CN2897538Y

CN2897538Y - 一种连续磨削型面镶齿铣刀不完整齿尖r的铲齿机床凸轮

Info

Publication number: CN2897538Y
Application number: CN 200520144277
Authority: CN
Inventors: 郑超; 王凡旺
Original assignee: XI' AN AERO-ENGINE (GROUP) Co Ltd
Current assignee: Xian Aviation Power Co Ltd
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2015-12-15

Abstract

本实用新型一种连续磨削型面镶齿铣刀不完整齿尖R的铲齿机床凸轮属于机械加工技术，涉及一种用于铲齿机床的凸轮，使用它能对型面镶齿铣刀不完整齿尖R进行连续加工。该凸轮包括带有键槽的中心安装孔和定位孔，其特征在于：整个凸轮轮廓由一段工作部分圆弧、一段退程部分圆弧和位于工作部分圆弧和退程部分圆弧之间的两段过渡圆弧组成，过渡圆弧将工作部分圆弧和退程部分圆弧圆滑过渡连接。使用本实用新型凸轮代替原有铲齿机床凸轮，使铲齿机床实现了对台阶型面镶齿铣刀不完整齿尖R的连续磨削。

Description

一种连续磨削型面镶齿铣刀不完整齿尖R的铲齿机床凸轮

技术领域

本实用新型属于机械加工技术，涉及一种用于铲齿机床的凸轮，它能对型面镶齿铣刀不完整齿尖R进行连续加工。

背景技术

镶齿铣刀与整体高速钢铣刀相比，具有以下优点：

a、镶齿铣刀的刀体常用材料为40Cr或45^#钢，仅刀片材料采用高速钢，因此，刀具材料费低廉。而且当铣刀达到磨损极限不能再次修磨时，仅需重新制造新刀片装入旧的刀体就可做成新的铣刀，即刀体可反复使用多次，大大的降低了二次制造的成本。

b、通过在刀片上焊硬质合金刀头，就可以方便的做成高速钢刀具难以加工的材料的铣刀。

c、对于整体高速钢难于制造的型面铣刀，采用镶齿铣刀的结构则变得简单易行。

因此，镶齿铣刀具有整体高速钢铣刀无法相比的优点和不可替代的作用，在机械加工行业被广泛使用。特别是复杂型面的零件，若采用分部位加工，则需要进行多道工序的加工，既拉长了加工周期又因反复装夹、定位，影响零件的加工精度，而采用镶齿组合铣刀则可一次装夹完成，是一种省时、省力、加工精度高的加工刀具。

在镶齿铣刀中，常有类似附图1的型面，即一把镶齿铣刀的型面是由两种或三种刀片共同构成。如附图1所示，刀片2即③与刀片1即②端刃在轴向尺寸为A±0.01，而刀片1的齿尖R为R₀±0.05，若A＞R₀，则齿尖R为完整齿尖R，就可在外园磨床或铲齿机床通过机床传动机构带动铣刀旋转实现连续磨削齿尖R。但是，当A＜R₀时就成为不完整齿尖R，就不能如上面所说的那样连续磨削齿尖R。传统的加工方法就是操作者手转铣刀逐齿磨削，即：每磨好一个齿后需要将砂轮退出，操作者手转铣刀至下一齿，砂轮再次进刀磨削，磨削时手转铣刀直至整个R型面磨出，操作者的人身始终处于危险状况，而且每个齿的R型面都有所差异。总之，这种加工方法效率低，操作欠规范，且加工质量不稳定。长期以来，人们希望能像加工完整齿尖R那样连续磨削不完整齿尖R，但由于种种原因，这个问题几十年一直悬而未决。

发明内容

本实用新型的发明目的是：提出一种专用凸轮，用于铲齿机床后即可实现对台阶型面镶齿铣刀不完整齿尖R的连续磨削，以提高工作效率和产品质量，同时，保护操作者的人身安全。

本实用新型的技术方案是：其一：一种连续磨削型面镶齿铣刀不完整齿尖R的铲齿机床凸轮，包括带有键槽的中心安装孔和定位孔，以中心安装孔和定位孔的中心连线为X轴，以过安装孔中心并垂直于X轴的直线为Y轴，则此时键槽的中心线与Y轴重合，其特征在于：凸轮的轮廓形状如下：整个凸轮轮廓由一段工作部分圆弧、一段退程部分圆弧和位于工作部分圆弧和退程部分圆弧之间的两段过渡圆弧组成，工作部分圆弧和退程部分圆弧均相对Y轴对称，工作部分圆弧和退程部分圆弧的圆心角相同，都为α₁，α₁的取值范围为120°～140°，工作部分圆弧的半径为R1，其取值范围为30～40mm，退程部分圆弧的半径为R2，其取值范围为R2＝R1-ΔR，式中ΔR为进刀量，其取值范围为：0.8mm～6.0mm；两段过渡圆弧相对Y轴对称，两段过渡圆弧的圆心角相同，都为α₂，α₂＝180°-α₁，过渡圆弧将工作部分圆弧和退程部分圆弧圆滑过渡连接。

本实用新型的第二种技术方案是：一种连续磨削型面镶齿铣刀不完整齿尖R的铲齿机床凸轮，包括带有键槽的中心安装孔和定位孔，以中心安装孔和定位孔的中心连线为X轴，以过安装孔中心并垂直于X轴的直线为Y轴，则此时键槽的中心线与Y轴重合，其特征在于：凸轮的轮廓形状如下：整个凸轮轮廓由一段工作部分圆弧、一段退程部分圆弧和位于工作部分圆弧和退程部分圆弧之间的两段过渡圆弧组成，工作部分圆弧和退程部分圆弧均相对Y轴对称，退程部分圆弧的圆心角为α₁，工作部分圆弧的圆心角为α₁/2，α₁的取值范围为120°～140°，工作部分圆弧的半径为R1，其取值范围为30～40mm，退程部分圆弧的半径为R2，其取值范围为R2＝R1-ΔR，式中ΔR为进刀量，其取值范围为：0.8mm～6.0mm；两段过渡圆弧相对Y轴对称，两段过渡圆弧的圆心角相同，都为α₂，α₂＝0.5(360°-1.5α₁)，过渡圆弧将工作部分圆弧和退程部分圆弧圆滑过渡连接。

本实用新型的优点是：使用本实用新型凸轮代替原有凸轮，使铲齿机床实现了对台阶型面镶齿铣刀不完整齿尖R的连续磨削。本实用新型凸轮，成本很低，却实现了对几十年悬而未决的难题的突破，它既可保证加工质量，大大提高生产效率，又确保了操作工人的人身安全，特别是对于机床生产厂家来说，若在机床附件中增加这么一个凸轮，就等于赋予了机床一种新的功能，可谓低成本带来高效益。

附图说明

图1是一种镶齿铣刀结构示意图，它的型面是由两种刀片共同构成的复杂型面。图中，①是镶齿铣刀的刀体，②是刀片1，③是刀片2。

图2是本实用新型凸轮的结构示意图。图中，④是退程部分α₁，⑥是圆滑过渡部分α₂，⑤是工作部分α₁。

具体实施方式

下面对本实用新型做进一步详细说明。参见图2，本实用新型第一技术方案的凸轮，包括带有键槽的中心安装孔和定位孔，以中心安装孔和定位孔的中心连线为X轴，以过安装孔中心并垂直于X轴的直线为Y轴，则此时键槽的中心线与Y轴重合，其特征在于：凸轮的轮廓形状如下：整个凸轮轮廓由一段工作部分圆弧⑤、一段退程部分圆弧④和位于工作部分圆弧和退程部分圆弧之间的两段过渡圆弧⑥组成，工作部分圆弧⑤和退程部分圆弧④均相对Y轴对称，工作部分圆弧和退程部分圆弧的圆心角相同，都为α₁，α₁的取值范围为120°～140°，工作部分圆弧的半径为R1，其取值范围为30～40mm，退程部分圆弧的半径为R2，其取值范围为R2＝R1-ΔR，式中ΔR为进刀量，其取值要根据被加工铣刀型面确定，一般情况下其取值范围为：(0.8～6.0)mm。两段过渡圆弧相对Y轴对称，两段过渡圆弧的圆心角相同，都为α₂，α₂＝180°-α₁，过渡圆弧⑥将工作部分圆弧⑤和退程部分圆弧④圆滑过渡连接，凸轮其它部分的结构和尺寸与原有凸轮相同。

上述凸轮工作部分的圆心角与凸轮退程部分的圆心角相同，因此，在铲齿机床上可实现对镶齿铣刀进行隔齿加工。即：铲齿机床的固有传动机构使凸轮旋转并带动砂轮纵向运动，完成进刀和退刀过程。当凸轮处于工作部分时，砂轮对镶齿铣刀齿尖R进行磨削加工，当凸轮转至退程部分时，砂轮自动进行退刀。此时铣刀由机床传动机构带动自动旋转，当铣刀旋转至第二个齿尖R时，凸轮也正好再次处于工作部分，带动砂轮跳过大外径刀齿后对第二个齿尖R进行磨削加工。由于构成镶齿铣刀型面的两种刀片在刀体上隔齿排列，所以，采用此凸轮后就可实现隔齿加工。

如果构成镶齿铣刀型面的两种刀片在刀体上隔两齿排列，就需要能实现隔两齿加工的凸轮，为此，只需使凸轮工作部分的圆心角为凸轮退程部分圆心角的一半即可。本实用新型的第二种技术方案是：一种连续磨削型面镶齿铣刀不完整齿尖R的铲齿机床凸轮，包括带有键槽的中心安装孔和定位孔，以中心安装孔和定位孔的中心连线为X轴，以过安装孔中心并垂直于X轴的直线为Y轴，则此时键槽的中心线与Y轴重合，其特征在于：凸轮的轮廓形状如下：整个凸轮轮廓由一段工作部分圆弧、一段退程部分圆弧和位于工作部分圆弧和退程部分圆弧之间的两段过渡圆弧组成，工作部分圆弧和退程部分圆弧均相对Y轴对称，退程部分圆弧的圆心角为α₁，工作部分圆弧的圆心角为α₁/2，α₁的取值范围为120°～140°，工作部分圆弧的半径为R1，其取值范围为30～40mm，退程部分圆弧的半径为R2，其取值范围为R2＝R1-ΔR，式中ΔR为进刀量，其取值要根据被加工铣刀型面确定，一般情况下其取值范围为：(0.8～6.0)mm。两段过渡圆弧相对Y轴对称，两段过渡圆弧的圆心角相同，都为α₂，α₂＝0.5(360°-1.5α₁)，过渡圆弧将工作部分圆弧和退程部分圆弧圆滑过渡连接，凸轮其它部分的结构和尺寸与原有凸轮相同。

由于凸轮工作部分直径相同，因此被加工铣刀的齿尖R上不产生后角，与外磨加工的效果相同。为保证连续加工时不碰伤刀片2端刃即“B”端面，必须采用斜向铲磨加工。斜铲加工时，砂轮主轴应旋转一角度τ，其值的确定方法如下：要保证加工出的R型面完整，则砂轮横向的进刀量应大于R-A，可取(R-A+0.5)，而凸轮的结构决定了其径向进刀量为ΔR，所以：τ＝tg^-1((R-A+0.5)/ΔR)，其中：

τ为砂轮主轴与机床轴向夹角，取值范围为τ+(3°～5°)。

ΔR＝R₁-R₂，其取值以磨好齿尖R后退刀和进刀时不碰伤刀片2端刃为原则。

由τ值的计算式可以看出：τ值只与R、A、ΔR三者有关，与铣刀外径大小无关，ΔR越大，τ值越小，因此通过调整ΔR的大小，可将τ值控制在一定范围以内，确保在砂轮轴可旋转范围内。

例如，若想将τ值控制在30°以内，设ΔR＝2.5，由τ＝tg^-1((R-A+0.5)/ΔR))得到：R-A＝2.5×tg30°-0.5≈1。即：ΔR＝2.5的凸轮，可用于加工R-A≤1这个范围的此类镶齿铣刀。

再如，设ΔR＝4，则：R-A＝4×tg30°-0.5≈1.8，即：ΔR＝4的凸轮，可用于加工R-A≤1.8这个范围的此类镶齿铣刀。

综上所述，使用本实用新型的凸轮加上斜向铲磨就可实现连续磨削台阶型面镶齿铣刀齿尖不完整R。

实施例。

被加工铣刀结构如附图1所示：

实施例1、若R＝5，A＝4.5，则R-A＝0.5＜1，可采用ΔR＝2.5的凸轮，此时斜铲角度τ＝tg^-1((R-A+0.5)/2.5)≈22°。实际τ值可取22°～27°。

实施例2、若R＝3，A＝1.5，则R-A＝1.5＜1.8，可采用ΔR＝4的凸轮，此时斜铲角度τ＝tg^-1((R-A+0.5)/4)≈26°30′。实际τ值可取27°～30°。

实施例3、若R＝1，A＝0.2，则R-A＝0.8＜1，可采用ΔR＝2.5的凸轮，此时斜铲角度τ＝tg^-1((R-A+0.5)/2.5)≈27°30′。实际τ值可取28°～30°。

Claims

1、一种连续磨削型面镶齿铣刀不完整齿尖R的铲齿机床凸轮，包括带有键槽的中心安装孔和定位孔，以中心安装孔和定位孔的中心连线为X轴，以过安装孔中心并垂直于X轴的直线为Y轴，则此时键槽的中心线与Y轴重合，其特征在于：凸轮的轮廓形状如下：整个凸轮轮廓由一段工作部分圆弧、一段退程部分圆弧和位于工作部分圆弧和退程部分圆弧之间的两段过渡圆弧组成，工作部分圆弧和退程部分圆弧均相对Y轴对称，工作部分圆弧和退程部分圆弧的圆心角相同，都为α₁，α₁的取值范围为120°～140°，工作部分圆弧的半径为R1，其取值范围为30～40mm，退程部分圆弧的半径为R2，其取值范围为R2＝R1-ΔR，式中ΔR为进刀量，其取值范围为：0.8mm～6.0mm；两段过渡圆弧相对Y轴对称，两段过渡圆弧的圆心角相同，都为α₂，α₂＝180°-α₁，过渡圆弧将工作部分圆弧和退程部分圆弧圆滑过渡连接。

2、一种连续磨削型面镶齿铣刀不完整齿尖R的铲齿机床凸轮，包括带有键槽的中心安装孔和定位孔，以中心安装孔和定位孔的中心连线为X轴，以过安装孔中心并垂直于X轴的直线为Y轴，则此时键槽的中心线与Y轴重合，其特征在于：凸轮的轮廓形状如下：整个凸轮轮廓由一段工作部分圆弧、一段退程部分圆弧和位于工作部分圆弧和退程部分圆弧之间的两段过渡圆弧组成，工作部分圆弧和退程部分圆弧均相对Y轴对称，退程部分圆弧的圆心角为α₁，工作部分圆弧的圆心角为α₁/2，α₁的取值范围为120°～140°，工作部分圆弧的半径为R1，其取值范围为30～40mm，退程部分圆弧的半径为R2，其取值范围为R2＝R1-ΔR，式中ΔR为进刀量，其取值范围为：0.8mm～6.0mm；两段过渡圆弧相对Y轴对称，两段过渡圆弧的圆心角相同，都为α₂，α₂＝0.5(360°-1.5α₁)，过渡圆弧将工作部分圆弧和退程部分圆弧圆滑过渡连接。