CN113263227B - 一种内齿轮铣削用铣刀架结构及其铣削方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内齿轮铣削用铣刀架结构及其铣削方法，包括刀架，刀架内设有刀头，刀架一侧设有与刀头对应的开口，另一侧设有供刀头穿过的安装孔，刀头通过角度调整机构调整，刀头内设有铣刀片，刀头前侧设有供铣刀片通过的刀槽，铣刀片安装在铣刀轴上，刀头顶部设有轴承座，驱动轴安装在轴承座上，驱动轴下端设有主动锥齿轮，铣刀轴上设有与主动锥齿轮配合的从动锥齿轮，驱动轴与万向联轴器的一端连接，万向联轴器通过驱动机构驱动。该结构和方法方便调整刀具的角度，实现内直齿或内斜齿加工，无需使用专用的插齿刀具与斜导轨，以连续铣削的方法加工，提高加工效率，降低工艺成本。

Description

一种内齿轮铣削用铣刀架结构及其铣削方法

技术领域

本发明涉及齿轮加工领域，特别涉及一种内齿轮铣削用铣刀架结构及其铣削方法。

背景技术

随着新能源汽车、机器人、工程机械的大量应用，大传动比的减速机需求量增加，内齿轮包括内斜齿齿轮的加工需要也越来越大。传统的内齿轮加工几乎完全使用插齿机，新近出现的scuding（刮齿）技术也因为机床、刀具成本高难以大规模使用。传统的插齿加工特别是内斜齿轮因为效率低、刀具专用、还需要配置专用的螺旋导轨，也存在工艺准备时间效率低的问题。

本发明不用传统的铣刀架整体调整角度，而采用铣刀调整角度，从而使铣刀架与走刀方向平行的工艺方法，以实现大的加工齿宽或多件内齿轮连做的高效率加工，特别是大齿宽的斜内齿轮加工，本发明具有工艺准备时间短、加工效率高、工艺成本低的优点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种内齿轮铣削用铣刀架结构及其铣削方法，方便调整刀具的角度，提高加工效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种内齿轮铣削用铣刀架结构，包括刀架，刀架内设有刀头，刀架一侧设有与刀头对应的开口，另一侧设有供刀头穿过的安装孔，刀头通过角度调整机构调整，刀头内设有铣刀片，刀头前侧设有供铣刀片通过的刀槽，铣刀片安装在铣刀轴上，刀头顶部设有轴承座，驱动轴安装在轴承座上，驱动轴下端设有主动锥齿轮，铣刀轴上设有与主动锥齿轮配合的从动锥齿轮，驱动轴与万向联轴器的一端连接，万向联轴器通过驱动机构驱动。

优选的方案中，所述驱动机构包括设置在刀架顶部的驱动电机，驱动电机的转轴与减速机连接，减速机的输出端与万向联轴器上端连接。

优选的方案中，所述角度调整机构包括与刀头连接的转动装置。

优选的方案中，所述刀架外侧对应转动装置设置沉台，沉台上设有“T”形槽，螺栓端部设有与“T”形槽配合的凸起，转动装置上设有与螺栓配合的通孔，螺栓上设有对转动装置进行压紧的螺母。

优选的方案中，所述转动装置为套设在刀头上的蜗轮，蜗杆与蜗轮配合，蜗杆安装在支座上，支座设置在刀架外侧，蜗杆端部设有调整手柄。

本发明还提供一种内齿轮铣削方法，包括如下步骤：

步骤一、根据内齿轮的螺旋角，通过转动装置旋转刀头，调整铣刀片的角度；

步骤二、将铣刀架结构放置在待切削的内齿轮内部，启动驱动机构，带动铣刀片对内齿进行切削；

步骤三、切削完成一个内齿加工后，将刀架向上提起，刀架转动调整位置后下降进入待切削的内齿轮内部，完成下一个内齿的加工，依次重复直至完成全部内齿切削加工。

优选的方案中，所述步骤一中，通过转动蜗杆实现蜗轮的转动，从而调节刀头的角度。

优选的方案中，所述步骤一中，完成刀头的角度调整后，通过转动螺母对转动装置进行压紧，实现位置锁紧。

本发明提供的一种内齿轮铣削用铣刀架结构及其铣削方法，实现内直齿或内斜齿加工，无需使用专用的插齿刀具与斜导轨，以连续铣削的方法加工，提高加工效率，降低工艺成本。

当需要加工内直齿时，铣刀片处于竖直状态，当需要加工斜内齿轮时，通过调整刀头，调整铣刀片的倾斜角度即可实现。调整铣刀头角度对于加工内齿轮的齿宽无影响。而且该铣刀架机构能够加工直径较小的内直齿或内斜齿齿轮。

因为铣削工艺使用大批量制造的硬质合金可更换刀片连续切削，效率远高于插齿工艺，实现内齿轮特别是斜内齿轮的铣削加工对于提高内齿制造的效率，降低工艺成本具有重大意义。通过刀头角度调整，使得大螺旋角内齿、大齿宽内齿的加工工艺容易实现。

附图说明

下面结合附图和实施实例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的左视图；

图4为本发明的右视图；

图5为图2沿A-A面的剖视图；

图6为图4沿B-B面的剖视图；

图7为图5中C处的放大图；

图8为图6中D处的放大图；

图中：刀架1，刀头2，铣刀片3，铣刀轴4，轴承座5，驱动轴6，主动锥齿轮7，从动锥齿轮8，万向联轴器9，驱动电机10，减速机11，蜗轮12，蜗杆13，支座14，调整手柄15，螺栓16，螺母17，开口101，安装孔102，沉台103，“T”形槽104，刀槽201，凸起1601。

具体实施方式

如图1~7所示，一种内齿轮铣削用铣刀架结构，包括刀架1，刀架1为圆柱筒状结构，刀架1内设有刀头2，刀架1一侧设有与刀头2对应的开口101，另一侧设有供刀头2穿过的安装孔102，刀头2可以设置为与刀架1垂直设置的横向圆柱结构，刀头2通过角度调整机构调整，刀头2内设有铣刀片3，刀头2前侧设有供铣刀片3通过的刀槽201，铣刀片3安装在铣刀轴4上，铣刀轴4通过轴承转动安装在刀头2内，刀头2顶部设有轴承座5，驱动轴6安装在轴承座5上，驱动轴6下端设有主动锥齿轮7，铣刀轴4上设有与主动锥齿轮7配合的从动锥齿轮8，驱动轴6与万向联轴器9的一端连接，万向联轴器9通过驱动机构驱动。

具体操作时，该铣刀架结构安装在车床上进行操作。

优选的，所述驱动机构包括设置在刀架1顶部的驱动电机10，驱动电机10的转轴与减速机11连接，减速机11的输出端与万向联轴器9上端连接。

驱动机构也可以用减速电机代替。

所述角度调整机构包括与刀头2连接的转动装置。转动装置可以为转动盘，通过转动装置带动刀头2进行转动，从而方便调整铣刀片3对的角度。

所述刀架1外侧对应转动装置设置的沉台103，沉台103上设有“T”形槽104，“T”形槽104为环形槽，螺栓16端部设有与“T”形槽104配合的凸起1601，转动装置上设有与螺栓16配合的通孔，螺栓16上设有对转动装置进行压紧的螺母17。

当需要进行角度调整时，松开螺母17，解除锁定，转动装置转动带动刀头2调整角度，调整的过程中，凸起1601沿“T”形槽104的圆形轨迹移动，调整到位后，拧紧螺母17完成锁定。

例如当需要加工内直齿时，铣刀片3处于竖直状态，当需要加工斜内齿轮时，通过调整刀头2，调整铣刀片3的倾斜角度即可实现。

调整铣刀头角度对于加工内齿轮的齿宽无影响。

而且该铣刀架机构能够加工直径较小的内直齿或内斜齿齿轮。例如，在实际操作中，能够加工内齿轮的尺寸，齿顶圆（最小内径）直径：286mm，齿宽320mm，螺旋角12度。

优选的，所述转动装置为套设在刀头2上的蜗轮12，具体的，刀头2的端部设有与蜗轮12适配的凸起，蜗杆13与蜗轮12配合，蜗杆13通过轴承转动安装在支座14上，支座14设置在刀架1外侧，蜗杆13端部设有调整手柄15。

通过转动调整手柄15，驱动蜗杆13转动，蜗杆13与蜗轮12配合，带动刀头2转动，方便对刀头2的角度调整操作。

所述刀架1外侧对应转动装置设置沉台103，沉台103上设有“T”形槽104，螺栓16端部设有与“T”形槽104配合的凸起1601，蜗轮12上设有与螺栓16配合的通孔，螺栓16上设有对转动装置进行压紧的螺母17。

一种内齿轮铣削方法，包括如下步骤：

步骤一、根据内齿轮的螺旋角，通过转动装置旋转刀头2，调整铣刀片3的角度，具体的，通过转动蜗杆13实现蜗轮12的转动，从而调节刀头2的角度，完成刀头2的角度调整后，通过转动螺母17对蜗轮12进行压紧，实现位置锁紧；

步骤二、将铣刀架结构放置在待切削的内齿轮内部，启动驱动机构，带动铣刀片3对内齿进行切削；

步骤三、切削完成一个内齿加工后，将刀架1向上提起，刀架1转动调整位置后下降进入待切削的内齿轮内部，完成下一个内齿的加工，依次重复直至完成全部内齿切削加工。

本发明可用于各种直齿、斜齿的内齿轮切削加工。因为铣削工艺使用大批量制造的硬质合金可更换刀片连续切削，效率远高于插齿工艺，实现内齿轮特别是斜内齿轮的铣削加工对于提高内齿制造的效率，降低工艺成本具有重大意义。最具实用价值的是刀头调整角度功能，使得大螺旋角内齿、大齿宽内齿的加工工艺不再困难。

Claims (5)

1.一种内齿轮铣削用铣刀架结构，其特征在于，包括刀架（1），刀架（1）内设有刀头（2），刀架（1）一侧设有与刀头（2）对应的开口（101），另一侧设有供刀头（2）穿过的安装孔（102），刀头（2）通过角度调整机构调整，刀头（2）内设有铣刀片（3），刀头（2）前侧设有供铣刀片（3）通过的刀槽（201），铣刀片（3）安装在铣刀轴（4）上，刀头（2）顶部设有轴承座（5），驱动轴（6）安装在轴承座（5）上，驱动轴（6）下端设有主动锥齿轮（7），铣刀轴（4）上设有与主动锥齿轮（7）配合的从动锥齿轮（8），驱动轴（6）与万向联轴器（9）的一端连接，万向联轴器（9）通过驱动机构驱动；所述角度调整机构包括与刀头（2）连接的转动装置，所述刀架（1）外侧对应转动装置设置沉台（103），沉台（103）上设有“T”形槽（104），螺栓（16）端部设有与“T”形槽（104）配合的凸起（1601），转动装置上设有与螺栓（16）配合的通孔，螺栓（16）上设有对转动装置进行压紧的螺母（17），所述转动装置为套设在刀头（2）上的蜗轮（12），蜗杆（13）与蜗轮（12）配合，蜗杆（13）安装在支座（14）上，支座（14）设置在刀架（1）外侧，蜗杆（13）端部设有调整手柄（15）。

2.根据权利要求1所述的一种内齿轮铣削用铣刀架结构，其特征在于，所述驱动机构包括设置在刀架（1）顶部的驱动电机（10），驱动电机（10）的转轴与减速机（11）连接，减速机（11）的输出端与万向联轴器（9）上端连接。

3.一种内齿轮铣削方法，其特征在于，采用权利要求1~2任一项所述的内齿轮铣削用铣刀架结构进行内齿轮铣削，包括如下步骤：

步骤一、根据内齿轮的螺旋角，通过转动装置旋转刀头（2），调整铣刀片（3）的角度；

步骤二、将铣刀架结构放置在待切削的内齿轮内部，启动驱动机构，带动铣刀片（3）对内齿进行切削；

步骤三、切削完成一个内齿加工后，将刀架（1）向上提起，刀架（1）转动调整位置后下降进入待切削的内齿轮内部，完成下一个内齿的加工，依次重复直至完成全部内齿切削加工。

4.根据权利要求3所述的一种内齿轮铣削方法，其特征在于，所述步骤一中，通过转动蜗杆（13）实现蜗轮（12）的转动，从而调节刀头（2）的角度。

5.根据权利要求3所述的一种内齿轮铣削方法，其特征在于，所述步骤一中，完成刀头（2）的角度调整后，通过转动螺母（17）对转动装置进行压紧，实现位置锁紧。