專利名稱：插齒刀齒頂圓弧加工工裝夾具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于在工具磨床上實現對插齒刀齒頂的半圓弧或全圓弧加工的工裝夾具。
背景技術：
插齒刀是一種用于對齒輪進行加工的現有刀具。目前，在汽車和摩托車的齒輪生產行業中，對齒輪的幾何精度和耐用度的要求越來越高，包括齒輪齒根的根部造形要求也越來越高。為了增強齒輪齒根部的強度、耐用度、美觀，齒輪的根部需要做成半圓弧或全圓弧。但是，由于目前設計的插齒刀或標準插齒刀的齒頂大部分都是前面齒頂寬要窄一點，而底邊的齒頂寬要寬一點，并不是標準的全圓弧或半圓弧的形狀，故這種插齒刀加工出來的齒輪，其根部也不是標準的全圓弧或半圓弧的形狀。故需要改變插齒刀齒頂形狀。要在插齒刀齒頂軸向上(直齒插齒刀)或螺旋方向上(斜齒插齒刀)做成半圓弧或是全圓弧，它在插齒刀齒頂軸向上或螺旋方向上是一個不等圓弧半徑齒頂，加工起來比較困難。為了在插齒刀齒頂軸向上或螺旋方向上做成等圓弧半徑，這就要求改變插齒刀的后角，才能使插齒刀齒頂在軸向上或螺旋方向上是等圓弧的，并且還要求插齒刀用后(修磨后)，齒頂仍能保證插齒刀插制齒輪的根徑能滿足齒輪齒根的技術要求?，F有的插齒刀齒頂軸向或是螺旋方向磨制的圓弧是在齒輪磨床Y7125或者工具磨床上磨制的，無法實現上述要求，其磨制的圓弧都是一段漸開線代替圓弧段，該圓弧段并不與插齒刀外圓和齒形漸開線平滑連接，形成的一個圓弧段有兩個銳點、兩個圓弧段有四個銳點。在插制齒輪時不僅僅不能加工出圓弧形齒根的齒輪，而且插齒刀齒頂銳點處易磨損或崩齒，使插齒刀壽命大大縮短。故如果能夠研發出一種在普通工具磨床上實現插齒刀齒頂圓弧加工的工裝夾具，則能夠方便地加工出根部為半圓弧或全圓弧的齒輪，提高齒輪根部的強度、耐用度和美觀，同時能夠提高插齒刀使用壽命。

發明內容
針對上述現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是，怎樣提供一種插齒刀齒頂圓弧加工工裝夾具；該工裝夾具用于普通工具磨床上，能夠實現對插齒刀齒頂的半圓弧或全圓弧的磨制，使磨制的插齒刀齒頂圓弧平滑連接，無銳點，美觀，能夠提高插齒刀使用壽命，同時進一步也就實現了對齒輪根部弧形的加工。為了解決上述技術問題，本發明中采用了如下的技術方案
一種插齒刀齒頂圓弧加工工裝夾具，包括機座，其特征在于所述機座上設置有具有橫向移動控制功能的橫向移動工作臺，所述橫向移動工作臺上設置有具有縱向移動控制功能的縱向移動工作臺，縱向移動工作臺上設置有具有水平旋轉控制功能的水平旋轉工作臺， 水平旋轉工作臺上設置有正弦尺裝置，正弦尺裝置中正弦尺工作臺下方一端的圓柱體抵接在固定于水平旋轉工作臺上的一個正弦尺定位塊上，正弦尺工作臺下方另一端的圓柱體搭接在位于水平旋轉工作臺上的組合量塊上，所述正弦尺工作臺上方的一端固定設置有一個固定頂尖座，固定頂尖座具有一個固定頂尖，正弦尺工作臺上方的另一端固定設置有一個活動頂尖座，活動頂尖座具有一個活動頂尖，活動頂尖和固定頂尖正對設置且活動頂尖能夠在一個安裝在活動頂尖座上的分齒螺旋步進電機的控制下轉動；所述機座上還設置有一個立柱，立柱下方設置有立柱升降控制機構，立柱上端超出正弦尺工作臺并在側面上設置有一個豎直平面內轉動的成形砂輪，成形砂輪用于對定位于固定頂尖和活動頂尖之間的插齒刀齒頂進行研磨加工，立柱上還設置有一個用于帶動成形砂輪旋轉的砂輪動力電機，立柱頂部還設置有一個砂輪圓弧修整器，砂輪圓弧修整器的金剛筆與成形砂輪的研磨面位置對應并用于對該研磨面的弧形加工。本夾具使用時，待加工的插齒刀的芯軸兩端被定位于固定頂尖和活動頂尖之間， 操縱縱向移動工作臺可以實現插齒刀的縱向移動，操縱橫向移動工作臺可以實現插齒刀的橫向移動，操縱水平旋轉工作臺可以實現插齒刀的水平旋轉，成形砂輪在砂輪動力電機的帶動下在固定位置旋轉，靠操縱三個工作臺運動實現砂輪與插齒刀之間的走位，實現對插齒刀齒頂的半圓弧或全圓弧研磨，根據正弦工作臺組合量塊高度的控制，可以控制插齒刀后角的大小調整，分齒螺旋步進電機用于帶動插齒刀轉動以加工下一個齒。具體加工時， 本夾具的控制部分可以連接一個計算機，根據計算機程序控制各工作臺運動即可實現插齒刀齒頂半圓弧或全圓弧的加工，其中自動控制部分根據自動控制領域常規知識即可設計得到，根據待加工插齒刀的各加工參數，換算為各工作臺的運動參數，輸入預設的控制程序， 即可實現自動控制加工，實施時插齒刀應該位于水平旋轉工作臺的旋轉中心位置，以便于程序運算，但該自動控制部分不屬于本發明對現有技術做出貢獻的地方，故不在此詳述。作為優化，所述活動頂尖上還設置有芯軸鎖緊裝置，所述芯軸鎖緊裝置具有一個夾持固定在插齒刀芯軸上的芯軸夾持部和一個固定在活動頂尖上的頂尖固定部。優化后， 能夠更好地實現對插齒刀的固定，防止插齒刀在加工過程中掉落。作為另一優化，還包括由正弦尺鎖緊裝置，所述正弦尺鎖緊裝置包括一個弧形的連接塊，連接塊中空形成一個弧形槽，連接塊一端可轉動地定位在水平旋轉工作臺上，連接塊另一端靠一個鎖緊螺栓穿過弧形槽后定位在正弦尺工作臺上。本正弦尺鎖緊裝置，能夠將傾斜度設置好的正弦尺工作臺鎖緊固定，防止加工過程中正弦尺工作臺發生移動。其中， 采用一個帶弧形槽的弧形連接塊作為固定件，可以使得當正弦尺工作臺位于任意傾斜度時，鎖緊螺栓均位于該弧形槽內，只需旋緊鎖緊螺栓，即可鎖緊固定，故操作非常方便快捷。綜上所述，本發明的工裝夾具，使用于現有的工具磨床上，即能夠實現對插齒刀齒頂圓弧段的磨制，能夠使磨制的插齒刀齒頂圓弧平滑連接，無銳點，美觀，使插齒刀的壽命提高3 5倍。


圖1為本發明具體實施時的結構示意圖。圖2為本發明具體實施時采用的砂輪圓弧修整器的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。如圖1和圖2所示，一種插齒刀齒頂圓弧加工工裝夾具，包括機座1，所述機座1 上設置有具有橫向移動控制功能的橫向移動工作臺2，所述橫向移動工作臺2上設置有具有縱向移動控制功能的縱向移動工作臺3，縱向移動工作臺3上設置有具有水平旋轉控制功能的水平旋轉工作臺4，水平旋轉工作臺4上設置有正弦尺裝置，正弦尺裝置中正弦尺工作臺5下方一端的圓柱體抵接在固定于水平旋轉工作臺上的一個正弦尺定位塊6上，正弦尺工作臺5下方另一端的圓柱體搭接在位于水平旋轉工作臺上的組合量塊7上，所述正弦尺工作臺5上方的一端固定設置有一個固定頂尖座8，固定頂尖座8具有一個固定頂尖，正弦尺工作臺5上方的另一端固定設置有一個活動頂尖座9，活動頂尖座9具有一個活動頂尖，活動頂尖和固定頂尖正對設置且活動頂尖能夠在一個安裝在活動頂尖座9上的分齒螺旋步進電機10的控制下同步轉動；所述機座1上還設置有一個立柱20，立柱20下方設置有立柱升降控制機構，立柱20上端超出正弦尺工作臺并在側面上設置有一個豎直平面內轉動的成形砂輪11，成形砂輪11用于對定位于固定頂尖和活動頂尖之間的插齒刀12齒頂進行研磨加工，立柱20上還設置有一個用于帶動成形砂輪旋轉的砂輪動力電機13，立柱20 頂部還設置有一個砂輪圓弧修整器14，砂輪圓弧修整器14的金剛筆與成形砂輪11的研磨面位置對應并用于對該研磨面的弧形加工。所述活動頂尖上還設置有芯軸鎖緊裝置15，所述芯軸鎖緊裝置15具有一個夾持固定在插齒刀芯軸上的芯軸夾持部和一個固定在活動頂尖上的頂尖固定部。還包括由正弦尺鎖緊裝置，所述正弦尺鎖緊裝置包括一個弧形的連接塊16，連接塊16中空形成一個弧形槽，連接塊16 —端可轉動地定位在水平旋轉工作臺上， 連接塊另一端靠一個鎖緊螺栓17穿過弧形槽后定位在正弦尺工作臺上。具體實施時，所述機座即為現有的工具磨床的機座，所述具有橫向移動控制功能的橫向移動工作臺2屬于現有技術，由于插齒刀的橫向移動無需自動控制，故具體實施時可以采用機械手柄21操縱移動的結構。所述縱向移動工作臺3也屬于現有技術，由于縱向移動工作臺3需要精確控制以實現砂輪走刀，故可以采用靠一個縱向移動步進電機18來實現自動控制的結構方式。所述水平旋轉工作臺4也屬于現有技術，具體實施時，甚至可以直接采用自身具有橫向移動工作臺、縱向移動工作臺和水平旋轉工作臺的磨床，屬于落入本發明保護范圍；另外實施時，改變工作臺的疊合位置屬于等同技術方案的替換，也應落入本發明的保護范圍。所述正弦尺裝置，也可以直接采用成熟的現有產品進行組裝即可；采用的組合量塊7的高度，可以根據需要進行調整替換。所述兩個頂尖座和頂尖也屬于定位夾具領域常用的定位夾具，故不在此詳細詳述，其中活動頂尖的后端可以直接固定連接在分齒螺旋步進電機10的輸出軸上，靠其帶動同步旋轉實現分齒加工控制。活動頂尖上設置的芯軸鎖緊裝置15中，芯軸夾持部實施時如圖1所示可以采用一個卡套的結構形式卡接在芯軸上，所述頂尖固定部為直接固定在活動頂尖上。具體實施時，為了便于自動控制，立柱20 下方的立柱升降控制機構，可以采用一個立柱升降步進電機19進行控制，如圖1所示，立柱升降步進電機19是橫向設置的，可以采用一個絲桿螺母機構連接到立柱下方將轉動轉化為直線運動，實現升降控制。本具體實施方式
中，砂輪圓弧修整器采用了申請人以前公司研發的一個產品，其具體結構如圖2所示，不在此詳述，應視為已充分公開。當然，具體實施時，也還可以采用現有的其他具有等同功能的砂輪圓弧修整器，應仍視為落入本發明保護范圍。所述成形砂輪11與砂輪動力電機13之間可以采用鏈條傳動、齒輪傳動等等傳動方式，均應視為落入本發明保護范圍。另外，具體實施時，在控制系統中，還需要設置一臺計算機，計算機分別與縱向移動步進電機18、控制水平旋轉工作臺轉動的電機、立柱升降步進電機19、分齒螺旋步進電機10和砂輪動力電機13相連接，并靠預設的自動程序實現自動控制。自動控制部分的具體設置，不屬于本發明對現有技術做出貢獻的地方，故不在此詳細敘述。具體修整時，其工作步驟為1.調整砂輪圓弧修整器的金鋼筆與砂輪的相對位置，把砂輪修成一個或是兩個凹圓弧。2.將正弦尺工作臺置于水平旋轉工作臺上并靠調整組合量塊的高度調整插齒刀后角α eo，再將水平旋轉工作臺轉動一個螺旋角β。3.將插齒刀裝入芯軸上(孔式插齒刀)置于正弦尺上兩頂尖之間。4.起動單板計算機，三臺步進電機照單板計算程序進行工作磨制插齒刀齒頂半圓弧或全圓弧。本具體實施方式
還提供修整具體實例如下。待加工直齒插齒刀設計參數為 Μ3 α20° Ζ34γ5° α e6 ° Sf5. 45 B22 delll. 54。具體加工步驟為1、根據以上插齒刀設計參數(或成品插齒刀測量參數)計算出工裝和工具磨床調整參數R=O. 96， h=0.492，ae0=4° 32'。2、采用砂輪圓弧修整器將砂輪外圓修整成中凹的全圓弧半徑為 R=O. 96，圓弧深度為h=0. 492。3、將正弦尺工作臺一邊抬高，其夾角為α eo=4° 32'。4、水平旋轉工作臺旋轉一個螺旋角為0f=O°。5、將插齒刀固定于正弦尺工作臺上的兩頂尖之間。6、調整砂輪圓弧半徑中心，插齒刀單齒中心與芯軸中心在一條直線上為止。7、開啟自動控制的計算機，輸入插齒刀設計和計算參數即可起動整機，就可進行插齒刀齒頂圓弧的磨制了。綜上所述，本發明具體使用時能夠用于插齒刀的加工和修復研磨，其與現有齒輪磨床Y7125上磨制的插齒刀齒頂圓弧相比圓弧與插齒刀齒頂外圓和插齒刀齒形漸開線平滑連接無銳點，提高了插齒刀齒頂的強度、耐用度和美觀。由于在磨制過程中是由單板計算機控制，實現了自動進刀、自動分齒、自動走螺旋、提高了磨制齒頂圓弧的一至性、粗糙度和效率?，F有技術中還沒有插齒刀齒頂圓弧磨制的專用機床，故本發明填補了這一空白。
權利要求
1.一種插齒刀齒頂圓弧加工工裝夾具，包括機座，其特征在于所述機座上設置有具有橫向移動控制功能的橫向移動工作臺，所述橫向移動工作臺上設置有具有縱向移動控制功能的縱向移動工作臺，縱向移動工作臺上設置有具有水平旋轉控制功能的水平旋轉工作臺，水平旋轉工作臺上設置有正弦尺裝置，正弦尺裝置中正弦尺工作臺下方一端的圓柱體抵接在固定于水平旋轉工作臺上的一個正弦尺定位塊上，正弦尺工作臺下方另一端的圓柱體搭接在位于水平旋轉工作臺上的組合量塊上，所述正弦尺工作臺上方的一端固定設置有一個固定頂尖座，固定頂尖座具有一個固定頂尖，正弦尺工作臺上方的另一端固定設置有一個活動頂尖座，活動頂尖座具有一個活動頂尖，活動頂尖和固定頂尖正對設置且活動頂尖能夠在一個安裝在活動頂尖座上的分齒螺旋步進電機的控制下轉動；所述機座上還設置有一個立柱，立柱下方設置有立柱升降控制機構，立柱上端超出正弦尺工作臺并在側面上設置有一個豎直平面內轉動的成形砂輪，成形砂輪用于對定位于固定頂尖和活動頂尖之間的插齒刀齒頂進行精磨加工，立柱上還設置有一個用于帶動成形砂輪旋轉的砂輪動力電機，立柱頂部還設置有一個砂輪圓弧修整器，砂輪圓弧修整器的金剛筆與成形砂輪的精磨面位置對應并用于對該精磨面的弧形加工。
2.如權利要求1所述的插齒刀齒頂圓弧加工工裝夾具，其特征在于，所述活動頂尖上還設置有芯軸鎖緊裝置，所述芯軸鎖緊裝置具有一個夾持固定在插齒刀芯軸上的芯軸夾持部和一個固定在活動頂尖上的頂尖固定部。
3.如權利要求1所述的插齒刀齒頂圓弧加工工裝夾具，其特征在于，還包括由正弦尺鎖緊裝置，所述正弦尺鎖緊裝置包括一個弧形的連接塊，連接塊中空形成一個弧形槽，連接塊一端可轉動地定位在水平旋轉工作臺上，連接塊另一端靠一個鎖緊螺栓穿過弧形槽后定位在正弦尺工作臺上。
全文摘要
本發明公開了一種插齒刀齒頂圓弧加工工裝夾具，包括機座，其特征在于所述機座上設置有具有橫向移動控制功能的橫向移動工作臺，所述橫向移動工作臺上設置有具有縱向移動控制功能的縱向移動工作臺，縱向移動工作臺上設置有具有水平旋轉控制功能的水平旋轉工作臺，水平旋轉工作臺上設置有正弦尺裝置，所述正弦尺工作臺上方設置有固定頂尖座和活動頂尖座；所述機座上還設置有一個立柱，立柱上端設置有一個豎直平面內轉動的成形砂輪，立柱頂部還設置有一個砂輪圓弧修整器。本發明的工裝夾具，使用于現有的工具磨床上，即能夠實現對插齒刀齒頂圓弧段的磨制，能夠使磨制的插齒刀齒頂圓弧平滑連接，無銳點，美觀，使插齒刀的壽命提高3～5倍。
文檔編號B24B3/60GK102335843SQ201110304230
公開日2012年2月1日 申請日期2011年10月10日 優先權日2011年10月10日
發明者劉勝軍, 周捷泉, 戴新, 楊成友, 潘華, 鄭仁昌 申請人:重慶工具廠有限責任公司