铣齿刀具磨削及安装组合刀架的技术研究

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【摘 要】铣齿刀具的修复及辅助安装，结构简单、安装容易、成本低、稳定可靠；两用新型的刀架组合装置；保证齿轮精度，延长刀具的使用寿命和提高效率。

【关键词】铣齿机刀具辅助装置

中图分类号：C35文献标识码： A

一、国内外现状、技术水平及发展趋势

在现代社会中，技术日益发达，国内外齿轮行业对齿轮的精度要求越来越高，进而对齿轮加工机床提出了更高的精度要求。铣齿机床也迅速进入社会，但是对于将铣齿刀具的维修及怎么迅速的安装到机床上是人们考虑的问题；一是在使用铣齿刀具时经常出现刀具拉伤或者轻微撞刀现象，所以对加工齿圈的精度会受到严重的影响；二是在拉伤后或者轻微撞伤后不经过维修就要从新购买新的刀具。这样会对齿轮的质量有所下降，成本也会提高。另外一个是将铣齿刀具装入机床过程中，很难把握好刀具的中心，因为刀具的自身重量可达40kg左右，在装入时要多人配合才行。这样会浪费人力也会对人身安全有危险。国内铣齿机刀具辅助安装在生产厂家其技术还曾拥有。

为了满足客户对铣机床提出了越来越高的精度要求，我公司经过仔细分析刀具安装方式的利弊，特别立项，研发一种两用新型的刀架组合装置,来填充国内市场空白。

二、项目开发的作用

该装置对于本企业来说，可以应用在公司的各类铣齿机床产品上，拓宽公司的产品种类，而且有了该装置以后，在开发时会统一模块化的利用。增加公司的市场范围，为客户提供更多的选择，加大公司产品的市场竞争力，以质量好、服务好的产品辅件赢得客户的青睐，也可以给公司其他产品的销售起到推动作用，为公司创造良好的经济效益,同时也可以降低因公司产品单一带来的市场风向。对于国家来说，由于该装置的开发，国内更多客户将可以选择购买辅助件上满足要求铣齿机产品，可以大量节省时间、提高效率。

三、项目开发达到的技术水平

高精、高效、柔性化一直是高档大型数控铣齿机研究的热点以及发展的方向。高精主要体现在机床制造精度和加工精度上，高效则主要体现在功能多用，通过改变磨削和安装上的时间问题，充分发挥该装置使用效率；通过增强该装置的刚性和强度、使用技术的承载大大加强。柔性化主要体现在该装置功能部件的多用性上，如刀具磨损修复、安装刀具、不需用找正对中等。增加滑轮，轻松转移。完成上述的要求，力争在铣齿辅助刀具安装上国内领先。

四、该装置研发的主要内容及关键技术、创新点：

1、该组合刀架装置，其主要结构包括：底座、装刀轴、支承板、、轴承、圆锁母、爪型止退垫圈、内六方螺钉。第一是对铣齿刀具进行修磨恢复装置，可将刀具放在装置上可以自由旋转；第二是装上支承板用螺钉紧固后可以方便的放置刀具辅助安装。

2、根据以上所述，本技术在于: 底座是通用的。

3、根据以上所述，本创新还在于: 刀具放在第一个装置上可以自由旋转，很轻便；在加上支承板，刀具放在第二个装置上可以方便的提供刀具辅助安装。

五、具体设计原理及应用过程

该组合刀架装置，其主要结构包括：1、底座2、装刀轴3、支承板、4、轴承5、圆锁母6、爪型止退垫圈7、内六方螺钉。第一是对铣齿刀具进行修磨恢复装置，可将刀具放在装置上可以自由旋转；第二是装上支承板用螺钉紧固后可以方便的放置刀具辅助安装。

本设计的目的是，克服上述技术的不足，提供一种能提高效率减少损失、适用于各铣齿机床的刀具维修及辅助安装机构。

首先底座是通用的，进行精磨刀具时，先将装刀轴与刀具配合好，两端装轴承，然后一同刀具放在提前固定好的支座上面，再用垫圈和锁母将轴承顶紧。这时就可以进行精磨了。进行固定装刀具时，先将支撑板用螺钉固定在支架上面，这时将刀具放置在V型架上。运送到铣齿机刀架下方，刀架下行安装刀具。附图如下：

五、主要技术指标

1、支架的平行度：0.03mm；端面跳动：0.025mm；同轴度：0.02mm。

2、回转轴线的圆度精度：0.02mm；

重复定位精度：0.03mm。

3、该装置磨完刀具后切削达到的精度等级：稳定7级。

六、研究开发方法及技术路线

该装置技术路线为：结构设计――仿真――设计修正――试验――完善设计。充分运用现代设计方法，实现CAD协同设计，从该装置综合设计开始，建立三维CAD模型和Inventor仿真模型，及时进行力学及运动仿真分析，尽可能在设计阶段使结构设计符合特性需求，消除设计缺陷，减少物理样机试验后的设计修正，缩短设计周期。

该装置结构主要包括：：1、底座2、装刀轴3、支承板、4、轴承5、圆锁母6、爪型止退垫圈7、内六方螺钉等，采用现代设计理论及技术，借助Inventor工具对这些子结构进行结构分析，再根据分析所得的结果进行优化设计，使得我们的每一个子结构都能达到最合理的设计要求。以结构在不同载荷下的应力及变形量在所要求的范围内为目标，进行动力学和运动学分析，再对整体结构优化设计。

七．现有研究基础

我公司已有40多年的机床生产及研发经验，在机床部件、辅件、材料、零件成型加工等方面的研究都取得了较大的成果。大型进口导轨磨床、进口滚齿机、滚刀刃磨床、瑞士坐标镗床、超精密磨床、10m龙门铣床、进口三坐标测量仪等一大批先进的加工和检测设备，不仅保证了各类型的零件能够顺利加工，同时也保证了其精度都在我们设计的要求范围之内。

中心技术力量雄厚，每年均有多种国际先进水平的新产品面市，能为用户创造性地设计具有最佳性价比的产品。公司始终坚持科技创新，拥有三十多项制齿机床研制专利技术，是华中科技大学、三峡大学的产学研基地，公司技术中心 “长江机电研发中心”被认定为湖北省企业技术中心、湖北省创新团队。公司拥有训练有素且具有熟练技能的各类员工500余人，其中中高级专业技术人员150余人，是公司为用户提供一流产品的强有力的保证。

公司在成功研制YK83350铣齿机的基础上，对铣齿机的基础研究取得了较大的成果，也积累了丰富的经验，这些成果和经验都将在YK83160系列铣齿机的研发上起到很大的借鉴作用。

八、结语

采用此组合刀架装置的优点是，在铣齿刀具磨损时和在安装铣齿刀具时，以保证齿轮精度，延长刀具的使用寿命和提高效率。结构简单、安装容易、成本较低，并且该装置的稳定性和使用性都大有提高。

参考文献

1.机械加工工艺师手册杨叔子 主编北京机械工业出版社2001.

2.机械制造工艺与机床夹具（第2版） 刘守勇 主编北京机械工业出版社2000.5

3.机械设计吴宗泽 主编高等教育出版社2001.