專利名稱：塑料圓織機(jī)三維曲線凸輪加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械加工設(shè)備，尤其是涉及一種塑料圓織機(jī)三維曲線凸輪加
工裝置。
背景技術(shù)：
塑料圓織機(jī)主機(jī)凸輪主要有二種系列，一種是二維曲線凸輪也稱圓柱凸輪，另一 種是三位曲線凸輪。對(duì)于塑料圓織機(jī)的三維曲線凸輪，也稱平面凸輪，是近幾年發(fā)展起來的 一種新型的塑料圓織機(jī)凸輪，根據(jù)塑料圓織機(jī)的梭子數(shù)量分類，有四梭，六梭，八梭等，梭子 數(shù)量不同，四梭機(jī)為橢圓形，六梭為三角形，八梭機(jī)為四方形；曲線在x、y、z三向變化，其基 本線型也屬于余弦曲線。國內(nèi)外對(duì)這種凸輪的加工多采用五軸加工中心，但其投入的成本 非常大；也有開發(fā)專用加工設(shè)備進(jìn)行加工的，專用加工設(shè)備的生產(chǎn)率較高、加工質(zhì)量易于控 制，例如名為“一種加工弧面凸輪及復(fù)雜曲面零件用數(shù)控銑床”(專利號(hào)ZL03218823. 4)的 專用加工設(shè)備，其以Y3180型滾齒機(jī)的床身U、立柱、縱向進(jìn)給滑板及回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等部件為 基礎(chǔ)，在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上增設(shè)主軸箱及主電機(jī)；在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)后部增設(shè)輔助扇形導(dǎo)軌；在立 柱的導(dǎo)軌上安裝有垂直移動(dòng)滑板，在垂直移動(dòng)滑板上裝有橫向移動(dòng)工作臺(tái)；該實(shí)用新型整 機(jī)采用五軸聯(lián)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)控制，具有剛性足，主軸擺角大等特點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜難以操控、控制 系統(tǒng)過于復(fù)雜易導(dǎo)致加工質(zhì)量不穩(wěn)定，應(yīng)用于三維曲線凸輪的加工，會(huì)使成本過高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要目的是提供一種塑料圓織機(jī)三維曲線凸輪加工裝置，其結(jié)構(gòu)簡 單、易于控制、成本較低。本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種塑料圓織 機(jī)三維曲線凸輪加工裝置，包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、銑削頭和銑刀，其特征在于所述銑削頭上設(shè)有 轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上固定有擺動(dòng)齒輪，滑板上設(shè)有與擺動(dòng)齒輪嚙合的齒條；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈 末端為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的輸出端與滑板連接，滑板通過直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)與外部 裝置相連接，滑板在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)促動(dòng)下可作上下往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)。利用Y380H滾齒機(jī)，拆 去滾齒刀架，再將本實(shí)用新型安裝其上，其中，滑板通過直線導(dǎo)軌與滾齒機(jī)連接，傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 的輸入端與滾齒機(jī)的動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)連接；加工時(shí)，工件安裝在滾齒機(jī)的工作臺(tái)上，工件隨工 作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)做同步的上下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)擺動(dòng)齒輪與齒條構(gòu)成的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)左右 擺動(dòng)，銑削頭隨擺動(dòng)齒輪擺動(dòng)，根據(jù)機(jī)械原理，工件外圓周的回轉(zhuǎn)軌跡、銑削頭的擺動(dòng)軌跡 相疊合就是三維曲線，亦即銑刀的擺動(dòng)軌跡與工件外圓周回轉(zhuǎn)的軌跡，疊合成所需加工的 三維曲線；根據(jù)塑料圓織機(jī)凸輪曲線行程大小的不同，更換曲柄的長度，就可以實(shí)現(xiàn)不同行 程的曲線加工。這種結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、易于制作，制作成本較低。由于塑料圓織機(jī)三維曲線凸輪的行程變化是在直徑方向上的，而且具有等半徑圓 弧段和曲線段的角度比例關(guān)系；某些塑料圓織機(jī)凸輪只有曲線段，還有一些同時(shí)有曲線段 和等半徑圓弧段；曲線段由曲柄滑塊機(jī)構(gòu)生成，對(duì)于存在等半徑圓弧段的塑料圓織機(jī)凸輪，尚需輔助機(jī)構(gòu)；作為優(yōu)選，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括不完全齒輪機(jī)構(gòu)，該不完全齒輪機(jī)構(gòu)包括主動(dòng) 齒輪與被動(dòng)齒輪。主動(dòng)齒輪、被動(dòng)齒輪嚙合時(shí)，加工曲線段；主動(dòng)齒輪、被動(dòng)齒輪脫離嚙合 時(shí)，主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，被動(dòng)齒輪不轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)等半徑圓弧段的加工；由于不同規(guī)格的三維凸輪， 其曲線段與等半徑圓弧段的比例不同，此時(shí)，根據(jù)曲線段與直線段的比例，可更換不完全齒 輪機(jī)構(gòu)，以調(diào)整主動(dòng)齒輪、被動(dòng)齒輪齒數(shù)比例，使之適應(yīng)曲線段與等半徑圓弧段的比例，從 而實(shí)現(xiàn)不同的凸輪的加工。曲柄連桿機(jī)構(gòu)在傳動(dòng)鏈中的作用是，將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑板的上下 往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)；曲柄連桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)具有多種形式，曲柄可以是與被動(dòng)齒輪的連接端擺 動(dòng)，也可以是與滑塊的連接端作擺動(dòng)；作為優(yōu)選，所述曲柄滑塊機(jī)構(gòu)包括滑塊、曲柄和被動(dòng) 齒輪，該曲柄一端固定在被動(dòng)齒輪上、另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于滑塊；所述滑板水平設(shè)有條形 槽，滑塊可滑動(dòng)地設(shè)于該條形槽中。這種結(jié)構(gòu)，滑塊隨曲柄與被動(dòng)齒輪一起旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)， 滑塊在滑板的條形槽中作相對(duì)水平滑動(dòng)，并帶動(dòng)滑板在上下方向上移動(dòng)。為了提高切削能力，作為優(yōu)選，所述齒條上的齒形為斜齒。相較于直齒，斜齒承載 能力更高，可承受更高的來自銑刀上的切削分力；尤其是非等半徑的曲線段時(shí)，齒條、齒輪 的承載能力越高，則銑削頭的切削能力越高、切削的穩(wěn)定性越好。如前所述，加工曲線的形成，是三種運(yùn)動(dòng)的結(jié)合，所以需要保證三運(yùn)動(dòng)能夠同步， 從而保障曲線的加工精度；作為優(yōu)選，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈的中間傳動(dòng)均為齒輪傳動(dòng)。 齒輪傳動(dòng)，可有效地保證同步性，不致出現(xiàn)傳動(dòng)的中間環(huán)節(jié)打滑現(xiàn)象，保證了曲線的加工質(zhì) 量，尤其是批量生產(chǎn)時(shí)，加工的質(zhì)量高，且具有良好的一致性。作為優(yōu)選，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈輸入端為矩形花鍵軸。矩形花鍵軸，傳動(dòng)可靠、 安裝方便。因此，本實(shí)用新型具有以下有益效果1、可更換不同長度的曲柄，實(shí)現(xiàn)不同行程的曲線加工；2、可更換不同的不完全齒輪機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同的等半徑的弧線段和曲線段比例的曲 線加工；3、銑刀上下運(yùn)動(dòng)、左右擺動(dòng)與工件回轉(zhuǎn)三種運(yùn)動(dòng)的結(jié)合，構(gòu)成三維凸輪的曲線加 工，傳動(dòng)鏈簡單可靠，易于控制；4、傳動(dòng)鏈穩(wěn)定可靠、具有較好的同步性，使加工的三維凸輪質(zhì)量較高，并具有良好 的一致性；5、整體結(jié)構(gòu)簡單、易于制作、制作成本較低。
附圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本實(shí)用新型安裝使用狀態(tài)的示意圖；附圖3是滑板與外部裝置連接的示意圖；附圖4是附圖3的俯視圖。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。[0021]實(shí)施例本實(shí)用新型塑料圓織機(jī)三維曲線凸輪加工裝置，如附圖1所示，其包括傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)、銑削頭2和銑刀1，銑削頭2上設(shè)有轉(zhuǎn)軸14，轉(zhuǎn)軸14上固定有擺動(dòng)齒輪13，滑板3 上設(shè)有與擺動(dòng)齒輪13嚙合的齒條12 ；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈末端為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄滑塊機(jī) 構(gòu)的輸出端與滑板3連接，滑板3通過直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)與外部裝置相連接，滑板3在曲柄滑塊 機(jī)構(gòu)促動(dòng)下可作上下往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)；齒條12上的齒形為斜齒。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)包括滑塊4、曲柄5和被動(dòng)齒輪6，該曲柄5 —端固定在被動(dòng)齒輪6 上、另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于滑塊4 ；滑板3水平設(shè)有條形槽31，滑塊4可滑動(dòng)地設(shè)于該條形 槽31中。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括不完全齒輪機(jī)構(gòu)，該不完全齒輪機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)齒輪7與被動(dòng)齒輪6。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈的中間傳動(dòng)均為齒輪傳動(dòng)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈輸入端為矩形花鍵軸9。本實(shí)用新型的安裝使用狀態(tài)，如附圖2所示，利用TO80H滾齒機(jī)，拆去滾齒刀架，再 將本實(shí)用新型安裝其上，其中，滑板3通過直線導(dǎo)軌17固定在滾齒機(jī)床身10上的導(dǎo)軌基座 18上，銑削頭2可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在導(dǎo)軌基座18上；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端與滾齒機(jī)的動(dòng)力輸出機(jī) 構(gòu)連接；工件19隨工作臺(tái)11轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)做同步的上下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)擺動(dòng)齒輪13與 齒條12構(gòu)成的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)左右擺動(dòng)，銑削頭2隨擺動(dòng)齒輪13擺動(dòng)，根據(jù)機(jī)械原理，工件19外 圓周的回轉(zhuǎn)軌跡、銑削頭2的擺動(dòng)軌跡相疊合就是三維曲線，亦即銑刀1的擺動(dòng)軌跡與工件 19外圓周回轉(zhuǎn)的軌跡，疊合成所需加工的三維曲線。在以上運(yùn)動(dòng)中，銑刀1在銑削頭2上自 轉(zhuǎn)，對(duì)被加工工件進(jìn)行切削。本文所述的塑料圓織機(jī)三維曲線凸輪，其行程變化是在直徑方向上的，凸輪曲線 有等半徑的弧線段和非等半徑的曲線段，等半徑的弧線段分布在凸輪中心的等半徑曲面 內(nèi)，非等半徑的曲線段分布在凸輪中心的不同半徑的曲面內(nèi)。為了便于敘述，本文采用了上、下、左、右等方位名詞，這些方位名詞代表的方向， 是指附圖所示的方向。本實(shí)施例是以本實(shí)用新型的一種較佳實(shí)施方式的進(jìn)行說明，而非限定，對(duì)于本行 業(yè)的技術(shù)人員而言，可以對(duì)本文所述中的某些結(jié)構(gòu)進(jìn)行替代或變化，例如曲柄5不直接連 接在被動(dòng)齒輪6上，而在兩者間設(shè)置相應(yīng)的過渡裝置，再例如傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端的矩形花 鍵軸9可設(shè)為其他結(jié)構(gòu)，又例如滑板3上的條形槽31可變換為設(shè)于滑塊4上，但這些改變， 屬于簡單的技術(shù)變換，并不脫離本實(shí)用新型的技術(shù)原理，依然屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種塑料圓織機(jī)三維曲線凸輪加工裝置，包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、銑削頭(2)和銑刀(1)，其 特征在于所述銑削頭(2)上設(shè)有轉(zhuǎn)軸(14)，轉(zhuǎn)軸(14)上固定有擺動(dòng)齒輪(13)，滑板(3) 上設(shè)有與擺動(dòng)齒輪(13)嚙合的齒條(12)；所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈末端為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲 柄滑塊機(jī)構(gòu)的輸出端與滑板(3)連接，滑板(3)通過直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)與外部裝置相連接，滑板 (3)在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)促動(dòng)下可作上下往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料圓織機(jī)三維曲線凸輪加工裝置，其特征在于所述傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)包括不完全齒輪機(jī)構(gòu)，該不完全齒輪機(jī)構(gòu)包括主動(dòng)齒輪(7 )與被動(dòng)齒輪(6 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塑料圓織機(jī)三維曲線凸輪加工裝置，其特征在于所述 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)包括滑塊(4)、曲柄(5)和被動(dòng)齒輪(6)，該曲柄(5)—端固定在被動(dòng)齒輪(6) 上、另一端可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于滑塊(4);所述滑板(3)水平設(shè)有條形槽(31)，滑塊(4)可滑動(dòng)地 設(shè)于該條形槽(31)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塑料圓織機(jī)三維曲線凸輪加工裝置，其特征在于所述 齒條(12)上的齒形為斜齒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塑料圓織機(jī)三維曲線凸輪加工裝置，其特征在于所述 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈的中間傳動(dòng)均為齒輪傳動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塑料圓織機(jī)三維曲線凸輪加工裝置，其特征在于所述 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈輸入端為矩形花鍵軸(9)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種塑料圓織機(jī)三維曲線凸輪加工裝置，包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、銑削頭和銑刀，銑削頭上設(shè)有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上固定有擺動(dòng)齒輪，滑板上設(shè)有與擺動(dòng)齒輪嚙合的齒條；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)鏈末端為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的輸出端與滑板連接，滑板通過直線導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)與外部裝置相連接，滑板在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)促動(dòng)下可作上下往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)。利用Y380H滾齒機(jī)，拆去滾齒刀架，再將本實(shí)用新型安裝其上，其中，滑板通過直線導(dǎo)軌與滾齒機(jī)連接，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸入端與滾齒機(jī)的動(dòng)力輸出機(jī)構(gòu)連接；加工時(shí)，工件隨工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)做同步的上下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)擺動(dòng)齒輪與齒條構(gòu)成的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)左右擺動(dòng)，銑刀的擺動(dòng)軌跡與工件外圓周回轉(zhuǎn)的軌跡，疊合成所需加工的三維曲線。
文檔編號(hào)B23C3/08GK201880977SQ20102063582
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者張亦明 申請(qǐng)人:杭州寶利華機(jī)械制造有限公司