CN110280843B - 一种插齿机去异形齿部毛刺的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种插齿机去异形齿部毛刺的装置及方法，基体的顶部固定安装有支架，在支架的侧壁上固定有直线导轨副，所述直线导轨副上滑动配合安装有底板，所述底板的侧面安装有用于驱动其沿直线导轨副滑动的径向进给机构相连，所述底板的外侧壁上加工有竖向滑槽，所述竖向滑槽上滑动配合安装有刀座体，所述刀座体通过设置在竖向滑槽两侧的压板限位，所述刀座体的顶端与用于驱动其沿着竖向滑槽滑动的竖向驱动机构相连，在刀座体的外侧壁上安装有用于去除毛刺的刀具组件。通过采用上述结构的去异形齿部毛刺的装置，能够用于异形齿部工件的齿部去毛刺使用，进而配合插齿机完成同序下的去毛刺功能。

Description

一种插齿机去异形齿部毛刺的装置及方法

技术领域

本发明适用于各种机械加工领域，更具体的是一种在插齿机上同序去除具有异形齿部工件的齿底的毛刺装置及方法。

背景技术

在汽车变速箱、风电、航空航天等各种机械加工领域，高效高速的自动化加工设备成为各企业的首选。自动化加工设备中如果快速有效的去掉加工毛刺也影响着工件加工的效率以及成本。本发明说明的是一种在插齿机上去异形齿部毛刺的方法。在进行插齿工序时受加工参数、工件材料等因素的影响，齿面底部会有毛刺出现。

虽然，为了实现高效加工，插齿机上大多都配有去毛刺机构，而由于此种工件的齿部位于零件中心凹槽部位，齿的下面低于相邻端面。传统的去毛刺功能大多采用液压油缸直接推动去毛刺刀片前后直线运动，但是对此类工件，不论采用何种形式的刀片均无法将刀片伸入到此凹槽中，实现不了去毛刺功能。

而且传统去毛刺机构具有如下缺点：（1）刀片前后位置手工调整不方便；（2）油缸前进后退的推力由液压油压力决定，压力设定后推力一定。运动中如果与设备其他部位发生干涉，将会造成刀片或者其他部位报废。

发明内容

为实现对具有异形齿部的工件在插齿工序的快速有效的去毛刺，本发明提出了如下方法：将去毛刺机构设计为采用伺服电机加滚珠丝杆、液压油缸加滑动导轨的结构，两套运动轴相互垂直，通过数控系统PLC控制动作的先后顺序，并准确控制去毛刺刀片的位置，从而实现对该具有异形齿部的工件在插齿机上进行同步去毛刺。此发明不仅实现了插齿工序时对该异形齿部的去毛刺功能，而且解决了传统油缸推进，定位不准、调整不方便的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：一种插齿机去异形齿部毛刺的装置，它包括基体，所述基体的顶部固定安装有支架，在支架的侧壁上固定有直线导轨副，所述直线导轨副上滑动配合安装有底板，所述底板的侧面安装有用于驱动其沿直线导轨副滑动的径向进给机构，所述底板的外侧壁上加工有竖向滑槽，所述竖向滑槽上滑动配合安装有刀座体，所述刀座体通过设置在竖向滑槽两侧的压板限位，所述刀座体的顶端与用于驱动其沿着竖向滑槽滑动的竖向驱动机构相连，在刀座体的外侧壁上安装有用于去除毛刺的刀具组件。

所述支架通过螺钉固定安装在基体的顶部，在支架的竖直板侧壁上加工有用于安装直线导轨副和轴承座的固定螺钉孔和定位槽。

所述底板采用L型截面结构，沿着底板的长边方向加工有用于和直线导轨副相配合的滑槽。

所述径向进给机构包括固定在支架侧壁上的电机支架，所述电机支架的侧壁上固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出轴通过联轴套与滚珠丝杆副的滚珠丝杆相连，所述滚珠丝杆通过轴承座安装在支架的侧壁上，所述滚珠丝杆与安装在螺母安装板上的螺母套构成丝杆传动配合，所述螺母安装板固定安装在底板的侧壁上。

所述竖向驱动机构包括固定在刀座体顶部的油缸连接板，所述油缸连接板与液压油缸的活塞杆相连，所述液压油缸通过油缸安装板固定在底板的顶端。

所述刀具组件包括固定在刀座体外侧壁上的装刀块，所述装刀块上加工有矩形槽，所述矩形槽内部安装有刀杆，所述刀杆的头部末端安装有刀片，所述刀杆的侧面端面通过固定在装刀块侧壁上的顶紧螺栓进行侧向固定限位，在刀杆的顶部末端通过固定在装刀块顶部的压块压紧定位。

所述装刀块的底部加工有腰型通槽，在装刀块的背部加工有导向键槽，所述导向键槽与安装在刀座体外侧壁上的竖直导向键相配合；所述刀片采用L型截面结构。

所述伺服电机与用于监测其电流或者负载的传感器相连，所述传感器与PLC控制器相连，并将监测到的伺服电机的电流或者负载信号传递给PLC控制器，使得在去毛刺过程中有异常突变时，快速控制刀片后退，实现对刀片的保护。

所述基体安装在插齿机的侧边，在插齿机上设置有用于装夹异形齿部工件的夹具，所述异形齿部工件的中心位置设置有齿部，所述齿部的下端面与异形齿部工件的中心环形槽之间形成毛刺去除空间。

任意一项所述插齿机去异形齿部毛刺装置进行去异形齿部毛刺的方法，它包括以下步骤：

步骤一，在异形齿部工件进行插齿工艺过程中，同步启动去毛刺装置；

步骤二，启动径向进给机构的伺服电机，通过伺服电机驱动滚珠丝杆，再由滚珠丝杆与螺母套之间的丝杆传动配合驱动底板沿着直线导轨副平移，使得刀片到达异形齿部工件的中心环形槽的正上方；

步骤三，启动竖向驱动机构的液压油缸，通过液压油缸带动刀座体下降，同时带动刀片下降，并使得刀片伸入到中心环形槽的内部，进而使得刀片能够顺利进入到毛刺去除空间；

步骤四，再次启动径向进给机构，通过伺服电机驱动滚珠丝杆副，通过滚珠丝杆副驱动刀片伸入到毛刺去除空间的内部，并使得刀片与齿部的下端面相配合，

步骤五，在插齿机正常工作过程中，将带动异形齿部工件转动，在其转动过程中并经过刀片时，将对齿部下端面的毛刺进行去除；

步骤六，待异形齿部工件加工完成之后，其齿部的毛刺也将一体化除去。

本发明与现有的去毛刺装置相比具备了以下有益效果：

1、本发明将去毛刺机构设计为采用伺服电机加滚珠丝杆、液压油缸加滑动导轨的结构，两套运动轴相互垂直，通过数控系统PLC控制动作的先后顺序，并准确控制去毛刺刀片的位置，从而实现对该具有异形齿部的工件在插齿机上进行同步去毛刺；此发明不仅实现了插齿工序时对该异形齿部的去毛刺功能，而且解决了传统油缸推进，定位不准、调整不方便的问题。

2、实现了针对具有异形齿部的工件在插齿同序下的去毛刺功能，非异形齿部的工件同样适用，提高了加工效率，节约了生产成本。

3、可精确并且简单的控制毛刺刀片的前后位置，根据去毛刺的情况作出时时调整。

4、可通过电气系统控制，监控去毛刺的伺服电机的电流或者负载比，一发现在去毛刺过程中有异常突变，可快速后退，实现对刀片的保护。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的整体结构主视图。

图2为本发明的左视图。

图3为本发明的俯视图。

图4为本发明的三维图。

图5为本发明的异形齿部工件的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

如图1-5，一种插齿机去异形齿部毛刺的装置，它包括基体1，所述基体1的顶部固定安装有支架2，在支架2的侧壁上固定有直线导轨副3，所述直线导轨副3上滑动配合安装有底板4，所述底板4的侧面安装有用于驱动其沿直线导轨副3滑动的径向进给机构相连，所述底板4的外侧壁上加工有竖向滑槽，所述竖向滑槽上滑动配合安装有刀座体6，所述刀座体6通过设置在竖向滑槽两侧的压板5限位，所述刀座体6的顶端与用于驱动其沿着竖向滑槽滑动的竖向驱动机构，在刀座体6的外侧壁上安装有用于去除毛刺的刀具组件。通过采用上述结构的去异形齿部毛刺的装置，能够用于异形齿部工件20的齿部去毛刺使用，进而配合插齿机完成同序下的去毛刺功能。在工作过程中，通过径向进给机构能够控制刀具组件的径向进给位置，进而对其径向位置进行有效的调整，通过所述的竖向驱动机构能够控制刀具组件的竖向位置，进而保证能够将刀具组件深入到异形齿部工件20的凹槽内部。

进一步的，所述支架2通过螺钉固定安装在基体1的顶部，在支架2的竖直板侧壁上加工有用于安装直线导轨副3和轴承座18的固定螺钉孔和定位槽。通过上述的直线导轨副3，保证了底板4能够沿着直线导轨副3水平滑动，通过轴承座18能够对滚珠丝杆进行支撑。

进一步的，所述底板4采用L型截面结构，沿着底板4的长边方向加工有用于和直线导轨副3相配合的滑槽。

进一步的，所述径向进给机构包括固定在支架2侧壁上的电机支架14，所述电机支架14的侧壁上固定安装有伺服电机16，所述伺服电机16的输出轴通过联轴套15与滚珠丝杆副的滚珠丝杆17相连，所述滚珠丝杆17通过轴承座18安装在支架2的侧壁上，所述滚珠丝杆17与安装在螺母安装板19上的螺母套构成丝杆传动配合，所述螺母安装板19固定安装在底板4的侧壁上。径向进给机构能够用于驱动整个底板4沿着径向方向移动，进而使得刀具伸入到异形齿部工件20的凹槽底部，工作过程中，通过伺服电机16驱动滚珠丝杆17，再由滚珠丝杆17与螺母套构成丝杆传动配合，最终实现驱动螺母安装板19以及底板4沿着直线导轨副3移动，最终实现刀具的径向移动。

进一步的，所述竖向驱动机构包括固定在刀座体6顶部的油缸连接板11，所述油缸连接板11与液压油缸12的活塞杆相连，所述液压油缸12通过油缸安装板13固定在底板4的顶端。通过上述的竖向驱动机构能够用于调节刀具的高度，工作过程中，通过液压油缸12驱动刀座体6进行升降移动。

进一步的，所述刀具组件包括固定在刀座体6外侧壁上的装刀块7，所述装刀块7上加工有矩形槽23，所述矩形槽23内部安装有刀杆9，所述刀杆9的头部末端安装有刀片8，所述刀杆9的侧面端面通过固定在装刀块7侧壁上的顶紧螺栓进行侧向固定限位，在刀杆9的顶部末端通过固定在装刀块7顶部的压块10压紧定位。通过上述的刀具组件，能够用于刀具的安装，而且通过矩形槽23能够用于调节刀具的安装位置，保证其能够在一定范围内滑动。

进一步的，所述装刀块7的底部加工有腰型通槽22，在装刀块7的背部加工有导向键槽，所述导向键槽与安装在刀座体6外侧壁上的竖直导向键相配合；所述刀片8采用L型截面结构。通过上述的腰型通槽22能够方便的调节装刀块7在刀座体6的竖向安装位置。而且通过竖直导向键和导向键槽的配合，保证了其方便的实现竖向位置的调节。

进一步的，所述伺服电机16与用于监测其电流或者负载的传感器相连，所述传感器与PLC控制器相连，并将监测到的伺服电机的电流或者负载信号传递给PLC控制器，使得在去毛刺过程中有异常突变时，快速控制刀片8后退，实现对刀片的保护。

进一步的，所述基体1安装在插齿机的侧边，在插齿机上设置有用于装夹异形齿部工件20的夹具21，所述异形齿部工件20的中心位置设置有齿部24，所述齿部24的下端面与异形齿部工件20的中心环形槽26之间形成毛刺去除空间25。上述结构的异形齿部工件20由于存在着中心环形槽26，进而在齿部24的底端形成凹槽，导致传统的去毛刺装置无法正常使用。

进一步的，所述液压油缸12，行程根据工件需要，选择为10mm。

实施例2：

任意一项所述插齿机去异形齿部毛刺装置进行去异形齿部毛刺的方法，它包括以下步骤：

步骤一，在异形齿部工件20进行插齿工艺过程中，同步启动去毛刺装置；

步骤二，启动径向进给机构的伺服电机16，通过伺服电机16驱动滚珠丝杆17，再由滚珠丝杆17与螺母套之间的丝杆传动配合驱动底板4沿着直线导轨副3平移，使得刀片8到达异形齿部工件20的中心环形槽26的正上方；

步骤三，启动竖向驱动机构的液压油缸12，通过液压油缸12带动刀座体6下降，同时带动刀片8下降，并使得刀片8伸入到中心环形槽26的内部，进而使得刀片8能够顺利进入到毛刺去除空间25；

步骤四，再次启动径向进给机构，通过伺服电机16驱动滚珠丝杆副，通过滚珠丝杆副驱动刀片8伸入到毛刺去除空间25的内部，并使得刀片8与齿部24的下端面相配合，

步骤五，在插齿机正常工作过程中，将带动异形齿部工件20转动，在其转动过程中并经过刀片8时，将对齿部24下端面的毛刺进行去除；

步骤六，待异形齿部工件20加工完成之后，其齿部24的毛刺也将一体化除去。

Claims (6)

1.一种插齿机去异形齿部毛刺的装置，其特征在于，它包括基体（1），所述基体（1）的顶部固定安装有支架（2），在支架（2）的侧壁上固定有直线导轨副（3），所述直线导轨副（3）上滑动配合安装有底板（4），所述底板（4）的侧面安装有用于驱动其沿直线导轨副（3）滑动的径向进给机构，所述底板（4）的外侧壁上加工有竖向滑槽，所述竖向滑槽上滑动配合安装有刀座体（6），所述刀座体（6）通过设置在竖向滑槽两侧的压板（5）限位，所述刀座体（6）的顶端与用于驱动其沿着竖向滑槽滑动的竖向驱动机构相连，在刀座体（6）的外侧壁上安装有用于去除毛刺的刀具组件；

所述径向进给机构包括固定在支架（2）侧壁上的电机支架（14），所述电机支架（14）的侧壁上固定安装有伺服电机（16），所述伺服电机（16）的输出轴通过联轴套（15）与滚珠丝杆副的滚珠丝杆（17）相连，所述滚珠丝杆（17）通过轴承座（18）安装在支架（2）的侧壁上，所述滚珠丝杆（17）与安装在螺母安装板（19）上的螺母套构成丝杆传动配合，所述螺母安装板（19）固定安装在底板（4）的侧壁上；

所述竖向驱动机构包括固定在刀座体（6）顶部的油缸连接板（11），所述油缸连接板（11）与液压油缸（12）的活塞杆相连，所述液压油缸（12）通过油缸安装板（13）固定在底板（4）的顶端；

所述刀具组件包括固定在刀座体（6）外侧壁上的装刀块（7），所述装刀块（7）上加工有矩形槽（23），所述矩形槽（23）内部安装有刀杆（9），所述刀杆（9）的头部末端安装有刀片（8），所述刀杆（9）的侧面端面通过固定在装刀块（7）侧壁上的顶紧螺栓进行侧向固定限位，在刀杆（9）的顶部末端通过固定在装刀块（7）顶部的压块（10）压紧定位；

所述基体（1）安装在插齿机的侧边，在插齿机上设置有用于装夹异形齿部工件（20）的夹具（21），所述异形齿部工件（20）的中心位置设置有齿部（24），所述齿部（24）的下端面与异形齿部工件（20）的中心环形槽（26）之间形成毛刺去除空间（25）。

2.根据权利要求1所述的一种插齿机去异形齿部毛刺的装置，其特征在于：所述支架（2）通过螺钉固定安装在基体（1）的顶部，在支架（2）的竖直板侧壁上加工有用于安装直线导轨副（3）和轴承座（18）的固定螺钉孔和定位槽。

3.根据权利要求1所述的一种插齿机去异形齿部毛刺的装置，其特征在于：所述底板（4）采用L型截面结构，沿着底板（4）的长边方向加工有用于和直线导轨副（3）相配合的滑槽。

4.根据权利要求1所述的一种插齿机去异形齿部毛刺的装置，其特征在于：所述装刀块（7）的底部加工有腰型通槽（22），在装刀块（7）的背部加工有导向键槽，所述导向键槽与安装在刀座体（6）外侧壁上的竖直导向键相配合；所述刀片（8）采用L型截面结构。

5.根据权利要求1所述的一种插齿机去异形齿部毛刺的装置，其特征在于：所述伺服电机（16）与用于监测其电流或者负载的传感器相连，所述传感器与PLC控制器相连，并将监测到的伺服电机的电流或者负载信号传递给PLC控制器，使得在去毛刺过程中有异常突变时，快速控制刀片（8）后退，实现对刀片的保护。

6.采用权利要求1-5任意一项所述插齿机去异形齿部毛刺的装置进行去异形齿部毛刺的方法，其特征在于它包括以下步骤：

步骤一，在异形齿部工件（20）进行插齿工艺过程中，同步启动去毛刺装置；

步骤二，启动径向进给机构的伺服电机（16），通过伺服电机（16）驱动滚珠丝杆（17），再由滚珠丝杆（17）与螺母套之间的丝杆传动配合驱动底板（4）沿着直线导轨副（3）平移，使得刀片（8）到达异形齿部工件（20）的中心环形槽（26）的正上方；

步骤三，启动竖向驱动机构的液压油缸（12），通过液压油缸（12）带动刀座体（6）下降，同时带动刀片（8）下降，并使得刀片（8）伸入到中心环形槽（26）的内部，进而使得刀片（8）能够顺利进入到毛刺去除空间（25）；

步骤四，再次启动径向进给机构，通过伺服电机（16）驱动滚珠丝杆副，通过滚珠丝杆副驱动刀片（8）伸入到毛刺去除空间（25）的内部，并使得刀片（8）与齿部（24）的下端面相配合；

步骤五，在插齿机正常工作过程中，将带动异形齿部工件（20）转动，在其转动过程中并经过刀片（8）时，将对齿部（24）下端面的毛刺进行去除；

步骤六，待异形齿部工件（20）加工完成之后，其齿部（24）的毛刺也将一体化除去。