CN209647631U - 一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置，它解决了现有技术中皮带轮加工效率低的问题，具有加工效率高、降低对刀具磨损的有益效果，其方案如下：一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置，包括刀杆，刀杆设置凹槽；移动刀具体，设于刀杆凹槽内，丝杠轴将移动刀具体与刀杆联动连接，且丝杠轴与移动刀具体配合实现自锁的螺旋升降机构；至少两个槽刀，其中一个槽刀安装于移动刀具体端部，另一个安装于刀杆端部，转动丝杠轴，以调节槽刀之间的距离。

Description

一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置

技术领域

本实用新型涉及机械加工领域，特别是涉及一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置。

背景技术

皮带轮属于盘式轮毂零件，一般尺寸较大，制造过程中主要是铸造和锻造。一般情况下，尺寸较大的设计采用铸造法。材料通常是铸铁(铸造性能好)，铸钢很少使用(铸造性能差)。一般来说，较小的尺寸可以锻造成型，材料采用钢。皮带轮作为传动系统的主要支柱产业，我国皮带轮产业近几年来发展非常迅速。国内皮带轮制造商与国外先进技术的差距进一步缩小。目前，我国生产的皮带轮已经能够满足国内外市场的需求。但是，我国皮带轮行业还存在着生产企业多、规模小、出口产品水平低、出口市场集中、价格竞争激烈等一系列问题。此外，由于传动系统对零件重量的要求以及皮带轮原材料铸件价格的增长，皮带轮的加工制造技术也在快速的变革。

我国皮带轮行业的国内市场占有很大的市场份额，但自主创新能力仍然很薄弱，核心技术受到限制。产品和产业结构也不尽合理；市场格局和激烈竞争态势等问题依然突出。我国与国外在主机制造方面的差距日益缩小。然而，有些零部件的生产仍存在许多长期依赖进口的问题。“中低端过剩，高端严重不足”现象十分明显。一般来说，较大尺寸的皮带轮设计为铸造，而较小尺寸的皮带轮可设计为锻造。

车削加工是机械加工中最常用的加工方法之一。由于数控车床具有加工精度高、可以进行直线插补和圆弧插补、加工时能自动变速等特点，其工艺范围比普通机床要宽得多。所有可以安装在车床夹具上的零件都可以在车床上加工。现阶段我国工厂企业皮带轮的加工工艺过程为：粗车轮廓端面—精车轮廓端面—拉键槽—粗车皮带轮槽—精车皮带轮槽。而皮带轮槽的现加工方式是：排刀轧车，然后轮廓精车。加工时间长，效率低，在这过程中夹紧后车削易变形；装夹轻时易掉件。

皮带轮不仅市场需求量大，加工质量的要求较高，例如要求表面无杂质、组织均匀、粗糙度低、直线度好等；而且在加工铸铁皮带轮时，其刀具的磨损速度较快、加工时切削速度较小、其形状精度难以保证，因此生产成本比较高、生产效率低下、成产加工的质量差等问题。数控加工技术是未来数十年机械加工的发展趋势，是建设现代制造业的重要且必要的技术支撑，它的应用也将越来越广泛。利用数控车床加工皮带轮的轮槽，一般主要有一下四种加工方法：

第一种方法：和普通车床加工皮带轮轮槽工艺一样，采用切槽车刀和成形车刀互相配合使用，利用程序控制方法对工件进行加工：先用切槽车刀加工出直槽，然后用成形车刀修整轮槽。第二种方法：采用切槽车刀和左右偏刀互相配合使用，利用程序控制方法对零件进行加工：先用切槽车刀加工出直槽，再用左偏刀加工出左侧面，然后用右偏刀加工出右侧面，从而实现V型皮带轮的轮槽加工。第三种方法：采用一次成形车刀，直接将轮槽加工出来。第四种方法：只采用一把切槽车刀，利用程序控制方法对零件进行加工：先利用车削加工出直槽，再用切槽车刀的左刀尖加工出轮槽的左侧面，然后用切槽车刀的右刀尖加工出轮槽的右侧面，最后再进行精加工，一步步地完成V型带轮轮槽的车削加工。

第一种方法的优点是工艺成熟，容易实现，程序编制简单，缺点是废品率较高，需要修磨出成形车刀，单件小批量生产时成本高。第二种方法的优点是工艺成熟，车刀刚性好，加工精度较高，缺点是对刀操作复杂，由于左右偏刀的尺寸较大，不适宜小尺寸的轮槽加工。第三种方法的优点是加工效率高，一次成型，缺点是成本比较高，刀具磨损严重。第四种方法的优点是刀具简单，对刀操作简单，程序绘制较简单，容易实现，加工精度好，适用于小批量或大批量的加工，缺点是车刀刚性较差，需要小心选择加工参数。

由于第四种方法具有选用加工刀具简单，容易实现，加工精度较高的特点，程序编制容易等优点，所以目前国内选用第四种方法：采用一把普通的切槽刀，用数控车床进行加工，实现皮带轮轮槽的加工。但实用新型人发现以上加工方式仍有不足之处，加工效率比较低，虽然现已有多齿成形车刀，采用一次成型，但对刀具损耗较大，磨损后，需要对车刀进行修磨，成本非常高，适用性单一，除一些有特别要求的零件外，一般不采用这种刀具。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置，能有效对槽刀之间的间距进行调整，适应能力强，适应范围更广。

一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置的具体方案如下：

一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置，包括：

刀杆，刀杆设置凹槽；

移动刀具体，设于刀杆凹槽内，丝杠轴将移动刀具体与刀杆联动连接，且丝杠轴与移动刀具体配合实现自锁的螺旋升降机构；

至少两个槽刀，其中一个槽刀安装于移动刀具体端部，另一个安装于刀杆端部，转动丝杠轴，以调节槽刀之间的距离。

上述的刀具装置，丝杠轴将移动刀具体和刀杆联动连接，移动刀具体在刀杆凹槽内有活动空间，通过转动丝杠轴，就可以实现移动刀具体带动相应槽刀的移动，便于调节移动刀具体相对于刀杆的高度。

进一步地，刀具装置还包括锁紧件，锁紧件连接所述的刀杆与所述移动刀具体。

进一步地，所述锁紧件包括安装于所述刀杆同一纵向面的第一紧定螺钉和锥端定位螺钉，第一紧定螺钉设于丝杠轴的一侧，锁紧件还包括设于所述丝杠轴另一侧的第二紧定螺钉，在对槽刀位置确定后，通过锥端定位螺钉对移动刀具体进行定位连接，然后再通过第一紧定螺钉实现移动刀具体与刀杆的连接，其中第一紧定螺钉在上，锥端定位螺钉在下。

进一步地，所述第一紧定螺钉为平端紧定螺钉，为了对移动刀具体锁紧均衡，特设置了第二紧定螺钉，所述第二紧定螺钉为刀具体内六角圆柱头螺钉。

进一步地，所述刀具装置还包括纵向穿过所述刀杆和移动刀具体的至少一根光轴，贯穿设置的光轴用于在刀杆的纵向方向对移动刀具体进行导向，移动刀具体通过刀杆端面、刀杆内侧壁及锥端定位螺钉进行完全定位。

进一步地，所述光轴设于所述丝杠轴的两侧。

进一步地，所述丝杠轴一端突出于所述刀杆设置，即在丝杠轴端部设置螺母，以方便对丝杠轴的转动，且丝杠轴与刀杆之间设置轴承，丝杠轴与轴承内圈，轴承外圈与刀杆之间均采用过盈配合的方式。

进一步地，所述刀杆端部设置用于对所述槽刀压紧的压板，压板通过第三锁紧螺钉与所述刀杆连接，这样第三锁紧螺钉的设置可使压板对槽刀进行压紧。

进一步地，所述刀杆在所述槽刀设置的端部设置刻度线，通过刻度线的设置便于对槽刀的位置确认，两槽刀刀尖的中心距可调节范围为10～25mm，可适用多种型号的皮带轮轮槽加工。丝杠轴的竖直方向受力很小，丝杠轴两端与轴承采用过盈连接，可以通过手动调节来调节移动刀具体的位置。

一种用于粗加工皮带轮槽的方法，采用所述的一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型通过移动刀具体的设置，可根据不同型号的皮带轮调节两槽刀的刀具，从而加工不同轮槽中心距的皮带轮，适应能力更强，适应范围更广。

2)本实用新型的刀具为槽刀，大大降低了成本，而且可快速更换槽刀，无需现场进行修磨，避免对生产造成影响。

3)本实用新型理论上可以提高轮槽工序50％的加工效率，这对皮带轮批量生产有很大的效益，能够适应各种生产规模，提高加工效率，而且可以有效降低对刀具的磨损。建议删除后半句，本实用新型并不能减少刀具磨损

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型实施例中装置的剖视图；

图2为本实用新型实施例中装置的主视图；

图3为本实用新型实施例中装置的俯视图；

图4为本实用新型实施例中装置的侧视图；

图5为本实用新型实施例中刀杆的剖视图；

图6为本实用新型实施例中刀杆的主视图；

图7为本实用新型实施例中刀杆的侧视图；

图8为本实用新型实施例中移动刀具体的主视图；

图9为本实用新型实施例中移动刀具体的俯视图；

其中：1-开槽平端紧定螺钉，2-丝杠轴，3-第一滚动轴承，4-光轴，5-刀杆，6-移动刀具体，7-第二滚动轴承，8-开槽锥端定位螺钉，9-刀具体内六角圆柱头螺钉，10-压板，11-内六角圆柱头螺钉，12-轴用弹性挡圈，13-槽刀，14-长条孔，15-伸出段，16-光轴孔，17-螺钉安装孔。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本实用新型提出了一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置。

本实用新型的一种典型的实施方式中，如图1-图4所示，一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置，包括刀杆5，刀杆5设置凹槽；移动刀具体6，设于刀杆5凹槽内，丝杠轴2将移动刀具体6与刀杆5联动连接；至少两个槽刀13，其中一个槽刀安装于移动刀具体6端部，另一个安装于刀杆5端部，转动丝杠轴2，以调节槽刀之间的距离。

在一些实施例中，刀杆5的材料为45钢，移动刀具体的材料为40Cr，具体材料可进行更换，不做强制限定。

上述的刀具装置，丝杠轴2将移动刀具体和刀杆联动连接，移动刀具体在刀杆凹槽内有活动空间，通过转动丝杠轴2，就可以实现移动刀具体6带动相应槽刀的移动，便于调节移动刀具体6相对于刀杆5的高度，此外丝杠轴2与移动刀具体6配合，能够实现自锁，自锁条件：螺纹升角α＜θ，静摩擦因数μ₀＝0.1，μ₀＝tanθ则θ为5°43′，α＝4°～4°13′，本实施例中丝杠轴2选用螺纹升角α＝4°。其中，槽刀13设置弧形定位槽，槽刀13弧形定位槽通过设于刀杆5和移动刀具体6端部的弧形定位面进行定位，从而便于安装。刀杆5端部设置用于对所述槽刀压紧的压板10，压板10通过第三锁紧螺钉与所述刀杆5连接，这样第三锁紧螺钉的设置可使压板对槽刀13进行压紧，如图2所示，第三锁紧螺钉为内六角圆柱头螺钉11。

槽刀13为普通槽刀，皮带轮加工轮槽之前外轮廓直径相同，理论上，在误差允许范围内，加工出来的轮槽基本上是相同的。

刀具装置还包括锁紧件，锁紧件连接所述的刀杆5与所述移动刀具体6。锁紧件包括安装于所述刀杆5同一纵向面的第一紧定螺钉和开槽锥端定位螺钉8，第一紧定螺钉设于丝杠轴2的一侧，锁紧件还包括设于所述丝杠轴另一侧的第二紧定螺钉，第二紧定螺钉与第一紧定螺钉相互垂直，在对槽刀13位置确定后，通过锥端定位螺钉对移动刀具体进行定位连接，然后再通过第一紧定螺钉实现移动刀具体6与刀杆5的连接，其中第一紧定螺钉在上，开槽锥端定位螺钉8在下，二者同一直线设置，刀杆5设置螺纹孔，用于安装相应的锁紧件，如图5和图6所示，且刀杆5用于安装槽刀的端面一侧设置伸出段15用于保护槽刀。

如图8和图9所示，移动刀具体6设置螺钉安装孔17，刀杆5侧部设置长条孔14，刀具体内六角圆柱头螺钉9穿过刀杆长条孔14、螺钉安装孔17与移动刀具体6连接，在一些实施例中，刀具体内六角圆柱头螺钉9可设有多个，以从刀杆侧部稳定移动刀具体6的安装。

第一紧定螺钉为开槽平端紧定螺钉1，为了对移动刀具体锁紧均衡，增强稳固性，特设置了第二紧定螺钉，第二紧定螺钉为刀具体内六角圆柱头螺钉9。

刀具装置还包括纵向穿过刀杆和移动刀具体的至少一根光轴4，贯穿设置的光轴4用于在刀杆5的纵向方向对移动刀具体进行导向，在一些实施例中，设置两根光轴4，光轴4设于丝杠轴2的两侧，光轴4设于锁紧件的外侧，光轴4与刀杆5之间设置轴用弹性挡圈12，在移动刀具体6设置光轴孔16用于光轴的穿过，光轴4与丝杠轴2平行设置，光轴4与刀具体内六角圆柱头螺钉9相互垂直设置。

通过光轴4与锁紧件的设置，移动刀具体6通过刀杆设有刻度的端面、刀杆内侧壁两个面定位限制五个自由度，即刀杆5设置开口槽，通过开口槽设置移动刀具体6并限制移动刀具体6的部分自由度，开口槽的高度大于移动刀具体6的高度，这便于对移动刀具体高度的调节，再通过开槽锥端定位螺钉8限制一个自由度，实现对移动刀具体6的定位。

丝杠轴2一端突出于所述刀杆5设置，即在丝杠轴2端部设置螺母，以方便对丝杠轴2的转动，且丝杠轴2与刀杆5之间设置轴承，轴承为滚动轴承，具体为第一滚动轴承3和第二滚动轴承7，丝杠轴2与轴承内圈，轴承外圈与刀杆5之间均采用过盈配合的方式。

刀杆5在槽刀13设置的端部设置刻度线，如图4所示，通过刻度线的设置便于对槽刀13的位置确认，两槽刀刀尖的中心距可调节范围为10～25mm，可适用多种型号的皮带轮轮槽加工。丝杠轴12的竖直方向受力很小，丝杠轴12两端与轴承采用过盈连接，可以通过手动调节来调节移动刀具体的位置。

本实施例提供的刀具装置可以适用于立式数控车车床又可适用于卧式数控车床，根据皮带轮轮槽的尺寸及位置要求，按照刻度线手动调好两把槽刀的间距，锁紧之后安装到车床刀架上，进行皮带轮轮槽的粗加工。

一种用于粗加工皮带轮槽的方法，采用所述的一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置，其特征在于，包括：

刀杆，刀杆设置凹槽；

移动刀具体，设于刀杆凹槽内，丝杠轴将移动刀具体与刀杆联动连接，且丝杠轴与移动刀具体配合实现自锁的螺旋升降机构；

至少两个槽刀，其中一个槽刀安装于移动刀具体端部，另一个安装于刀杆端部，转动丝杠轴，以调节槽刀之间的距离。

2.根据权利要求1所述的一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置，其特征在于，还包括锁紧件，锁紧件连接所述的刀杆与所述移动刀具体。

3.根据权利要求2所述的一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置，其特征在于，所述锁紧件包括安装于所述刀杆同一纵向面的第一紧定螺钉和锥端定位螺钉，第一紧定螺钉设于丝杠轴的一侧，锁紧件还包括设于所述丝杠轴另一侧的第二紧定螺钉。

4.根据权利要求3所述的一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置，其特征在于，所述第一紧定螺钉为平端紧定螺钉，所述第二紧定螺钉为刀具体内六角圆柱头螺钉。

5.根据权利要求1所述的一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置，其特征在于，还包括纵向穿过所述刀杆和移动刀具体的至少一根光轴。

6.根据权利要求1所述的一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置，其特征在于，所述丝杠轴一端突出于所述刀杆设置，且丝杠轴与刀杆之间设置轴承。

7.根据权利要求1所述的一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置，其特征在于，所述刀杆端部设置用于对所述槽刀压紧的压板，压板通过第三锁紧螺钉与所述刀杆连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置，其特征在于，所述刀杆在所述槽刀设置的端部设置刻度线。

9.根据权利要求5所述的一种用于粗加工皮带轮槽的刀具装置，其特征在于，所述光轴设于所述丝杠轴的两侧。