數(shù)控插齒機(jī)新型刀架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

代國輝 嚴(yán)紅毅

（宜昌長(zhǎng)機(jī)科技有限責(zé)任公司，湖北宜昌443003）

目前，國內(nèi)插齒機(jī)床的需求越來越大，特別是中小型插齒機(jī)，在汽車、工程機(jī)械等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。插齒的基本原理為用形狀為齒輪或齒條（我們這里講的是圓柱齒輪）的插齒刀具與被加工齒輪按一定的速比作嚙合運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，刀具沿齒寬方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)形成切削加工，即展成法加工。插齒刀具安裝在刀架上，被加工齒輪安裝在工作臺(tái)上，插齒刀具與被加工齒輪的嚙合運(yùn)動(dòng)是由安裝在刀架中的一套高精度蝸輪副及安裝在工作臺(tái)中的一套高精度蝸輪副共同實(shí)現(xiàn)的。因此，刀架和工作臺(tái)成為插齒機(jī)的兩大核心部件。作為插齒機(jī)床的核心精密部件之一的刀架，其工作精度直接影響機(jī)床的整體精度，而其關(guān)鍵部件高精度的蝸輪副，其精度好壞直接影響機(jī)床加工精度的好壞。當(dāng)前插齒機(jī)刀架結(jié)構(gòu)大多如圖1所示。

當(dāng)插齒機(jī)在工作過程需要進(jìn)行刀具更換時(shí)，首先松開緊刀螺母5，取下原先的插齒刀4，接著裝上更換的新插齒刀，最后擰緊緊刀螺母5，完成換刀過程。由圖1可以看出，插齒刀4是安裝在接刀桿3上，而接刀桿3通過螺釘固定在刀軸2上，在換刀過程中接刀桿3是不能從刀軸2上拆下來的，所以在換刀過程中松開、擰緊緊刀螺母5時(shí)均是依靠蝸輪6、蝸桿7形成的自鎖特性提供的作用力，而插齒機(jī)工作過程中加工刀具的更換、安裝是非常頻繁的，如果操作不當(dāng)，從而對(duì)刀架分度蝸輪副精度造成損害，從而降低機(jī)床的加工精度。同時(shí)這些操作都是在機(jī)床上直接進(jìn)行，工作量大，繁瑣，如果操作不當(dāng)，存在一定安全隱患。

為了解決以上問題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型數(shù)控插齒機(jī)刀架結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括:專用刀軸，退刀機(jī)構(gòu)，鎖緊機(jī)構(gòu)，裝刀刀桿等。該結(jié)構(gòu)利用碟形彈簧的彈性變形力的鎖緊方式取代了傳統(tǒng)螺釘鎖緊方式，克服現(xiàn)有插齒機(jī)床安裝刀具時(shí)需要借助刀架分度蝸輪副的作用力從而對(duì)刀架分度蝸輪副精度造成損害的缺點(diǎn)，降低了機(jī)床的操作難度，減少了操作時(shí)間;操作方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用性廣，特別適用于中小型數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用。

1 數(shù)控插齒機(jī)刀架結(jié)構(gòu)（圖2）

新型數(shù)控插齒機(jī)刀架結(jié)構(gòu)主要由專用刀軸、退刀機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)、裝刀刀桿等幾部分組成。具體結(jié)構(gòu)為:專用刀軸2安裝在刀架體1中，專用刀軸2中安裝有活塞3，它的中間是碟簧4，下端部連接有拉爪5，拉爪5拉著拉釘6，拉釘6固定在接刀桿7上，插齒刀8通過緊刀螺母9安裝在接刀桿7上，蝸桿10安裝在刀架體1上，蝸輪11安裝在刀軸2上，在刀軸2的上端連接著球拉桿12。另外，還有拆、裝刀用的換刀座13。

2 換刀過程

新型數(shù)控插齒機(jī)刀架換刀的大致過程為:通過球拉桿12通油，將高壓油注入刀桿2，推動(dòng)中間的活塞3，使活塞3下端固定的拉爪5松開拉著的拉釘6，從而使接刀桿7帶著拉釘6、插齒刀8、緊刀螺母9整體從刀桿2上退出。將退出的接刀桿7帶著拉釘6、插齒刀8、緊刀螺母9整體旋轉(zhuǎn)，拉釘6朝下，放入換刀座13中，接刀桿7的鍵槽缺口卡入換刀座13的鍵中，松開緊刀螺母9，取下原先的插齒刀8，換上新插齒刀，再擰緊緊刀螺母9。最后將接刀桿7拉釘6朝上，插入刀軸2下端，斷開球拉桿12的供油，刀軸2中的活塞桿3在下部的碟簧4的作用下向上運(yùn)動(dòng)，下端的拉爪5拉緊拉釘6，從而將接刀桿7及上面安裝的插齒刀8牢固地固定在刀軸2上，完成整個(gè)換刀過程。

3 結(jié)語

新型數(shù)控插齒機(jī)刀架結(jié)構(gòu)在YKT5180A數(shù)控提拉式插齒機(jī)使用后驗(yàn)證，該結(jié)構(gòu)精度穩(wěn)定、可靠性高，操作簡(jiǎn)單、安全，結(jié)合行程調(diào)整機(jī)構(gòu)等其他機(jī)構(gòu)，提高了數(shù)控插齒機(jī)的自動(dòng)化程度，取得了良好的效果。