CN220260300U - 一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构，赫氏三片齿包括轴向依次设置的静齿片、锁紧齿片、动齿片，机床齿片定位机构包括壳体、活塞和主轴，壳体、活塞和主轴啮合连接构成整体，壳体的内部开设有圆孔，圆孔与主轴相匹配，壳体的内壁沿其周向上加工有与静齿片结构相同的第一齿片，第一齿片与圆孔同轴，壳体与第一齿片为一体加工成型；主轴的表面沿其周向上加工有与动齿片结构相同的第二齿片，主轴与第二齿片为一体加工成型；活塞的顶端加工有与锁紧齿片结构相同的第三齿片，活塞与第三齿片为一体加工成型。通过一体化的设计，杜绝了动齿片和静齿片与固定时的组合误差，保证了赫氏三片齿在应用时的高精度。

Description

一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构

技术领域

本实用新型属于金属切削机床技术领域，涉及一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构。

背景技术

在金属切削机床领域，无论是旋转刀具、刀塔，还是主轴旋转，大多都是通过赫氏三片齿机构来进行定位。

所谓赫氏三片齿，是指轴向设置的三个齿片，分别为静齿片、动齿片和锁紧齿片；其中，与静止的壳体固定连接的齿片称之为静齿片，与旋转主轴固定连接的齿片称之为动齿片，可以沿轴线移动的齿片称之为锁紧齿片；静齿片、动齿片和锁紧齿片的齿向均沿轴向方向。在实际作业过程中，静齿片始终保持静止状态，当动齿片需要旋转定位时，停留在定位点附近，由锁紧片沿轴向移动，插入静齿片与动齿片之间，使静齿片与动齿片同时固定在同一径向角位，从而实现非常精准的定位。由于其定位精度高，锁紧扭矩大，因此在机床领域受到广泛的应用。

在应用过程中，想要实现赫氏三片齿的高精度定位，首先必须要保证各个齿片的加工精度，这对加工提出了非常高的要求。同时，当赫氏三片齿与机床组合时，由于两者存在间隙，会最终导致整体精度的降低。此外，因组合的需要，在机床上要设置若干螺栓孔，定位销等装置，占用空间，无形中增大了机床的体积，并且也不利于后续的装配作业。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构，解决了传统的赫氏三片齿在应用过程中存在精度损失的问题。

本实用新型所采用的技术方案是一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构，赫氏三片齿包括轴向依次设置的静齿片、锁紧齿片、动齿片，机床齿片定位机构包括壳体、活塞和主轴，壳体、活塞和主轴啮合连接构成整体，壳体的内部开设有圆孔，圆孔与主轴相匹配，壳体的内壁沿其周向上加工有与静齿片结构相同的第一齿片，第一齿片与圆孔同轴，壳体与第一齿片为一体加工成型；主轴的表面沿其周向上加工有与动齿片结构相同的第二齿片，主轴与第二齿片为一体加工成型；活塞的顶端加工有与锁紧齿片结构相同的第三齿片，活塞与第三齿片为一体加工成型。

本实用新型的特点还在于：

壳体的圆孔由不同孔径的通孔组成，第一齿片所在的圆孔的孔径大于圆孔固定主轴主体部分的孔径；第一齿片包括加工于圆孔内壁的衬圈，衬圈沿圆孔轴心方向的表面加工有数个第一轮齿，第一轮齿在周向均匀排布，第一轮齿上加工有台阶。

第二齿片上加工有数个第二轮齿，第二轮齿与第一轮齿相匹配；主轴上与第一齿片相连接的部分，其加工形状与圆孔相匹配。

第三齿片包括第一连接件和第二连接件，第一连接件和第二连接件均为环形结构，第一连接件上加工有第二连接件，第一连接件和第二连接件同轴且第二连接件的直径小于第一连接件的直径，第一连接件的直径与第一齿片的内径相同；第二连接件沿轴向的表面加工有数个定位块。

定位块在第二连接件上沿周向均匀排列。

第一齿片上的第一轮齿和第二齿片上的第二轮齿数量不少于24个。

壳体与第一齿片采用插齿机轴向加工，连续滚动切削加工而成。

壳体与第一齿片采用拉销方式加工而成。

本实用新型通过将赫氏三片齿的静片齿与壳体设计成一体，在加工时，把原有的端面齿改为轴向加工；采用插齿机，连续滚动切削，保证了良好的齿面精度，成功的解决了齿形加工难得问题。同时，将赫氏三片齿的动片齿与主轴设计成一体，加工时除了插齿以外，还可以实现磨齿加工。此外，将赫氏三片齿的锁紧片齿与活塞设计成一体，大幅减小了加工难度，降低了成本。通过一体化的设计思路，避免了各个齿片因加工造成的精度损失，同时杜绝了动齿片和静齿片与所属的机构或部件固定时的组合误差，保证了赫氏三片齿在应用时的高精度，减少了机床的占用空间，便于后续的装配作业。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的第一齿片及其连接部分的示意图；

图3是本实用新型的第二齿片及其连接部分的示意图；

图4是本实用新型的第三齿片及其连接部分的示意图；

图5是本实用新型在车铣复合机床中的应用示意图；

图6是图5的A处局部放大图。

图中，1、壳体；2、主轴；3、圆孔；4、第一齿片；5、第二齿片；6、第三齿片；7、衬圈；8、第一轮齿；9、第二轮齿；10、第一连接件；11、第二连接件；12、定位块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

实施例1：

如图1所示，本实用新型的一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构，主要是基于赫氏三片齿的结构进行改进的，赫氏三片齿包括轴向依次设置的静齿片、锁紧齿片和动齿片。机床齿片定位机构包含了壳体1、活塞和主轴2等组件，壳体1、活塞和主轴2啮合连接构成整体，壳体1的内部开设有圆孔3，圆孔3与主轴2相匹配，壳体1的内壁沿其周向上加工有与静齿片结构相同的第一齿片4，第一齿片4与圆孔3同轴，壳体1与第一齿片4为一体加工成型；主轴2的表面沿其周向上加工有与动齿片结构相同的第二齿片5，主轴2与第二齿片5为一体加工成型；活塞的顶端加工有与锁紧齿片结构相同的第三齿片6，活塞与第三齿片6为一体加工成型。这样的设计可以使得各个齿片不失精度，并且可以有效降低成本。

如图2所示，壳体1的圆孔3由不同孔径的通孔组成，第一齿片4所在的圆孔3的孔径大于圆孔3固定主轴2主体部分的孔径。第一齿片4包括加工于圆孔3内壁的衬圈7，衬圈7沿圆孔3轴心方向的表面加工有数个第一轮齿8，第一轮齿8在周向均匀排布，第一轮齿8上加工有台阶。

如图3所示，第二齿片5上加工有数个第二轮齿9，第二轮齿9与第一轮齿8相匹配。主轴2上与第一齿片4相连接的部分，其加工形状与圆孔3相匹配。

如图4所示，第三齿片6包括第一连接件10和第二连接件11，第一连接件10和第二连接件11均为环形结构，第一连接件10上加工有第二连接件11，第一连接件10和第二连接件11同轴且第二连接件11的直径小于第一连接件10的直径，第一连接件10的直径与第一齿片4的内径相同；第二连接件11沿轴向的表面加工有数个定位块12。

实施例2：

本实施例的一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构，该机构的壳体1、活塞和主轴2构成了整体，并且采用轴向依次设置的第一齿片4、第二齿片5和第三齿片6作为赫氏三片齿的组成部分，第一齿片4相当于赫氏三片齿中的静齿片，第二齿片5相当于赫氏三片齿中的锁紧齿片，第三齿片6相当于赫氏三片齿中的动齿片。

在机床齿片定位机构中，壳体1内部开设有圆孔3，并且圆孔3与主轴2相匹配。壳体1的内壁沿其周向上加工有一个静齿片，该静齿片的加工与壳体1采用了插齿机轴向加工和连续滚动切削加工来确保齿面精度。主轴2的表面沿其周向上加工有一个动齿片，主轴2与动齿片为一体加工成型。同时，活塞的顶端加工有一个锁紧齿片，活塞与锁紧齿片也为一体加工成型。

壳体1的圆孔3由不同孔径的通孔组成，且该通孔的孔径大于圆孔3固定主轴2主体部分的孔径，这有助于提高机床的稳定性和精度。静齿片包括加工于圆孔3内壁的衬圈7，衬圈7沿圆孔3轴心方向的表面加工有数个第一轮齿8，第一轮齿8在周向均匀排布并在其表面加工了台阶，这有助于增强静齿片的抗扭性。动齿片上加工有数个第二轮齿9，且与第一轮齿8相匹配，主轴2上与第一齿片4相连接的部分，其加工形状与圆孔3相匹配。

锁紧齿片包括第一连接件10和第二连接件11，且第一连接件10上加工了第二连接件11。第一连接件10和第二连接件11同轴，且第二连接件11的直径小于第一连接件10的直径。在壳体1与第一齿片4的加工中，采用插齿机轴向加工和拉销方式加工，并且第一齿片4上的第一轮齿8和动齿片上的第二轮齿9数量均不少于24个。

实施例3：

本实施例的一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构，在壳体1内部开设有与静齿片结构相同的第一齿片4，第一齿片4与加工于圆孔3固定主轴2主体部分的圆孔3同轴，并且第一轮齿8上加工有台阶。第二齿片5上加工有数个第二轮齿9，其与第一轮齿8相匹配，且其形状与圆孔3相匹配。活塞的顶端加工有与锁紧齿片结构相同的第三齿片6，活塞与第三齿片6为一体加工成型。壳体1的圆孔3由不同孔径的通孔组成，第一齿片4所在的圆孔3的孔径大于圆孔3固定主轴2主体部分的孔径。第三齿片6包括第一连接件10和第二连接件11，且第一连接件10上加工有第二连接件11。第二连接件11沿轴向的表面加工有数个定位块12，定位块12在第二连接件11沿周向均匀排列，壳体1与第一齿片4均采用拉销方式加工。

机床齿片定位机构是将赫氏三片齿中的静齿片与壳体1设计成一体，动齿片以及锁紧齿片分别与主轴2、活塞设计成一体，从而避免了组合误差并提高了赫氏三片齿的精度。在加工时，采用插齿机和拉销方式等加工手段，实现了高精度齿面加工。第三齿片6上的定位块12与插齿相呼应，实现了定位功能。通过一体化的设计思路，消除了各个齿片单独设计所带来的精度损失等问题，保证了高精度齿形加工。

具体而言，将赫氏三片齿的静片齿与壳体1设计成一体，在加工时，把原有的端面齿改为轴向加工；将动齿片与主轴2设计成一体，除了插齿以外，还可以实现磨齿加工；同时，将锁紧片齿与活塞设计成一体，从而大幅减小了加工难度以及降低了成本。

以本实用新型机床齿片定位机构在车铣复合机床中的应用为例，车铣复合机床的B轴摇摆头中安装切削刀具，刀具具有高速旋转。一方面要实现动力铣削、钻削功能，另一方面要准确分度定位，实现换刀；同时，在换刀完毕后进行切削功能。为此，将本实用新型的机床齿片定位机构安装于车铣复合机床的摇摆头结构之中，如图5和图6所示。安装刀具可实现12000RPM的铣削、钻削功能，也可以实现换刀功能的零位回归，还可实现多刀刃刀具安装，间隔15度分度选刃进行车削加工。

本实用新型在齿形加工中成功地解决了传统机床齿片加工的难题，通过改变赫氏三片齿和整体化设计的方案，实现了机床齿片的高精度定位，解决了传统机床齿片加工中出现的精度损失、加工难度较大等问题。采用一体化成型的设计思路，减小了加工难度和精度损失的问题，使机床齿片定位机构的齿形加工更加精确。其功能没有任何变化，但结构大为简化，体积缩小，刚性增强，加工方便，成本降低。此外，整体化设计还可以减小机床的占用空间，便于后续的装配作业。

Claims (8)

1.一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构，所述赫氏三片齿包括轴向依次设置的静齿片、锁紧齿片、动齿片，其特征在于，机床齿片定位机构包括壳体(1)、活塞和主轴(2)，所述壳体(1)、活塞和主轴(2)啮合连接构成整体，所述壳体(1)的内部开设有圆孔(3)，所述圆孔(3)与主轴(2)相匹配，所述壳体(1)的内壁沿其周向上加工有与所述静齿片结构相同的第一齿片(4)，所述第一齿片(4)与所述圆孔(3)同轴，所述壳体(1)与所述第一齿片(4)为一体加工成型；所述主轴(2)的表面沿其周向上加工有与所述动齿片结构相同的第二齿片(5)，所述主轴(2)与所述第二齿片(5)为一体加工成型；活塞的顶端加工有与所述锁紧齿片结构相同的第三齿片(6)，所述活塞与所述第三齿片(6)为一体加工成型。

2.根据权利要求1所述的一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构，其特征在于，所述壳体(1)的圆孔(3)由不同孔径的通孔组成，所述第一齿片(4)所在的圆孔(3)的孔径大于所述圆孔(3)固定主轴(2)主体部分的孔径；所述第一齿片(4)包括加工于所述圆孔(3)内壁的衬圈(7)，所述衬圈(7)沿圆孔(3)轴心方向的表面加工有数个第一轮齿(8)，所述第一轮齿(8)在周向均匀排布，所述第一轮齿(8)上加工有台阶。

3.根据权利要求2所述的一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构，其特征在于，所述第二齿片(5)上加工有数个第二轮齿(9)，所述第二轮齿(9)与所述第一轮齿(8)相匹配；所述主轴(2)上与所述第一齿片(4)相连接的部分，其加工形状与所述圆孔(3)相匹配。

4.根据权利要求2所述的一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构，其特征在于，所述第三齿片(6)包括第一连接件(10)和第二连接件(11)，所述第一连接件(10)和所述第二连接件(11)均为环形结构，所述第一连接件(10)上加工有所述第二连接件(11)，所述第一连接件(10)和所述第二连接件(11)同轴且所述第二连接件(11)的直径小于所述第一连接件(10)的直径，所述第一连接件(10)的直径与所述第一齿片(4)的内径相同；所述第二连接件(11)沿轴向的表面加工有数个定位块(12)。

5.根据权利要求4所述的一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构，其特征在于，所述定位块(12)在所述第二连接件(11)上沿周向均匀排列。

6.根据权利要求3所述的一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构，其特征在于，所述第一齿片(4)上的第一轮齿(8)和所述第二齿片(5)上的第二轮齿(9)数量不少于24个。

7.根据权利要求1所述的一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构，其特征在于，所述壳体(1)与所述第一齿片(4)采用插齿机轴向加工，连续滚动切削加工而成。

8.根据权利要求1所述的一种基于赫氏三片齿改进的机床齿片定位机构，其特征在于，所述壳体(1)与所述第一齿片(4)采用拉销方式加工而成。