CN112191950A - 一种齿轮成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及齿轮加工设备技术领域，公开了一种齿轮成型装置，包括刀具固定座和转动连接于刀具固定座上的滚刀轴，滚刀轴上可拆卸连接有滚刀，刀具固定座上沿着滚刀轴的径向方向滑动连接的弧形板，弧形板与滚刀轴同轴设置，弧形板与刀具固定座之间设有第一弹性件；刀具固定座上滑动连接有朝向滚刀轴的冷却组件，冷却组件与弧形板之间连接有用于驱动冷却组件跟随弧形板运动的连接机构，在连接机构的传动作用下，冷却组件与弧形板相对于滚刀轴径向运动的趋势相同。本申请中通过设置连接机构，使得冷却组件与滚刀轴的距离可以跟随更换后滚刀的尺寸大小改变而变化，解决了现有技术中冷却管无法在更换滚刀后对不同尺寸的滚刀提供稳定冷却问题。

Description

一种齿轮成型装置

技术领域

本发明涉及齿轮加工设备技术领域，具体涉及一种齿轮成型装置。

背景技术

齿轮作为一种通过轮齿连续啮合传递运动和动力的机械元件，被广泛地运用于汽车、船舶、机床等领域。现有技术中，齿轮的加工一般是通过滚齿机加工完成的，在加工前，会将钢棒材切割成合适长度的料坯，然后将料坯固定于滚齿机上，利用滚齿机上的滚刀逐渐完成对料坯的加工，最终使得料坯形成齿轮，后续再经过打磨以及热处理等工序而得到齿轮成品。

在利用滚齿机加工齿轮过程中，由于加工过程中会产生大量的热量，所以需要利用冷却管向滚刀不断喷洒冷却油以降低滚刀的温度，同时冷却油还能起到一定的润滑作用，从而使得滚刀的使用寿命延长，且由于冷却油能够将加工的碎屑清洗，从而避免在滚刀的挤压滑动作用下，造成碎屑刮伤料坯，使得齿轮加工的质量得到保证，因此合理喷洒冷却油对齿轮加工的质量有着重要的影响。

但是在利用滚齿机加工齿轮的过程中，当需要成型不同型号的齿轮时，会在滚齿机的滚刀轴上安装不同型号的滚刀，不同型号的滚刀的外径大小不同，使得冷却管的距离滚刀的距离发生改变，例如，当滚刀尺寸增大时，冷却管的出油端与滚刀外壁之间的距离减小，使得冷却管喷洒在滚刀上的面积减小，造成滚刀加工时温度过高而影响加工质量以及降低滚刀的使用寿命；如果滚刀尺寸过大，则会造成滚刀的外壁与冷却管的出油端接触，使得滚刀转动时损坏冷却管；而当滚刀的尺寸减小时，滚刀与冷却管之间的距离增大，造成冷却管喷洒的部分冷却油未对滚刀起到冷却作用而浪费。因此，有必要对现有滚齿机上的冷却管结构进行改进，以使得冷却管能够对滚刀提供稳定的冷却效果。

发明内容

本发明意在提供一种齿轮成型装置，以解决现有技术中滚齿机上冷却管无法在更换滚刀后对不同尺寸的滚刀提供稳定冷却的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种齿轮成型装置，包括刀具固定座和转动连接于刀具固定座上的滚刀轴，所述滚刀轴上可拆卸连接有滚刀，所述刀具固定座上沿着滚刀轴的径向方向滑动连接的弧形板，所述弧形板与滚刀轴同轴设置，所述弧形板与刀具固定座之间设有第一弹性件；所述刀具固定座上滑动连接有朝向滚刀轴的冷却组件，所述冷却组件与弧形板之间连接有用于驱动冷却组件跟随弧形板运动的连接机构，在连接机构的传动作用下，所述冷却组件与弧形板相对于滚刀轴径向运动的趋势相同。

本方案的原理是：滚刀轴是转动连接在刀具固定座上的，在加工齿轮时，只需将滚刀固定连接在滚刀轴上，利用滚刀轴带动滚刀转动，即可使滚刀完成对料坯的加工。当将滚刀固定连接于滚刀轴上时，在第一弹性件的作用下，使得弧形板朝向滚刀的一侧与滚刀的外壁相抵，此时在连接机构的作用下，使得冷却组件与滚刀的外壁距离合适，冷却组件对滚刀提供良好的冷却和润滑；当在加工不同型号的齿轮而改变滚刀的尺寸时，更换不同尺寸的滚刀后，在第一弹性件的弹力作用下，驱动弧形板重新与更换后滚刀的外壁相抵，从而使得弧形板沿着滚刀轴的径向发生位移，在连接机构的作用下，冷却组件也会沿着滚刀轴的径向发生移动，且在连接机构的传动作用下，冷却组件与弧形板相对于滚刀轴径向运动的趋势相同，即：当更换的滚刀尺寸增大而驱使弧形板向远离滚刀轴的方向移动时，冷却组件也会向远离滚刀轴的方向滑动，从而在滚刀的外形尺寸增大时，冷却组件与滚刀轴之间的距离也跟随增大，而当更换的滚刀尺寸减小而驱使弧形板向靠近滚刀轴的方向移动时，冷却组件也会向靠近滚刀轴的方向滑动，因此，冷却组件与滚刀轴的距离可以跟随更换后滚刀的尺寸大小改变而变化，使得滚刀起到良好且合适的冷却、润滑效果。

本方案的有益效果在于：

1.能够自动完成对冷却组件位置的调节，使得冷却组件对滚刀的润滑、冷却效果良好：相比于现有技术中冷却管与滚刀的距离无法自动跟随滚刀的尺寸大小发生改变，从而造成在滚刀尺寸发生改变时，冷却管无法对更换后的滚刀提供良好的冷却和润滑。本申请中，由于设置了弧形板，即使滚刀的外形不规则，但是在与弧形板的接触过程中，也能够使得滚刀的外壁与弧形板的侧壁形成良好的接触，从而在滚刀的尺寸发生改变时，弧形板能够准确地感应到滚刀尺寸的变化，并能够通过连接机构自动完成对冷却组件的调整，从而在更换不同大小的滚刀后，使得冷却组件依然能够对滚刀起到良好的冷却和润滑，确保齿轮加工的质量。

2.能够提升齿轮加工的质量：本申请中，在第一弹性件的弹力作用下，使得弧形板的侧壁始终能够与滚刀的外壁相抵，从而使得弧形板对滚刀产生一定的压力作用，而滚刀在加工料坯时，会受到料坯的反作用力，因此本申请中弧形板对滚刀的作用力会部分抵消料坯作用在滚刀上的作用力，从而使得齿轮加工过程中，滚刀轴发生受力变形的概率减小，使得滚刀能够更加精确地完成齿轮的加工；同时，如果滚刀的尺寸越大，所加工的尺寸越大，滚刀与料坯之间的相互作用力也越大，而滚刀尺寸越大时，第一弹性件发生的形变量越大，使得弧形板对滚刀的抵紧力越大，从而使得滚刀轴发生形变的概率越小，弧形板对滚刀的作用力与加工齿轮的大小具有对应关系。

优选的，作为一种改进，所述连接机构包括滑杆、连接绳和用于对连接绳的传动进行导向的导向件，所述滑杆固定连接于弧形板上，所述连接绳的一端固定连接于滑杆上、另一端经过导向件的导向后与冷却组件连接。

本方案中，利用导向件对连接绳的传动方向进行改变，依靠连接绳的力传递作用，使得弧形板滑动的距离与冷却组件的移动距离相等，从而确保在更换不同大小滚刀之后，冷却组件距离滚刀外缘的距离不会发生改变，使得冷却组件对滚刀的冷却和润滑得到保证。

优选的，作为一种改进，所述弧形板上靠近滚刀轴的一侧转动连接有若干转棍，若干转棍沿着弧形板的弧形设置方向均匀排布。

本方案中，在弧形板靠近滚刀轴的一侧设置若干转棍，使得转棍与滚刀的外缘接触，从而在滚刀加工料坯时，滚刀的外缘与转棍之间为滚动摩擦，避免滚刀的外缘与弧形板的侧壁之间一直处于滑动摩擦而造成弧形板被磨损。

优选的，作为一种改进，相邻转棍之间的间隙为3-5mm。

本方案中，将相邻转动之间的间隙设置为3-5mm，滚刀上相邻两个加工齿的间距是大于5mm的，因此可以防止滚刀上的加工齿插入到相邻转棍之间，使得滚刀可以在转棍之间平稳地转动，减少滚刀转动过程中发生的振动，使得滚刀能够精准地加工料坯。

优选的，作为一种改进，所述弧形板与料坯对称地位于滚刀轴的两侧。

本方案中，将弧形板设置在滚刀轴对称于料坯的一侧，在滚刀在加工料坯时，弧形板对滚刀的作用力与滚刀对料坯的作用力位于同一直线上，从而使得弧形板对滚刀的支撑力能够更好地抵消料坯作用在滚刀上的作用力，进一步减少滚刀轴的受力变形。

优选的，作为一种改进，所述冷却组件包括冷却管、第一喷嘴和固定连接于冷却管和第一喷嘴之间的伸缩管，所述第一喷嘴滑动连接于刀具固定座上，且第一喷嘴与连接绳远离滑杆的一端固定连接，所述第一喷嘴和刀具固定座之间设有第二弹性件。

利用连接绳拉动第一喷嘴滑动，使得第一喷嘴的位置发生改变，伸缩管的设置，使得第一喷嘴的移动不会受到冷却管的干扰，第二弹性件的设置，使得第一喷嘴的位置稳定，从而使得第一喷嘴能够顺畅且稳定地向滚刀喷洒冷却油。

优选的，作为一种改进，所述第一喷嘴位于滚刀轴的上方。

将第一喷嘴设置于滚刀轴的上方，当滚刀被固定连接于滚刀轴上时，第一喷嘴喷洒的冷却油能够自动向下掉落而对滚刀进行良好的冷却。

优选的，作为一种改进，所述刀具固定座上固定连接有导向块，所述导向块内开有竖向设置的导向孔，所述第一喷嘴滑动连接于导向孔中。

利用导向孔对第一喷嘴的滑动提供导向，从而使得第一喷嘴的位置更加稳定，可以避免第一喷嘴在喷洒冷却油的过程中发生摆动而造成喷洒冷却液不稳定。

优选的，作为一种改进，所述第一喷嘴上固定连接有朝向料坯的第二喷嘴。

本方案中，在第一喷嘴上连接第二喷嘴，利用第二喷嘴对料坯进行冷却和润滑，从而使得料坯加工位置的质量更好。

优选的，作为一种改进，所述第一喷嘴和第二喷嘴内均设有若干分流片，相邻分流片之间固定连接有导流片，相邻导流片之间设有夹角。

利用分流片对流出第一喷嘴和第二喷嘴的冷却油进行分流，并利用导流片对相邻分流片之间的冷却油进行导流，从而使得冷却油分散式流出第一喷嘴和第二喷嘴，冷却油能够对滚刀和料坯进行充分的冷却和润滑。

附图说明

图1为现有技术中滚齿机的示意图。

图2为本发明中一种齿轮成型装置的实施例一中弧形板与道具固定座的连接示意图。

图3为图2中A处局部放大图。

图4为本发明实施例二中相同于图2中A处的局部放大图。

图5为本发明实施例二中第一喷嘴的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：基座1、刀具固定座2、滚刀轴3、滚刀4、料坯5、弧形板6、滑杆7、连接绳8、转向轮9、第一转动轮10、第二转动轮11、第三转动轮12、支撑板13、第一弹簧14、冷却管15、第一喷嘴16、伸缩管17、导向块18、第二弹簧19、转棍20、第二喷嘴21、分流片22、导流片23。

实施例基本如附图1和图2所示：一种齿轮成型装置，包括基座1，基座1上竖向滑动连接有刀具固定座2，刀具固定座2上通过轴承转动连接有滚刀轴3，滚刀轴3上通过平键固定连接有滚刀4，结合图2，滚刀4的右侧设有用于成型齿轮用料坯5，料坯5通过三角卡盘转动连接于图1的基座1上。

如图2所示，刀具固定座2上横向滑动连接有弧形板6，弧形板6位于滚刀轴3的左侧且弧形板6的弧形面与滚刀轴3同轴设置，弧形板6、滚刀4和料坯5位于同一水平面上；刀具固定座2上竖向滑动连接有冷却组件，冷却组件和弧形板6之间连接有用于驱动冷却组件跟随弧形板6运动的连接机构，在连接机构的传动作用下，冷却组件与弧形板6相对于滚刀轴3径向运动的趋势相同。

连接机构包括滑杆7、连接绳8和用于对连接绳8的传动进行导向的导向件，本实施例中，导向件包括转向轮9、第一转动轮10、第二转动轮11和第三转动轮12，转向轮9、第一转动轮10、第二转动轮11和第三转动轮12均通过铰接架转动连接于刀具固定座2上；滑杆7的右端焊接于弧形板6的左侧壁上，刀具固定架上通过螺钉固定连接有支撑板13，滑杆7横向滑动连接于支撑板13上，弧形板6与支撑板13之间设有第一弹性件，第一弹性件包括套设于滑杆7上的第一弹簧14；连接绳8的一端通过螺钉固定连接于滑杆7的左端，连接绳8的另一端依次绕经转向轮9、第一转动轮10、第二转动轮11和第三转动轮12后与冷却组件连接。

如图3所示，冷却组件包括冷却管15、第一喷嘴16和通过螺纹固接的方式固定连接于冷却管15和第一喷嘴16之间的伸缩管17，冷却管15通过螺钉固定连接于图1的基座1上；同时，结合图2和图3，刀具固定座2上通过螺钉固定连接有L型的导向块18，导向块18上开有竖向设置的导向孔，导向孔位于滚刀轴3的正上方，第一喷嘴16竖向滑动连接于导向孔中，且第一喷嘴16的顶端与连接绳8的端部通过钢丝固定连接；第一喷嘴16的外壁呈阶梯状，其小端位于上端，第一喷嘴16的小端与导向块18之间设有第二弹性件，本实施例中，第二弹性件包括套设在第一喷嘴16上的第二弹簧19。

如图2所示，弧形板6的右侧壁上通过轴承转动连接有多根沿着滚刀轴3轴向设置的转棍20，多根转棍20沿着弧形板6的右侧壁弧形方向均匀排布，且相邻转棍20之间设有3mm的间隙。

具体实施过程如下：

1.当需要加工齿轮时：

首先将对应型号的滚刀4通过平键固定连接于滚刀轴3上，当滚刀4被固定连接于滚刀轴3上后，滚刀4外缘的左侧会与转棍20相接触并发生相互挤压，使得转棍20推动弧形板6向如图2中左向移动，并使第一弹簧14被压缩；当弧形板6向左被推动时，连接绳8靠近滑杆7的一端向左移动，从而使得连接绳8进一步张紧，结合图3，连接绳8进一步张紧时，将拉动第一喷嘴16向上滑动，从而使第一喷嘴16与滚刀4的外缘具有合适距离。然后将料坯5固定连接在三角卡盘上，启动滚齿机上的电机带动滚刀轴3转动，使得滚刀轴3带动滚刀4发生转动，同时利用滚齿机上的电机带动料坯5转动，从而使得滚刀4和料坯5同时转动，实现对料坯5的加工，在滚刀4转动过程中，由于弧形板6上设置有多根转棍20，相邻转棍20之间的间隙为3mm，而滚刀4上相邻滚齿之间的间隙均大于3mm，可以避免滚刀4上的滚齿卡入到相邻转棍20之间的间隙中，确保滚刀4转动时，在多根转棍20的支撑作用下，弧形板6的位置基本不发生变化，从而使得第一喷嘴16距离滚刀4的距离基本保持不变，确保第一喷嘴16喷射冷却油而实现对滚刀4的合理冷却、润滑。

2.当需要更换滚刀4时：

当需要加工不同型号的齿轮时，需要根据加工齿轮的大小确定滚刀4的型号，下面以增大滚刀4的尺寸为例进行说明。当滚刀4的尺寸增大时，同理于步骤1中的方式，将增大尺寸后的滚刀4通过平键固定连接于滚刀轴3上，由于滚刀4的尺寸增大，将推动滑杆7向如图2中的左向滑动，且滑杆7向左滑动的距离大于步骤1中滑杆7滑动的距离，从而使得滑杆7推动连接绳8张紧时，连接绳8将拉动第一喷嘴16向上移动，且第一喷嘴16向上移动后，第一喷嘴16的底端与更换后滚刀4外缘之间的距离与步骤1中第一喷嘴16的底端和滚刀4外缘之间的距离相等，从而保证第一喷嘴16能够与滚刀4外缘之间仍然保持合适距离，以使得第一喷嘴16喷射的冷却油能够对更换后的滚刀4提供合适的冷却和润滑。

实施例二

实施例二与实施例一的区别在于：如图4所示，第一喷嘴16上靠近底端处一体成型有第二喷嘴21，第二喷嘴21朝向料坯5，当冷却管15对第一喷嘴16供给冷却油时，部分冷却油会从第二喷嘴21喷向料坯5，从而使得料坯5在加工中被冷却和润滑，同时利用第二喷嘴21喷射出的冷却油对料坯5进行清洗，避免切割产生的碎屑粘附于料坯5外壁而对滚刀4切割料坯5造成干扰。

如图5所示，第一喷嘴16和第二喷嘴21内均一体成型有若干分流片22，相邻分流片22之间固定连接有与分流片22相互垂直的导流片23，相邻导流片23之间设有夹角，利用分流片22对喷射出第一喷嘴16或者第二喷嘴21的冷却油进行分流，并利用导流片23进行导流，从而使得冷却油的喷射范围更大，所产生的冷却、润滑效果更好。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种齿轮成型装置，包括刀具固定座和转动连接于刀具固定座上的滚刀轴，所述滚刀轴上可拆卸连接有滚刀，其特征在于：所述刀具固定座上沿着滚刀轴的径向方向滑动连接的弧形板，所述弧形板与滚刀轴同轴设置，所述弧形板与刀具固定座之间设有第一弹性件；所述刀具固定座上滑动连接有朝向滚刀轴的冷却组件，所述冷却组件与弧形板之间连接有用于驱动冷却组件跟随弧形板运动的连接机构，在连接机构的传动作用下，所述冷却组件与弧形板相对于滚刀轴径向运动的趋势相同。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮成型装置，其特征在于：所述连接机构包括滑杆、连接绳和用于对连接绳的传动进行导向的导向件，所述滑杆固定连接于弧形板上，所述连接绳的一端固定连接于滑杆上、另一端经过导向件的导向后与冷却组件连接。

3.根据权利要求2所述的一种齿轮成型装置，其特征在于：所述弧形板上靠近滚刀轴的一侧转动连接有若干转棍，若干转棍沿着弧形板的弧形设置方向均匀排布。

4.根据权利要求3所述的一种齿轮成型装置，其特征在于：相邻转棍之间的间隙为3-5mm。

5.根据权利要求4所述的一种齿轮成型装置，其特征在于：所述弧形板与料坯对称地位于滚刀轴的两侧。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的一种齿轮成型装置，其特征在于：所述冷却组件包括冷却管、第一喷嘴和固定连接于冷却管和第一喷嘴之间的伸缩管，所述第一喷嘴滑动连接于刀具固定座上，且第一喷嘴与连接绳远离滑杆的一端固定连接，所述第一喷嘴和刀具固定座之间设有第二弹性件。

7.根据权利要求6所述的一种齿轮成型装置，其特征在于：所述第一喷嘴位于滚刀轴的上方。

8.根据权利要求7所述的一种齿轮成型装置，其特征在于：所述刀具固定座上固定连接有导向块，所述导向块内开有竖向设置的导向孔，所述第一喷嘴滑动连接于导向孔中。

9.根据权利要求8所述的一种齿轮成型装置，其特征在于：所述第一喷嘴上固定连接有朝向料坯的第二喷嘴。

10.根据权利要求9所述的一种齿轮成型装置，其特征在于：所述第一喷嘴和第二喷嘴内均设有若干分流片，相邻分流片之间固定连接有导流片，相邻导流片之间设有夹角。

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