 11的错配相位的偏心旋转运动会驱动曲轴18进行自转，曲轴18的下端安装有行星轮13，曲轴18带动行星轮13一起转动，行星轮13与太阳轮14相啮合，行星轮13再带动太阳轮14转动，太阳轮14高速旋转，太阳轮14和行星轮13均为人字齿轮，太阳轮14上安装有输出轴承16，输出轴承16安装在壳体2上，太阳轮14与锁紧套15的上端相连，太阳轮14带动锁紧套15同步旋转，锁紧套15的下端与刀具17相连，锁紧套15带动刀具17一起转动，锁紧套15最后将高速旋转运动传递给刀具17，由刀具17对零件完成超高速切削加工。

以上所述，仅是发明的较佳实施方式，并非对本发明做任何限制，凡是根据本发明实质对以上实施方式所作的任何修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于数控机床超高速切削的刀具系统，包括主轴、壳体、锁紧套、刀具，其特征在于主轴上端与数控机床相连，主轴下端安装有输入轴承，输入轴承安装在壳体上，主轴与转动架相连，转动架上安装有转动架轴承和曲轴，曲轴为偏心轴，曲轴中部安装有外摆线轮A、摆线轮轴承A、外摆线轮B和摆线轮轴承B，与外摆线轮A相匹配的内摆线轮A固定安装在壳体上，与外摆线轮B相匹配的内摆线轮B也固定安装在壳体上，滚针A处于外摆线轮A和内摆线轮A的共轭啮合区间，滚针B处于外摆线轮B和内摆线轮B的共轭啮合区间，曲轴的下端安装有行星轮，行星轮与太阳轮相啮合，太阳轮和行星轮均为人字齿轮，太阳轮上安装有输出轴承，输出轴承安装在壳体上，太阳轮与锁紧套的上端相连，锁紧套的下端与刀具相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于数控机床超高速切削的刀具系统，其特征在于主轴为旋转输入轴，转动架随主轴一起旋转，转动架带动曲轴一起旋转，曲轴既能公转又能自转，行星轮随曲轴一起旋转，曲轴两端的理论中心线共线，曲轴中间部分的两轴段分别偏置于理论中心线两侧，太阳轮为旋转输出轴，太阳轮通过锁紧套将高速转速运动传递给刀具。

3.根据权利要求1所述的一种用于数控机床超高速切削的刀具系统，其特征在于曲轴均匀布置于转动架上，行星轮与曲轴通过花键连接，保持同时转动，曲轴的数量与行星轮的数量相等，曲轴的数量为2及以上。

4.根据权利要求1所述的一种用于数控机床超高速切削的刀具系统，其特征在于转动架轴承、摆线轮轴承A和摆线轮轴承B均安装在曲轴上，转动架轴承处于曲轴的最上端。