CN111299716B - 一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装以及定位方法 - Google Patents

Abstract

一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装以及定位方法，工装包括底座、摆动定位块、定位套、可换垫圈、对刀棒和摆杆。底座的主定位面与轮坯底面相贴，摆动定位块在底座上转动，摆动定位块的转动定位面与轮坯的背锥母线相切时，通过锁紧螺母固定，底座两端面各装配一个摆杆，使摆杆一端的球头压块与背锥面相切，实现摆动定位块上所安装的定位套与轮坯的几何位置关系的固定。调整机床，刀杆端部的对刀棒正好插入定位套内孔，确定对刀点的空间位置及机床主轴的空间姿态，建立指形铣刀坐标系与轮坯坐标系之间正确的空间位置关系。本发明可实现在机床上加工等基圆锥齿轮时对指形铣刀快速、准确的定位，定位工装结构简单，制造成本低，具有一定通用性。

Description

一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装以及定位方法

技术领域

本发明涉及锥齿轮加工领域，尤其是涉及一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装以及定位方法。

背景技术

等基圆锥齿轮是我国特有的一种曲线齿锥齿轮，等基圆锥齿轮一般采用指形铣刀成形加工。成形法加工的刀具轴截形廓线，通常按齿宽中点的齿廓形状设计。等基圆锥齿轮的齿线是一条特定的曲线，在任意锥距处法面齿廓的当量基圆半径相等，即具有相同的齿廓形状。因此，从理论上就保证了可以用一把铣刀较精确地加工出整个齿面。是实现成形法低成本加工大型锥齿轮的理论依据和有效办法。等基圆锥齿轮不同锥距处齿线的螺旋角是按特殊规律变化的，因此在仿形切齿过程中，当刀具沿分锥母线匀速运动时，须控制轮坯按特定的规律变速回转。在数控机床上加工等基圆锥齿轮时，在轮坯坐标系下，轮坯分锥的一条母线与轮坯背锥的交点为起刀点，指形铣刀轴线与分锥母线垂直，与锥齿轮轴线共面，加工运动开始时，铣刀轴截形的设计坐标系的原点须在起刀点。等基圆锥齿轮轮坯及其加工刀具的详细设计在相关文献中可见。

等基圆锥齿轮加工中，指形铣刀坐标系与轮坯坐标系有着特定的空间几何位置关系。指形铣刀及轮坯制作完成之后，这两个坐标系都是依附于实际零件的虚拟的空间坐标系。根据加工原理，这两个坐标系之间存在着一定的坐标系平移、坐标系回转的空间几何关系，切齿开始时，需要确保二者正确的空间几何关系。在数控机床上切削等基圆锥齿轮时，指形铣刀安装在刀杆端部，刀杆安装在铣床主轴上，被加工轮坯安装于铣床回转工作台之上的夹具上，根据数控铣床的现有性能，决定了指形铣刀的空间坐标系与被加工轮坯的空间位置及其几何关系难于确定，现有文献及资料中未见相关成熟技术，目前多用测量齿长中点的齿厚及滚检后观察接触区，然后人工调整刀具的姿态及吃刀深度的办法，这就成为了制约等基圆锥齿轮加工精度提高的技术难点。所以，如何在轮坯及刀具实体上准确确定存在于虚拟空间的刀具坐标系与轮坯坐标系的正确空间位置关系，是能否实现等基圆锥齿轮高精度加工的关键。

发明内容

本发明提供了一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装以及定位方法，以解决在机床上铣削等基圆锥齿轮时，无法精密确定指形铣刀坐标系与轮坯坐标系的正确空间几何位置关系的问题。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装，包括底座、摆动定位块、定位套组件和摆杆；

所述的底座沿中心面对称，底座的上表面为主定位面，底座的两侧端面分别对称设有一个摆杆，摆杆的一端设有一个向上方凸起的半球型球头压块，远离球头压块的摆杆的另一端转动连接在底座上，使球头压块与主定位面之间的夹角可调整；

所述的摆动定位块由一体设置的转动定位块和定位套安装凸台组成，转动定位块对应主定位面设置的一面为转动定位面，转动定位块通过设置在底座上的一个转动点转动连接在底座的中心部位，且转动定位面与转动定位块的转接点轴线共面，使转动定位面与主定位面之间的夹角可调整；定位套安装凸台的上表面为副定位面，副定位面与转动定位面相互垂直，在副定位面上开设有定位孔，定位孔的轴线与底座的对称中心面共面，在定位孔内设有定位套组件；

所述的定位套组件由定位套、可换垫圈和台阶式对刀棒组成，定位套的上部中心设有中心孔，中心孔用于与对刀棒下部配合定位，对刀棒的上部设有一个与刀杆端部连接的内螺纹孔，内螺纹孔的规格大小等于指形铣刀的螺纹孔，定位套的上部带凸沿，定位套的凸沿下部设有可换垫圈，定位套的凸沿下部与定位孔相配合，由凸沿的上表面距离对刀棒的上平面间的距离等于指形铣刀的刀具辅助坐标系的坐标原点距离指形铣刀上平面的距离。

摆杆的另一端通过转动组件A转动连接在底座上，转动组件A包括销轴A和锁紧螺钉，摆杆通过销轴A转动连接在底座上，在摆杆上开设有弧形腰孔A，锁紧螺钉穿过弧形腰孔A与底座连接，用于对摆杆进行定位固定。

底座下部中心设有凸出部分，转动定位块通过转动组件B转动连接在凸出部分上，转动组件B包括销轴B、锁紧螺栓和锁紧螺母，转动定位块通过销轴B转动连接在凸出部分上，在转动定位块上开设有弧形腰孔B，锁紧螺栓穿过凸出部分和弧形腰孔B后，通过锁紧螺母对转动定位块进行定位固定。

凸出部分的中心设有用于转动定位块插入的凹槽。

底座的上表面上开设有凹槽，在凹槽内装配有可换垫块，可换垫块通过连接螺栓与底座固定连接，可换垫块的上表面为主定位面。

底座的两侧端面呈夹角设置，且该夹角沿底座的中心面对称。

一种利用等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装进行定位的方法，包括以下步骤：

步骤一、在机床的工作台上，通过夹具安装并固定好等基圆锥齿轮轮坯；

步骤二、首先调整摆动定位块，使转动定位面与主定位面之间的夹角θ＝180-δ_i，其中δ_i为等基圆锥齿轮轮坯的分锥角，调整完成后，将装配好的底座、摆动定位块和摆杆整体拿起，使底座的主定位面贴合在轮坯的底面之下，沿着轮坯直径方向，向轮坯中心慢慢推动该定位工装，直到转动定位面与轮坯背锥的一条母线贴合，此时，如果两个摆杆上的球头压块未同时与等基圆锥齿轮轮坯的背锥面相切接触，调整底座两端的摆杆，使两端的摆杆与底座的底面夹角一致，且摆杆上的两个球头压块同时与等基圆锥齿轮轮坯的背锥面相切接触，固定摆杆的位置；

步骤三、将定位套、可换垫圈装配于定位孔上，将对刀棒通过刀杆端部连接在机床的主轴端部，移动并调整机床，使得对刀棒的端部插入定位套的中心孔，并使得对刀棒的台阶下面与定位套的凸沿上端面贴合，对刀棒轴线距转动定位面的距离根据需要自行设计确定，然后去掉工装，用指形铣刀替换对刀棒，指形铣刀定位完毕。

本发明有益效果是：能够在机床上快速、准确定位等基圆锥齿轮的轮坯坐标系与指形铣刀坐标系之间的几何位置关系，使得等基圆锥齿轮的齿面精密加工得以实现。

附图说明

图1是本发明等基圆锥齿轮的加工原理图。

图2是本发明指形铣刀的轴截形曲线图。

图3是本发明指形铣刀的定位原理图。

图4是本发明指形铣刀的定位工装设计原理图。

图5是本发明定位工装的轴测图。

图6是本发明定位工装的主视图。

图7是本发明图6的B-B剖视图。

图8是本发明图6的俯视图。

图9是本发明图8的A-A剖视图。

图10是本发明图8的E向局部视图。

图11是本发明图10的C-C剖视图。

图12是本发明底座的主视图。

图13是本发明底座的剖视图。

图14是本发明底座的轴测图。

图15是本发明可换垫块的俯视图。

图16是本发明图15的A-A剖视图。

图17是本发明摆动定位块的轴测图。

图18是本发明摆动定位块的主视图。

图19是本发明摆动定位块的俯视图。

图20是本发明定位套的结构示意图。

图21是本发明定位套的剖视图。

图22是本发明可换垫圈的结构示意图。

图23是本发明可换垫圈的剖视图。

图24是本发明对刀棒的结构示意图。

图25是本发明对刀棒的剖视图。

图26是本发明对刀棒与指形铣刀的设计的关系示意图。

图27是本发明摆杆的结构示意图。

图28是本发明摆杆的轴测图。

图中：1、底座；101、主定位面；102、凸出部分；103、凹槽；2、可换垫块；3、摆动定位块；301、转动定位块；301-1、转动定位面；302、定位套安装凸台；302-1、副定位面，302-2、定位孔，4、可换垫圈；5、定位套；6、对刀棒；601、内螺纹孔；7、球头压块；8、摆杆；9、弹性挡圈A；10、销轴A；11、锁紧螺钉；12、连接螺栓；13、销轴B；14、弹性挡圈B；15、锁紧螺栓；16、锁紧螺母；17、大端，18、轮坯，19、小端，20、起刀点，21、刀具轴或主轴，22、切削刃廓线，23、分锥母线，24、夹具，25、工作台，26、刀杆，27、对刀点，28、指形铣刀，29、背锥母线，30、弧形腰孔A，31、弧形腰孔B，32、回转中心孔，33、锁紧螺栓孔，34、摆杆锁紧螺孔，35、摆杆回转中心孔。

具体实施方式

一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装，包括底座1、摆动定位块3、定位套组件和摆杆8。

底座1沿中心面对称，底座1为长条形或弧形，只要保证沿中心面对称即可，使底座1的中心面在底座安装后能通过轮坯18轴线，当不安装可换垫块2时，底座1的上表面为主定位面101，主定位面101为平面。

底座1的两侧端面分别对称设有一个摆杆8，在使用时，两个摆杆8与底座1底面的夹角须调整的完全相同，确保定位工装的中间对称面通过轮坯18的轴线。摆杆8为一个长条形结构，摆杆8的一端设有一个向上方凸起的半球型球头压块7，远离球头压块7的摆杆8的另一端转动连接在底座1上，使球头压块7与主定位面101之间的夹角可调整。

摆杆8的另一端通过转动组件A转动连接在底座1上，转动组件A包括销轴A10和锁紧螺钉11，摆杆8通过销轴A10转动在底座1上，在摆杆8上开设有弧形腰孔A 30，锁紧螺钉11穿过弧形腰孔A 30与底座1连接，用于对摆杆8进行定位固定，弧形腰孔A 30的圆心与销轴A的轴心重合，锁紧螺钉11未锁紧时可对摆杆8位置进行转动调整，当锁紧螺钉11锁紧时，对摆杆8的位置进行定位。

底座1的上表面上开设有凹槽103，在凹槽103内装配有可换垫块2，可换垫块2通过连接螺栓12与底座1固定连接，可换垫块2的上表面为主定位面101，通过调整可换垫块2的厚度，实现底座1的通用性。

底座1的两侧端面呈夹角设置，且该夹角沿底座1的中心面对称，便于两侧设置的两个球头压块7能同时与背锥面相切接触。

底座1下部中心设有凸出部分102，转动定位块301通过转动组件B转动连接在凸出部分102上，转动组件B包括销轴B 13、锁紧螺栓15和锁紧螺母16，转动定位块301通过销轴B13转动在凸出部分102上，在转动定位块301上开设有弧形腰孔B 31，锁紧螺栓15穿过凸出部分102和弧形腰孔B31后，通过锁紧螺母16对转动定位块301进行定位固定，弧形腰孔B31的圆心即为销轴B13的轴心。凸出部分上设有与转动定位块连接用于安装销轴B 13的回转中心孔，回转中心孔的旁边设有一个转动定位块固定用于固定锁紧螺栓的锁紧螺栓孔。

凸出部分102的中心设有用于转动定位块301插入的凹槽，这种设计更便于摆动定位块3的定位安装，防止摆动定位块3左右摆动。

摆动定位块3由一体设置的转动定位块301和定位套安装凸台302组成，转动定位块301对应主定位面101设置的一面为转动定位面301-1，转动定位块301通过设置在底座1上的一个转动点转动连接在底座1的中心部位，且转动定位面301-1与转动定位块301的转接点轴线共面，使转动定位面301-1与主定位面101之间的夹角可调整，使该夹角等于180度减去轮坯的分锥角；定位套安装凸台302的上表面为副定位面302-1，副定位面302-1与转动定位面301-1相互垂直，在副定位面302-1上开设有定位孔302-2，定位孔302-2的轴线与底座1的对称中心面共面，定位孔302-2的轴心距转动定位面的距离为a，在定位孔302-2内设有定位套组件。

定位套组件由定位套5、可换垫圈4和台阶式对刀棒6组成，定位套5的上部中心设有中心孔，中心孔用于与对刀棒6下部配合定位，对刀棒6的上部设有一个与刀杆26端部连接的内螺纹孔601，内螺纹孔601的规格大小等于指形铣刀28的螺纹孔，定位套5的上部带凸沿，定位套5的凸沿下部部分套设有可换垫圈4，凸沿的下表面与可换垫圈4的上表面相贴，可换垫圈4的下表面与定位套安装凸台302的上表面相贴，定位套5的凸沿下部与定位孔302-2相配合，定位套5的下部的外圆柱面与定位孔的孔径相配合，由凸沿的上表面距离对刀棒6的上平面间的距离等于指形铣刀28的刀具辅助坐标系的坐标原点距离指形铣刀28上平面的距离。可换垫圈的厚度变化可改变主轴方向的对刀深度，用来确保定位套的上端面与分锥母线共面。

可换垫圈类似于常见的平面垫圈，上下平面平行，其内孔与定位套下部的外圆柱面配合，垫圈厚度须根据轮坯设计参数、摆动定位块设计尺寸、定位套的凸沿厚度等综合考虑设计。该可换垫圈的作用是考虑到该定位工装的通用性，用来调整定位套凸沿上面到摆动定位块的凸台上面的距离，用来确保定位套的上端面与分锥母线共面，故该垫圈为可更换。

销轴类同于常见的回转连接轴，一头设有直径稍大的端部，另外一头设有安装弹性挡圈的环形凹槽。该定位工装中有两处使用销轴，一处是连接底座与摆动定位块，另外一处是连接底座与摆杆。

弹性挡圈、锁紧螺栓及锁紧螺母等均选用标准件。

一种利用所述的等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装进行定位的方法，包括以下步骤：

步骤一、在机床的工作台上通过夹具安装并固定好等基圆锥齿轮轮坯；

步骤二、首先调整摆动定位块，使转动定位面与主定位面之间的夹角θ＝180-δ_i，其中δ_i为等基圆锥齿轮轮坯的分锥角，调整完成后，将装配好的底座、摆动定位块和摆杆整体拿起，使底座的主定位面贴合在轮坯的底面之下，沿着轮坯直径方向，向轮坯中心慢慢推动该定位工装，直到转动定位面与轮坯背锥的一条母线贴合，此时，如果两个摆杆上的球头压块未同时与等基圆锥齿轮轮坯的背锥面相切接触，调整底座两端的摆杆，使两端的摆杆与底座的底面夹角一致，且摆杆上的两个球头压块同时与等基圆锥齿轮轮坯的背锥面相切接触，固定摆杆的位置；

步骤三、将定位套、可换垫圈装配于定位孔上，将对刀棒通过刀杆端部连接在机床的主轴端部，移动并调整机床，使得对刀棒的端部插入定位套的中心孔，并使得对刀棒的台阶下面与定位套的凸沿上端面贴合，对刀棒轴线距转动定位面的距离设计为a，然后去掉定位工装，用指形铣刀替换对刀棒，调整机床将刀杆沿分锥母线方向向上移动a距离，指形铣刀定位完毕。

下面结合附图和一个具体实施例对本发明做进一步阐述：

指状铣刀加工等基圆锥齿轮的切齿坐标系如图1所示，轮坯坐标系σ_i：[o_i-i_i,j_i,k_i]为固联于轮坯的坐标系，原点σ_i位于顶锥，理论齿线的大端经过j_io_ik_i平面内。刀具坐标系σ_c：[o_c-i_c,j_c,k_c]为固联于刀具的坐标系，用于描述刀具轴截形绕i_c轴旋转形成的刀具曲面。切齿过程中，原点σ_c位于分锥母线上，刀具轴线方向上的幺失i_c垂直于分锥母线。空间固定坐标系σ：[o-i,j,k]用于实现σ_i与σ_c之间的关系变换，原点o与轮坯坐标系的原点σ_i重合，切齿过程中，刀具轴线始终位于iok平面内，j与j_c平行。刀具中心o_c与圆点o的距离为Rc，刀具中心o_c位于大端时与圆点O的距离为Re，当指状铣刀由大端起刀点向小端按V₁匀速运动并按ω₁转动时，轮坯按特定规律ω₂变速回转，刀具曲面即包络出锥齿轮齿面。图1中的e、γ角度变量与本工装设计并无直接关系，不再赘述，具体可参看与等基圆相关的文献。

加工等基圆锥齿轮的指状铣刀的轴截形，应按其当量直齿圆柱齿轮的齿廓设计。如图2所示，刀具轴截形坐标系σ_a:[o_a-i_a,j_a]的原点为当量齿轮的中心，刀具轴线为齿间对称线，刀具辅助坐标系σ_n:[o_n-i_n,j_n]的原点为刀具轴线与当量齿轮分度圆的交点，加工开始时，刀具辅助坐标系的坐标原点o_n与图1中的刀具坐标系原点o_c重合，并处于起刀点，同时还需保证图1中的坐标轴的空间几何位置关系。在实际生产中如图3所示，被加工轮坯安装在夹具上，夹具又安装在机床的可回转的工作台上，轮坯坐标与刀具坐标系的正确的位置关系如图3、图4所示，此时刀具主轴所在的坐标轴i_c(i_n)与分锥母线垂直，刀具坐标系原点o_c在分锥母线上，在分锥母线的延长线上设一个对刀点，对刀点距离起刀点o_c距离为a，对好刀之后，刀具沿着分锥母线移动至起刀点o_c时，工作台带动轮坯按照特定的规律开始转动，实现齿面加工。图2中的r_a、r_B、r_v、r_f、r_C、R_B、D、E、V、B等符号或者变量与本工装设计并无直接关系，此处不再赘述，具体可看参看与等基圆相关的文献。

如图5～图10所示，本实施例是一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装，包括底座1、可换垫块2、摆动定位块3、可换垫圈4、定位套5、对刀棒6、球头压块7，摆杆8，弹性挡圈A 9，销轴A 10，锁紧螺钉11，连接螺栓12，销轴B 13，弹性挡圈B 14，锁紧螺栓15及锁紧螺母16等零部件。

如图5、图8所示，底座1两边的凹槽中，各装配有一个可换垫块2，可换垫块2通过连接螺栓12与底座1固定连接。如图6、图10、图11所示，底座1的两个端面上各装有一个摆杆8，摆杆8可绕着底座1端面上的销轴A 10转动，摆杆8的一端装有球头压块7，锁紧螺钉11穿过摆杆8的另一端的弧形腰孔A 30与底座1连接。两个摆杆8与底座1底面的夹角须调整的完全相同，确保定位工装的中间对称面通过轮坯轴线。如图6、图7、图9所示，摆动定位块3通过销轴B 13与底座1连接，摆动定位块3绕销轴B 13的轴线回转转动，调整转动定位面301-1与主定位面101之间的夹角θ，使θ等于180度减去轮坯的分锥角δ_i。摆动定位块3调整完毕，固定其位置后，如果两个摆杆8端部的两个球头压块7没有与轮坯的背锥同时相切接触，则需继续调整锁紧螺钉11及摆杆8，直到满足要求。如图6、图9所示对刀棒6插入定位套5的中心孔内，定位套5插入摆动定位块3的定位孔中，定位套5外面装配一个可换垫圈4，可换垫圈4厚度变化可改变主轴方向的对刀深度。

图4是通过定位工装的中间对称面及轮坯的轴截面的剖视原理图，图4中经过起刀点o_c且与轮坯底面平行的直线，等基圆锥齿轮的半径为d_e/2,距离摆动定位块3的回转中心点O的距离为h，h由两部分构成，其中h₁为起刀点到轮坯底部定位面的距离，h₂为摆动定位块3的回转中心点O到轮坯底部定位面的距离。回转中心点O与背锥母线重合，背锥母线垂直于分锥母线，δ_i为轮坯的分锥角，对刀点与起刀点o_c在分锥母线上的距离为a，回转中心点O距离分锥母线的距离为b(图4，图6)，b由两部分构成，其中b₁在设计摆动定位块3时确定(图4，图6)，b₂由b₃与b₄组成(图6)，b₃是定位套5的凸沿厚度尺寸(图20、图21)，b₄是可换垫圈4的厚度尺寸(图23)。由图4，可推得θ＝180-δ_i，b＝h/sin(δ_i)，b＝b₁+b₃+b₄。

如图12、图13、图14所示，底座1设有两个可换垫块2的凹槽103，凹槽底部设有两个固定可换垫块的连接螺纹孔，底座1的下面有两个中间有凹槽的凸出部分，凸出部分102设有与摆动定位块3连接的回转中心孔32，回转中心孔32的旁边设有一个摆动定位块3固定用的锁紧螺栓孔33，底座1两个端部平面成一定夹角布置，两个端面上分别设有摆杆回转中心孔35及摆杆锁紧螺孔34。

如图15、图16所示，可换垫块2端面形状为圆形，其上下底面平行，对于不同设计参数的轮坯，其上下底面的距离根据需要设计，使得定位工装具有一定的通用性，可换垫块2的中心设有一个连接螺栓12通过的沉头孔。

如图17、图18、图19所示，摆动定位块3设有一个与底座1连接的回转中心孔32，该孔的轴线与摆动定位块3上的回转定位平面共面，与回转定位平面垂直方向设有一个凸台，凸台的上面平行于回转中心孔的轴线且有一定的距离b₁，该凸台上设有一个定位孔，定位孔中心轴线与凸台上面垂直，且距离回转定位平面有一定的距离。摆动定位块3的回转中心孔附近，设有一个用于锁紧摆动定位块3的弧形腰孔B 31。

如图20、图21所示，定位套4设计为中空且带凸沿，凸沿厚度为b₃，中心孔与对刀棒6配合定位，其下部的外圆柱面与摆动定位块3的凸台上的定位孔配合使用，凸沿的上面与定位棒6的定位平面配合，凸沿的下面与可换垫圈5的一个端面配合。

如图22、图23所示，可换垫圈5的上下平面平行，其内孔与定位套4下部的外圆柱面配合，垫圈厚度b₄须根据轮坯设计参数、摆动定位块设计尺寸、定位套4的凸沿厚度等综合考虑设计。可换垫圈5的作用是考虑到定位工装的通用性，用来调整定图6中的尺寸b₂，故该垫圈为可更换。

如图24、图25所示，对刀棒6为一个带台阶的回转体零件，其上部较粗的部分设有一个与刀杆26端部连接的内螺纹孔601，该内螺纹孔的规格大小等于指形铣刀的内螺纹孔。对刀棒6下部较细的圆柱体与定位套4的中心孔配合使用。

如图26所示，对刀棒6的台阶面距离其上平面间的距离l等于指形铣刀的刀具辅助坐标系的坐标原点O_n距离指形铣刀上平面的距离。

如图27、图28所示，摆杆8安装在底座1两端面，通过销轴A 10与底座1连接，可绕着销轴A 10回转摆动，摆杆8上的回转中心孔旁边设有一个弧形腰孔A 30，用于锁紧摆杆8，摆杆8的另一头设有一个安装球头压块7的通孔。

如图7、图11所示，销轴A 10、销轴B 13类同于常见的回转连接销轴，一头为直径稍大的端部，另外一头设有安装弹性挡圈A 9、弹性挡圈B 14的环形凹槽。销轴B 13用于连接底座1与摆动定位块3，销轴A 10用于连接底座1与摆杆8。

如图5～图10所示，球头压块7一端为半球体，一端为圆柱状，安装在摆杆8的端部。弹性挡圈A 9、弹性挡圈B 14、锁紧螺栓15及锁紧螺母16等均选用标准件。

指形铣刀的定位过程中，在机床的工作台上通过夹具安装并固定好轮坯。首先调整摆动定位块3，使其回转定位平面与可换垫块2的上面之间的夹角为θ＝180-δ_i，并通过锁紧螺栓15与锁紧螺母16对其进行锁紧。调整完摆动定位块3后，将装配好的定位工装整体拿起，使可换垫块2的上面贴合在轮坯的底面之下，沿着轮坯直径方向，向轮坯中心慢慢推动该定位工装，直到摆动定位块3的回转定位平面与轮坯背锥的一条母线正好贴合，此时，如果两个摆杆8上的两个球头压块7未同时与轮坯的背锥面相切接触，调整底座两端的摆杆8，使两端的摆杆8与卡具底座1的底面夹角一致，且底座两端的摆杆8上的两个球头压块7须同时与轮坯的背锥面相切接触，然后拧紧底座1两端的锁紧螺钉11，固定摆杆8的位置。实际操作中，上述摆杆8的调节过程或许需要多次，最终保证摆动定位块3的回转定位平面及两个球头压块7的球头部分同时与轮坯的背锥面相切接触即可。接下来，继续将定位套4、可换垫圈5装配于摆动定位块3上，将对刀棒6通过刀杆连接在机床的主轴端部，移动并调整机床，使得对刀棒6的端部插入定位套4的内孔，并使得对刀棒6的台阶下面与定位套4的上端面贴合，即可确立轮坯坐标系σ_i：[o_i-i_i,j_i,k_i]与刀具坐标系σ_c：[o_c-i_c,j_c,k_c]的空间位置及其几何关系，此时对刀点距离起刀点的距离为a。然后去掉定位工装，用指形铣刀替换对刀棒6，指形铣刀定位完毕。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所做的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装，包括底座(1)、摆动定位块(3)、定位套组件和摆杆(8)，其特征在于：

所述的底座(1)沿中心面对称，底座(1)的上表面为主定位面(101)，底座(1)的两侧端面分别对称设有一个摆杆(8)，摆杆(8)的一端设有一个向上方凸起的半球型球头压块(7)，远离球头压块(7)的摆杆(8)的另一端转动连接在底座(1)上，使球头压块(7)与主定位面(101)之间的夹角可调整；

所述的摆动定位块(3)由一体设置的转动定位块(301)和定位套安装凸台(302)组成，转动定位块(301)对应主定位面(101)设置的一面为转动定位面(301-1)，转动定位块(301)通过设置在底座(1)上的一个转动点转动连接在底座(1)的中心部位，且转动定位面(301-1)与转动定位块(301)的转接点轴线共面，使转动定位面(301-1)与主定位面(101)之间的夹角可调整；定位套安装凸台(302)的上表面为副定位面(302-1)，副定位面(302-1)与转动定位面(301-1)相互垂直，在副定位面(302-1)上开设有定位孔(302-2)，定位孔(302-2)的轴线与底座(1)的中心面共面，在定位孔(302-2)内设有定位套组件；

所述的定位套组件由定位套(5)、可换垫圈(4)和台阶式对刀棒(6)组成，定位套(5)的上部中心设有中心孔，中心孔用于与对刀棒(6)下部配合定位，对刀棒(6)的上部设有一个与刀杆(26)端部连接的内螺纹孔(601)，内螺纹孔(601)的规格大小等于指形铣刀(28)的螺纹孔，定位套(5)的上部带凸沿，定位套(5)的凸沿下部套设有可换垫圈(4)，定位套(5)的凸沿下部与定位孔(302-2)相配合，由凸沿的上表面距离对刀棒(6)的上平面间的距离等于指形铣刀(28)的刀具辅助坐标系的坐标原点距离指形铣刀(28)上平面的距离，其中，刀具辅助坐标系的原点为指形铣刀轴线与当量齿轮分度圆的交点。

2.如权利要求1所述的一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装，其特征在于：摆杆(8)的另一端通过转动组件A转动连接在底座(1)上，转动组件A包括销轴A(10)和锁紧螺钉(11)，摆杆(8)通过销轴A(10)转动在底座(1)上，在摆杆(8)上开设有弧形腰孔A(30)，锁紧螺钉(11)穿过弧形腰孔A(30)与底座(1)连接，用于对摆杆(8)进行定位固定。

3.如权利要求1所述的一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装，其特征在于：底座(1)下部中心设有凸出部分(102)，转动定位块(301)通过转动组件B转动连接在凸出部分(102)上，转动组件B包括销轴B(13)、锁紧螺栓(15)和锁紧螺母(16)，转动定位块(301)通过销轴B(13)转动在凸出部分(102)上，在转动定位块(301)上开设有弧形腰孔B(31)，锁紧螺栓(15)穿过凸出部分(102)和弧形腰孔B(31)后，通过锁紧螺母(16)对转动定位块(301)进行定位固定。

4.如权利要求3所述的一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装，其特征在于：凸出部分(102)的中心设有用于转动定位块(301)插入的凹槽。

5.如权利要求1所述的一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装，其特征在于：底座(1)的上表面上开设有凹槽(103)，在凹槽(103)内装配有可换垫块(2)，可换垫块(2)通过连接螺栓(12)与底座(1)固定连接，可换垫块(2)的上表面为主定位面(101)。

6.如权利要求1所述的一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装，其特征在于：底座(1)的两侧端面呈夹角设置，且该夹角沿底座(1)的中心面对称。

7.一种利用如权利要求1所述的等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装进行定位的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、在机床的工作台上安装并固定好等基圆锥齿轮轮坯；

步骤二、首先调整摆动定位块，使转动定位面与主定位面之间的夹角θ＝180-δ_i，其中δ_i为等基圆锥齿轮轮坯的分锥角，调整完成后，将装配好的底座、摆动定位块和摆杆整体拿起，使底座的主定位面贴合在轮坯的底面之下，沿着轮坯直径方向，向轮坯中心慢慢推动该定位工装，直到转动定位面与轮坯背锥的一条母线贴合，此时，如果两个摆杆上的球头压块未同时与等基圆锥齿轮轮坯的背锥面相切接触，调整底座两端的摆杆，使两端的摆杆与底座的底面夹角一致，且摆杆上的两个球头压块同时与等基圆锥齿轮轮坯的背锥面相切接触，固定摆杆的位置；

步骤三、将定位套、可换垫圈装配于定位孔上，将对刀棒通过刀杆端部连接在机床的主轴端部，移动并调整机床，使得对刀棒的端部插入定位套的中心孔，并使得对刀棒的台阶下面与定位套的凸沿上端面贴合，对刀棒轴线距转动定位面的距离根据需要自行设计确定，然后去掉定位工装，用指形铣刀替换对刀棒，指形铣刀定位完毕。

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