一種用于鏟齒磨削單頭和多頭帶螺紋的滾刀(46)的多軸計算機控制的機床。機器包括成角度定向的主軸(65)，該主軸能成角度(回轉)地定位，由此提供利用杯狀磨削輪(55)和鉛筆狀磨削輪(52)來磨削滾刀和銑刀鏟齒幾何形狀的靈活度，而不更換磨削主軸組件或更改機器構造來適應兩種類型的磨削方法或利用附加的機器軸線來使主軸重新定向。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及諸如刀具磨削機的機床，并特別涉及用于磨削轉動切削刀具的鏟齒齒廓的多軸、高精度、計算機控制機床。
技術介紹
在磨削諸如模數大于8的滾齒刀、蝸輪滾刀、常法向基節滾刀以及銑刀之類的切削刀具的齒廓時，使用多個磨削輪來完成齒側和齒頂特征上的整個齒廓。當模數從8增加到約16時，可根據期望的成品齒的再刃磨壽命和齒廓根部處的齒隙寬度來使用不同的磨削方法。齒的再刃磨壽命或凸輪鏟齒齒面的長度可使用具有與長度相比直徑相對較小的鉛筆狀圓錐形磨削輪來最大化。當沿滾刀螺紋的齒螺旋線或在銑刀的情況下沿分度位置來徑向凸輪磨削鏟齒時，齒面的鏟齒長度取決于磨削輪與下一個相鄰齒的干涉點。根據齒隙的幾何形狀，必須考慮對于磨削的實際表面速度限制和鉛筆狀輪的梢端的彎曲/剪切強度減弱。當接近鉛筆狀輪磨削的實際應用限值時，可采用利用與寬度相比直徑相對更大的杯狀磨削輪的不同磨削工藝。克服磨削的表面速度和輪的磨削齒的齒根部的部分的強度。然而，杯狀磨削輪的缺點在于它們較大的直徑使凸輪鏟齒齒面的長度限制到之前所述的干涉點。當模數增加到超過16并高達50時，杯狀輪的使用由于輪與相鄰齒的所述干涉而受到限制。在大多數情況下，對于模數大于16的滾刀必須使用鉛筆狀圓錐形磨削輪，以提供對于再刃磨壽命來說足夠的齒鏟齒長度。目前刀具制造實踐使用由多個磨削輪及輪形狀產生的各輪廓的混合來分別以多個(例如，多達五個)裝置磨削齒側、齒頂半徑和齒頂外直徑。借助于CNC機器運動技術和轉動精修/磨光裝置，可以使上述鉛筆狀或杯狀磨削輪的外廓包含多個特征，例如齒底部半徑/突起、齒壓力角側面、齒頂部半徑和齒頂部外直徑。在所述示例中，精磨工藝可以減少到混合僅兩個鉛筆狀或杯狀磨削輪的輪廓。使用諸如具有聲觸感測技術的Renishaw(雷尼紹)3-D的探測器對輪廓的探測有助于磨削輪與左側和右側齒基準點的相對定位以及輪廓的混合以實現所要求的齒廓和齒厚。由于以上原因，許多刀具制造設備采用專用于鉛筆狀輪或杯狀輪的多個磨削機。 一些設備包括允許更換主軸組件和驅動機構的機床設計，以適應鉛筆狀輪或杯狀輪的物理定向。而大多數則需要使用具有僅能針對鉛筆狀輪或杯狀輪磨削的物理定向的專用機器。 如果不是所有也是在大多數情況下，機床上的凸輪鏟齒運動利用一根軸線來提供凸輪鏟齒的徑向運動，這限制了機器的靈活度。
技術實現思路
本專利技術涉及一種具有成角度定向的主軸的機床，該主軸能成角度地定位(回轉) 由此提供利用杯狀和鉛筆狀磨削輪來磨削滾刀和銑刀鏟齒幾何形狀的靈活度，而不更換磨削主軸組件或更改機器構造來適應兩種類型的磨削方法或利用附加的機器軸線來使主軸重新定向。附圖說明圖I (a)、1(b)和1(c)示出杯狀磨削輪與通用模數的滾刀齒廓的導程設定角度關系O圖2(a)、2(b)和2 (c)示出鉛筆狀磨削輪與通用模數的滾刀齒廓的導程設定角度關系。圖3示出相對于沿漸開線螺旋面從滾刀的正面輪廓到背面輪廓的徑向凸輪鏟齒運動(radial cam relieving motion)的設計平面。圖4示出從常基節滾刀齒廓的正面到背面的壓力角的變化。圖5示出對于機器主要部件、滾刀工件和為使用鉛筆狀磨削輪而定向的磨削輪主軸組件的凸輪鏟齒關系和方向。圖6示出對于機器主要部件、滾刀工件和為使用杯狀磨削輪而定向的磨削輪主軸組件的凸輪鏟齒的關系和方向。圖7是處于其在機器中的操作位置的、本專利技術的磨削主軸組件的放大圖。圖8是附連于機器基座、用于在磨削主軸安裝接口與儲存工位之間更換磨削輪組和冷卻劑歧管的自動輪更換單元的放大圖。具體實施例方式在對本專利技術的任何特征和至少一種構造進行詳細說明之前，應理解的是，本專利技術并不局限于將其應用至下面說明書所述或附圖中所示的構造細節和部件布置。本專利技術能夠呈其它構造，并能夠以各種方式來實踐或實施。還有，應理解的是，這里所用的措詞和術語是為了說明的目的，而不應被認作為是限制性的。在此使用“包括”、“具有”和“包含”及其變型意味著包含了下文所列的物品及其等效物以及附加的物件。使用字母來識別方法或過程的元素僅僅為了識別，并不意味著指示各元素應以特定次序來進行。盡管下文在描述附圖時可參照諸如上、下、向上、向下、向后、底部、頂部、前、后等的方向，但出于方便可相對于附圖(如通常所示)來進行參照。這些方向并不意在按文字上來取或以任何形式來限制本專利技術。此外，諸如“第一”、“第二”、“第三”等的術語在此用于描述的目的，而并不意在指示或暗示重要性或意義。圖I (a)、1 (b)和I (C)示出在針對杯狀磨削輪I的坐標系中磨削輪的角度關系，該磨削輪I沿單頭或多頭的螺紋路徑4沿連續系列滾刀齒3中的一個的漸開線螺旋面2與由螺紋漸開線螺旋面2和直槽或螺旋槽6相交所形成的切削面處的正面輪廓5接觸以及與長度由磨削輪I與相鄰的滾刀齒9沿漸開線螺旋面2的干涉點8所限制的齒位置的刃磨限程終點附近的鏟齒背面輪廓7接觸。在圖l(a)、l(b)和1(c)中定義的關系是磨削主軸組件的固定角HA(角10)、磨削輪壓力角PA(角度11)以及滾刀齒的軸向壓力角APA(角12)、漸開線螺旋面13從正面看的導程角LASl和LAS2以及磨削架組件從正面看的回轉設定角設定14以及相對于坐標系的伊齒方向15。圖2(a) ,2(b)和2 (C)示出針對鉛筆狀或圓錐形磨削輪16的坐標系中磨削輪的角度關系，該磨削輪16沿沿單頭或多頭螺紋路徑19沿連續系列滾刀齒18中的一個的漸開線螺旋面17與由螺紋漸開線螺旋面17和直槽或螺旋槽21相交形成的切削面處的正面輪廓 20接觸以及與長度由磨削輪I與相鄰滾刀齒24沿漸開線螺旋面17的干涉點23所限制的齒位置的刃磨限程終點附近的鏟齒背面輪廓22接觸。在圖2(a)、2(b)和2 (c)中定義的關系是磨削主軸組件的固定角25、在磨削輪上精修/磨光的壓力角PA與滾刀齒的軸向壓力角 APA(角27)之差角B(角26)、漸開線螺旋面28從正面看的導程角LASl和LAS2以及磨削架組件從正面看的回轉設定角設定29以及相對于坐標系的鏟齒方向30。圖3定義用于優化磨削輪幾何形狀以采用或不采用漸開線修正來減小與理論齒廓的偏差和滾刀齒磨削輪對齒壓力角共軛接觸點的固有誤差的設計平面。設計平面限定在正面31、凸輪鏟齒的中點32和背面33部段處。還示出有關的名義滾刀外半徑34、名義滾刀中點半徑35和刃磨限程終點的名義滾刀半徑36。圖4示出由常規機床制造方法生產的漸開線輪廓的滾刀齒的特征誤差。理論上， 每次滾刀從正面刃磨到背面都產生不同的新滾刀。刃磨過的滾刀僅將齒輪切削成與新滾刀近似的形狀。此外，滾刀背面刃磨得越多，誤差越嚴重。圖4示出滾刀齒漸開線螺旋面輪廓的兩個軸向部段，為了說明而未作漸開線修正，這些部段表示新滾刀的理論上正確的正面位置37和沿齒漸開線螺旋面在刃磨限程終點附近的刃磨過的背面位置38。當本身具有固定幾何輪廓的磨削輪或成形刀具在通過機器鏟齒運動沿固定路徑來驅動時試圖在部段37 和38處與此螺旋面接觸時，出現固有誤差39 (誤差A和誤差B)。從“Buckingham, Earl的正齒輪，紐約的麥格勞-希爾公司(McGraw-Hill Book Co. Inc)，1928”中已知上述固有誤差問題的識別和解決的努力，該文獻討論的是利用漸開線螺旋面的特定特征來鏟齒本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：R·L·哈克曼，W·馬丁，M·A·里奇，
申請(專利權)人：格里森刀具股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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