本發(fā)明涉及一種蝸輪飛刀的雙重夾緊結(jié)構(gòu)，主要用于切削力或模數(shù)較大、大導(dǎo)程角的圓柱蝸桿傳動(dòng)蝸輪的滾切。

背景技術(shù)：

在滾切蝸輪時(shí)，因蝸輪滾刀參數(shù)必須與蝸桿的參數(shù)一致，所以蝸輪滾刀是針對(duì)性強(qiáng)的專用刀具，利用率低，價(jià)格高，生產(chǎn)周期長使用不經(jīng)濟(jì)，并且多頭蝸輪滾刀制造較困難，在單件小批量生產(chǎn)中制造蝸輪滾刀很不經(jīng)濟(jì)，這時(shí)可用飛刀來加工蝸輪，而飛刀實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)單齒或數(shù)齒的蝸輪滾刀，它的切齒原理和蝸輪滾刀相同。飛刀的主要優(yōu)缺點(diǎn)是制造簡單，成本低，生產(chǎn)效率低，但是如果飛刀制作準(zhǔn)確使用得也正確，則加工出的蝸輪精度并不低于蝸輪滾刀加工的精度，所以這也是常用飛刀來加工蝸輪的主因之一。飛刀裝入刀桿后應(yīng)裝夾可靠，不能在切削時(shí)發(fā)生滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。刀桿徑向設(shè)置有安裝飛刀圓直柄的圓孔，該孔的中心線垂直且過刀桿中心線；如圖1所示為加工中、小模數(shù)蝸輪飛刀的夾緊結(jié)構(gòu)。飛刀圓直柄裝在刀桿1的圓孔中，擰緊螺母3和4使圓套筒2沿刀桿1外圓柱面軸向移動(dòng)，過圓套筒2孔的中心線且沿其軸向設(shè)置的凹圓弧槽沿飛刀圓直柄抱緊，因圓套筒2要沿刀桿1外圓柱面軸向移動(dòng)，刀桿1直徑變小影響強(qiáng)度；這種刀桿結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，但夾固可靠性稍差，凹圓弧槽要求較高。加工大模數(shù)蝸輪的飛刀在刀桿上的夾緊結(jié)構(gòu)有兩種，如圖2和3所示，擰緊螺母使帶螺桿的圓拉桿在圓通孔內(nèi)軸向移動(dòng)，其圓柱部分設(shè)置的凹圓弧槽或斜削平面分別來鎖緊飛刀圓直柄或飛刀圓直柄的削平面。這種夾緊結(jié)構(gòu)夾緊力大，飛刀不易松動(dòng)，但是這兩種夾緊結(jié)構(gòu)沿刀桿徑向設(shè)置安裝圓拉桿和飛刀的圓孔呈垂直交叉貫穿，削弱了刀桿強(qiáng)度和剛度，這種垂直交錯(cuò)孔，制造不易，并且圖2所示的凹圓弧槽和孔距要求較高，適合刀桿直徑較大的場合。因刀桿上飛刀的數(shù)量極少極易磨損，而且切削部分又是局部磨損較快增加了切削阻力；又因飛刀滾切蝸輪是切向進(jìn)給，當(dāng)飛刀從切入端滾切至切出端時(shí)，飛刀的切削刃從一側(cè)切削到兩側(cè)切削再到另一側(cè)切削，刀齒沿其軸心線產(chǎn)生較大的周期性的交變扭矩，飛刀圓直柄與刀桿的圓孔是有一定的間隙，并受刀桿和支承端剛度及軸承等旋轉(zhuǎn)件間隙的影響，動(dòng)剛度較差易引起振動(dòng)，造成飛刀松動(dòng)、脫落甚至打壞蝸輪等；特別是切削力或模數(shù)較大，尤其是大導(dǎo)程角的飛刀，兩側(cè)切削刃的切削條件不一致時(shí)，上述夾緊結(jié)構(gòu)都難以勝任了。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種在刀桿中心孔內(nèi)軸向定位夾緊和圓通孔內(nèi)軸向拉緊蝸輪飛刀的定位夾緊結(jié)構(gòu)，適合于切削力或模數(shù)較大、大導(dǎo)程角的蝸輪飛刀的牢固夾緊。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：包括刀桿，所述刀桿由帶錐柄的主動(dòng)端和細(xì)長的被動(dòng)端組成，所述被動(dòng)端設(shè)有朝向主動(dòng)端且與刀桿中心線同心的中心孔，在刀桿中部徑向設(shè)有安裝和拉緊飛刀的圓通孔，所述圓通孔的兩端設(shè)有沉孔，其中靠近飛刀圓直柄一端的沉孔設(shè)有拉緊螺釘，所述飛刀圓直柄軸心線上設(shè)有連接拉緊螺釘?shù)穆菘?，所述圓通孔的中心線垂直且過刀桿中心線，并與中心孔貫通，定位夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)置在中心孔內(nèi)，從被動(dòng)端端面依次設(shè)有施力構(gòu)件和定位頂桿及飛刀，飛刀圓直柄斜削平平面與其軸心線的銳角θ的開口方向朝向飛刀的刀頭，在拉緊螺釘和施力構(gòu)件產(chǎn)生的力共同作用下，定位頂桿的相對(duì)端斜端面滑動(dòng)至飛刀圓直柄斜削平平面上形成緊密的面接觸，把飛刀緊固在刀桿的圓通孔內(nèi)，并使飛刀刀頭的切削部分處在與工作蝸桿相同的部位。

本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是：其中沉孔底平面與所述拉緊螺釘之間設(shè)有平墊圈，另一個(gè)沉孔底平面與蝸輪飛刀刀頭定位平面之間設(shè)有或不設(shè)有定位平墊圈。

采用該技術(shù)方案，所述平墊圈置于所述拉緊螺釘?shù)闹蚊媾c所述沉孔底平面之間，起著增大被連接零件接觸表面面積，降低單位面積壓力和保護(hù)被連接零件表面不被損壞的作用。當(dāng)飛刀切削部分磨損重磨后，可通過改變定位平墊圈厚度的方法，如另加薄墊片或重新更換厚的定位平墊圈，或改變定位頂桿的相對(duì)端斜端面在刀桿中心孔內(nèi)的軸向位置，以精確調(diào)整飛刀齒厚正好處在工作蝸桿的分度圓柱上和阻止受切削力后朝向刀桿中心的移動(dòng)。

本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述施力構(gòu)件采用帶方圓柱端螺釘，擰緊螺釘時(shí)產(chǎn)生軸向力。

采用該技術(shù)方案，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)起到夾緊和增力及自鎖作用，是一種常用簡單可靠的夾緊機(jī)構(gòu)，特別是它具有增力大、自鎖性能好、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述施力構(gòu)件采用液、氣壓缸或電動(dòng)推桿，由液、氣壓或電產(chǎn)生軸向力，用液壓缸或氣壓缸的活塞桿作為施力終端，或用電動(dòng)推桿的推桿作為施力終端。

采用該技術(shù)方案，當(dāng)活塞的受壓面積S一定時(shí)，壓力F與壓強(qiáng)P成正比，即F＝PS，增加壓強(qiáng)即可增大相應(yīng)的壓力，當(dāng)多個(gè)活塞串聯(lián)疊加可成倍增力。液壓油的壓強(qiáng)比氣壓高許多，因此缸徑尺寸可以比氣缸小很多，通常不需要用增力機(jī)構(gòu)，所以可使施力構(gòu)件結(jié)構(gòu)更簡單緊湊；液體不可壓縮，因此夾緊的剛性大、工作平穩(wěn)、夾緊可靠、噪音小。當(dāng)采用電動(dòng)推桿時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過齒輪機(jī)構(gòu)減速后帶動(dòng)一對(duì)絲杠螺母把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，利用電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)完成推拉動(dòng)作，是通過齒輪減速和螺旋機(jī)構(gòu)增力和自鎖的復(fù)合裝置。

本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述施力構(gòu)件采用彈簧組件，彈簧受力壓縮后均勻彈性變形，彈性力產(chǎn)生軸向力，施力構(gòu)件用調(diào)整墊圈或螺釘調(diào)節(jié)彈力。

采用該技術(shù)方案，由胡克定律可知，彈簧在發(fā)生彈性形變時(shí)，彈簧的彈力F和彈簧的伸長量(或壓縮量)x成正比，即F＝kx。k是材料的彈性系數(shù)，它只由材料的性質(zhì)所決定，與其他因素?zé)o關(guān)，是利用彈簧長度變化增力。

本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述施力構(gòu)件與刀桿中心孔定位并連接，或所述施力構(gòu)件與刀桿中心孔滑動(dòng)定位并與刀桿被動(dòng)端端面連接。

本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述螺釘可選為粗牙或細(xì)牙螺紋，優(yōu)選為細(xì)牙螺紋。

采用該技術(shù)方案，細(xì)牙螺紋比粗牙螺紋有更好的增力和自鎖效果。

本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述中心孔入口端設(shè)有同心頂針孔為60°錐孔。

本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述施力構(gòu)件的施力終端端面設(shè)置有硬化的大半徑球面Sr。

本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是：為使定位頂桿的相對(duì)端斜端面滑動(dòng)至飛刀圓直柄斜削平平面上形成緊密的面接觸，所述定位頂桿的相對(duì)端斜端面的傾斜角等于飛刀圓直柄斜削平平面銳角θ。

由于所述銳角θ值越小，拉緊螺釘增力效果越好，自鎖性能越有保證；斜面結(jié)構(gòu)的另一重要特性是夾緊行程(即在刀桿中心孔內(nèi)軸向移動(dòng))和飛刀沿其軸向相應(yīng)移動(dòng)的距離，所述銳角θ減小，則飛刀沿其軸向位移的敏感度增大，有利于實(shí)現(xiàn)飛刀磨損后重磨，但對(duì)軸向定位精度的調(diào)整不利，為此，所述銳角θ的數(shù)值不應(yīng)選擇過小。

本發(fā)明再進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述銳角θ的取值范圍在3°～6°之間。

本發(fā)明再更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述銳角θ為4.5°。

從定位上分析，飛刀繞自身軸心線轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，當(dāng)夾緊后，由飛刀圓直柄和定位頂桿兩斜平面緊密貼合，在飛刀刀頭定位平面和定位平墊圈及切削力共同作用下，限制了這兩個(gè)方向的自由度，尤其是斜楔夾緊和拉緊螺釘與定位斜面和施力構(gòu)件組成的復(fù)合定位垂直交叉夾緊，具有自動(dòng)定心，重復(fù)定位精度高夾緊可靠、定位和自鎖同時(shí)實(shí)現(xiàn)，并提高了抗螺紋松弛性，以克服飛刀有時(shí)兩個(gè)側(cè)刃交替參加切削，刀齒沿其軸心線產(chǎn)生較大的周期性的交變扭矩。

由于采用定位平墊圈和斜楔夾緊定位，故飛刀沿軸心線方向的位置可以通過調(diào)整定位平墊圈；當(dāng)不采用定位平墊圈時(shí)，改變定位頂桿的軸向移動(dòng)距離進(jìn)行調(diào)整，飛刀磨損重磨經(jīng)軸向調(diào)整后，飛刀齒厚仍然保持在工作蝸桿的分度圓柱上。飛刀的軸向定位精度對(duì)于定位頂桿移動(dòng)距離不敏感，提高了飛刀多次重磨性，而限制飛刀繞軸心線旋轉(zhuǎn)的自由度，又取決于斜楔結(jié)合的兩平面的接觸精度。

采用該技術(shù)方案，由于定位夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)置在中心孔內(nèi)和便于拉緊螺釘著力，必然飛刀圓直柄的長度要超過中心孔，飛刀圓直柄的接觸長度增加，并在拉緊螺釘?shù)淖饔孟?，相?duì)定位更可靠、穩(wěn)定性更好，提高了重復(fù)定位精度和圓通孔的使用壽命。

采用該技術(shù)方案，由于夾緊機(jī)構(gòu)的終端采用斜楔(即定位頂桿)，接觸面積大，它既起到夾緊和增力及自鎖作用，又起自動(dòng)定心作用，是一種簡單可靠，定位精度較高的夾緊定位結(jié)構(gòu)，尤其是斜楔和螺旋夾緊兩個(gè)簡單機(jī)構(gòu)組成的復(fù)合夾緊機(jī)構(gòu)，大大提高了夾緊的可靠和自鎖性。當(dāng)施力構(gòu)件施力時(shí)在定位平墊圈的共同作用下，兩斜平面緊密貼合，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了飛刀在刀桿上的準(zhǔn)確定位和夾緊；尤其適合于切削力或模數(shù)較大、大導(dǎo)程角的蝸輪飛刀的牢固夾緊。

本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述定位頂桿的外圓周面設(shè)置多段帶導(dǎo)向角的圓環(huán)形凹槽，并且所述圓環(huán)形凹槽起止設(shè)在所述定位頂桿兩端及兩端面硬化處理。

本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述飛刀圓直柄斜削平平面與飛刀前刀面的夾角δ應(yīng)使飛刀卡緊在刀桿上時(shí)，根據(jù)蝸桿類型、精度等級(jí)、導(dǎo)程角大小和旋向決定，使前刀面正好是在工作蝸桿的法向或軸向平面上；當(dāng)前刀面正好處在工作蝸桿的法向平面時(shí)，飛刀圓直柄斜削平平面與飛刀前刀面的夾角δ等于工作蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角γ，當(dāng)前刀面正好處在工作蝸桿的軸向平面時(shí)，飛刀圓直柄斜削平平面與飛刀前刀面的夾角δ為0°。

本發(fā)明的有益效果是：采用這種蝸輪飛刀夾緊結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案，從材料力學(xué)來說，對(duì)刀桿的強(qiáng)度和剛度削弱最少，結(jié)構(gòu)簡單緊湊、制作和使用方便、飛刀定位精度高和定位精確、雙重垂直夾緊、夾緊力大可靠；大幅提高了飛刀與刀桿的連接剛度和可靠性，減少了顫振，穩(wěn)定刀具載荷，改善了切削條件，提高了生產(chǎn)率和飛刀耐用度及齒面質(zhì)量；由于夾緊零部件設(shè)置在刀桿中心孔內(nèi)不占空間，同時(shí)提高了安全性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中、小模數(shù)蝸輪的飛刀刀桿的夾緊示意圖

圖2為現(xiàn)有技術(shù)大模數(shù)飛刀刀桿拉桿設(shè)有圓弧面的夾緊示意圖(r為帶螺桿的圓拉桿圓柱部分的凹圓弧槽的半徑)

圖3為現(xiàn)有技術(shù)大模數(shù)飛刀刀桿拉桿設(shè)有斜面的夾緊示意圖(β為帶螺桿的圓拉桿圓柱部分斜削平面的銳角)

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖(R為工作蝸桿分度圓半徑、δ為飛刀圓直柄斜削平平面與飛刀前刀面的夾角、θ為飛刀圓直柄斜削平平面與飛刀圓直柄軸心線的夾角和定位頂桿斜端面的傾斜角、Sr為施力終端球頭半徑)特征：右旋、飛刀置于法向，施力構(gòu)件采用帶方圓柱端螺釘，施力構(gòu)件與刀桿中心孔定位并連接，δ＝γ。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。特征：左旋、飛刀置于法向，施力構(gòu)件采用液、氣壓缸或電動(dòng)推桿，施力構(gòu)件與刀桿中心孔滑動(dòng)定位并與刀桿被動(dòng)端端面連接，δ＝γ。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。特征：左或右旋、飛刀置于軸向，施力構(gòu)件采用彈簧組件，施力構(gòu)件與刀桿中心孔滑動(dòng)定位并與刀桿被動(dòng)端端面連接，δ＝0°。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。特征：右旋、飛刀置于法向，施力構(gòu)件采用帶方圓柱端螺釘，施力構(gòu)件與刀桿中心孔定位并連接，不設(shè)有定位平墊圈，δ＝γ。

圖8為本發(fā)明圖7的K向示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施方式1

實(shí)施方式1如圖4所示的一種蝸輪飛刀的夾緊結(jié)構(gòu)，包括刀桿1，所述刀桿1由帶錐柄的主動(dòng)端(圖中未示出)和細(xì)長的被動(dòng)端等組成，在被動(dòng)端設(shè)置有朝向主動(dòng)端且與刀桿1中心線同心中心孔4，在刀桿1中部某一恰當(dāng)位置徑向設(shè)置有安裝和拉緊飛刀圓直柄72的圓通孔2，所述圓通孔2的兩端設(shè)置有沉孔21，其中靠近飛刀圓直柄72一端的沉孔21設(shè)有拉緊螺釘10，所述飛刀圓直柄72軸心線上設(shè)有連接拉緊螺釘10的螺孔，所述圓通孔2的中心線垂直且過刀桿1中心線，并與中心孔4貫通。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是：為保證拉緊螺釘10的支撐面與沉孔底平面22之間有較好的接觸狀態(tài)和防松性能；為保證飛刀7裝在刀桿圓通孔2內(nèi)不移動(dòng)和能軸向調(diào)整尺寸，以調(diào)整飛刀7在刀桿1上的徑向位置，因蝸桿與蝸輪嚙合時(shí)有必要的徑向間隙，所以飛刀的齒頂高比工作蝸桿有一定的增大量，為便于定位測(cè)量和重復(fù)定位，使飛刀7安裝位置精確，刃磨后仍能繼續(xù)使用；其中所述沉孔底平面22與所述拉緊螺釘10之間設(shè)有平墊圈9，另一個(gè)沉孔底平面22與蝸輪飛刀刀頭定位平面71之間設(shè)有定位平墊圈3，所述沉孔底平面22與所述圓通孔2中心線垂直，以精確調(diào)整飛刀齒厚正好處在工作蝸桿的分度圓柱上和阻止受切削力后朝向刀桿1中心的移動(dòng)。所述拉緊螺釘10可以是六角頭螺栓或內(nèi)六角圓柱頭螺釘。

采用該技術(shù)方案，所述平墊圈9置于所述拉緊螺釘10的支撐面與所述沉孔底平面22之間，起著增大被連接零件接觸表面面積，降低單位面積壓力和保護(hù)被連接零件表面不被損壞的作用。當(dāng)安裝飛刀或其切削部分磨損重磨后，可通過改變定位平墊圈3厚度的方法，如另加薄墊片或重新更換厚的定位平墊圈，以精確調(diào)整飛刀齒厚正好處在工作蝸桿的分度圓柱上和阻止受切削力后朝向刀桿1中心的移動(dòng)。

定位夾緊機(jī)構(gòu)8設(shè)置在同心中心孔4內(nèi)，從被動(dòng)端端面11依次設(shè)有施力構(gòu)件6和定位頂桿5及飛刀7。所述施力構(gòu)件6可以為手動(dòng)施力和機(jī)械施力，手動(dòng)施力需通過各種增力機(jī)構(gòu)來工作，因人力有限且不穩(wěn)定，采取機(jī)動(dòng)夾緊時(shí)，原始夾緊力可以連續(xù)作用，夾緊可靠，機(jī)構(gòu)可以不必自鎖。

由于所述拉緊螺釘10和所述定位夾緊機(jī)構(gòu)8產(chǎn)生的力，對(duì)所述飛刀圓直柄72的著力點(diǎn)離所述飛刀7受力點(diǎn)較遠(yuǎn)，因所述飛刀刀頭定位平面71之間設(shè)置有所述定位平墊圈3，提高了連接的可靠性。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述施力構(gòu)件6采用帶方圓柱端螺釘，擰緊螺釘時(shí)產(chǎn)生軸向力。此時(shí)所述施力終端61(即圓柱端)和施力構(gòu)件6產(chǎn)生力的螺紋部分62是一體的。

本領(lǐng)域技術(shù)人員知，飛刀在中心孔4內(nèi)軸向力夾緊時(shí)，當(dāng)施力終端61與定位頂桿5的當(dāng)量摩擦半徑為零(施力終端61為球頭)時(shí)，螺釘產(chǎn)生的軸向(夾緊)力與作用力和力臂成正比，與螺釘直徑成反比，一般為作用力的幾十甚至上百倍，產(chǎn)生較大的夾緊力，所以起到很大的增力效果。同時(shí)飛刀圓直柄斜削平平面73的夾角θ較小，對(duì)夾緊力的影響可忽略不計(jì)。

所述同心中心孔4呈兩段階梯狀的孔，即靠近被動(dòng)端端面11直徑較大部為螺孔42，余下的是直徑較小較長部為圓光孔41，所述圓光孔41設(shè)有能夠相對(duì)于圓光孔41的內(nèi)孔壁滑動(dòng)配合的定位頂桿5。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述施力構(gòu)件6的帶方圓柱端螺釘?shù)穆菁y部分62與刀桿中心孔4的螺孔42定位并連接。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述帶方圓柱端螺釘6和拉緊螺釘10可選為粗牙或細(xì)牙螺紋，為提高螺紋的自鎖性和夾緊力，優(yōu)選為細(xì)牙螺紋。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是：為方便加工檢查或修整刀桿1，所述刀桿中心孔4入口端設(shè)置有同心頂針孔43，所述同心頂針孔43為60°的錐孔。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述帶方圓柱端螺釘6的施力終端(即圓柱端)61端面設(shè)置有硬化的大半徑球面Sr，使其具有自動(dòng)調(diào)心能力，以兼容或抵銷螺孔42和定位頂桿5的制造和安裝誤差，提高其安裝精度和使用壽命及夾緊的可靠性；且施力終端61與定位頂桿5的當(dāng)量摩擦半徑為零，提高了增力比和效率。

所述銳角θ的開口方向朝向飛刀刀頭74方向時(shí)，在沿刀桿1軸向夾緊力的作用下，使飛刀產(chǎn)生背向刀桿1中心的力，在拉緊螺釘10和朝向刀桿1中心的切削力的作用下，飛刀7也不會(huì)移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。

當(dāng)擰緊帶方圓柱端螺釘6時(shí)，帶方圓柱端螺釘?shù)膱A柱端61一起軸向移動(dòng)，軸向力使定位頂桿的相對(duì)端斜端面51滑動(dòng)至飛刀圓直柄斜削平平面73上形成緊密的面接觸，并在拉緊螺釘10作用下把飛刀7緊固在刀桿的圓通孔2內(nèi)。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是：為使定位頂桿的相對(duì)端斜端面51滑動(dòng)至飛刀圓直柄斜削平平面73上形成緊密的面接觸，以確保夾緊可靠和飛刀定位準(zhǔn)確，所述定位頂桿5的相對(duì)端斜端面51的傾斜角等于飛刀圓直柄斜削平平面銳角θ。

一方面所述銳角θ值越小，拉緊螺釘10的增力效果越好，自鎖性能越有保證；另一方面斜面結(jié)構(gòu)的另一重要特性是夾緊行程(即在刀桿中心孔內(nèi)軸向移動(dòng))和飛刀沿其軸向相應(yīng)移動(dòng)的距離，所述銳角θ減小，則飛刀沿其軸向位移的敏感度增大，有利于實(shí)現(xiàn)飛刀磨損后重磨，但對(duì)軸向定位精度的調(diào)整不利，為此，所述銳角θ的數(shù)值不應(yīng)選擇過小。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述銳角θ的取值范圍在3°～6°之間。

再更進(jìn)一步的技術(shù)方案是：為便于飛刀重磨后調(diào)整和軸向定位精度，又可獲得較大的拉力和可靠性，所述銳角θ優(yōu)選為4.5°。

本領(lǐng)域技術(shù)人員知，飛刀7沿其軸向夾緊時(shí)的受力狀態(tài)是由斜楔和螺釘拉緊兩部分組成，當(dāng)飛刀圓直柄斜削平平面73與飛刀圓直柄72軸心線的銳角θ為4.5°時(shí)，其斜楔夾緊力約為作用力的3.5倍，螺釘拉力的計(jì)算視為與螺母壓緊力相似，故拉緊螺釘10產(chǎn)生的拉力約為作用力的75倍，將上述力合并的夾緊力約為作用力的265.5倍，顯然作用在飛刀7上的力增大了約265.5倍，產(chǎn)生的夾緊力是很大的，所以斜楔夾緊結(jié)構(gòu)和螺釘拉緊結(jié)構(gòu)巧妙的組合，起到很大的增力效果。

在沿圓通孔2軸向拉力和沿刀桿1軸向夾緊力的作用下，所述銳角θ較小，有很好的自鎖和夾緊可靠性，飛刀7不會(huì)移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，能滿足大切削力和大導(dǎo)程角的要求。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是：為方便細(xì)長的定位頂桿5沿中心孔的圓光孔41內(nèi)靈活自由滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，為減少定位頂桿5與圓光孔41的接觸面積，所述定位頂桿5或圓光孔41的圓周面可設(shè)置多段帶導(dǎo)向角的圓環(huán)形凹槽，為有利于加工，優(yōu)選為定位頂桿5的外圓周面設(shè)置多段帶導(dǎo)向角的圓環(huán)形凹槽52，且所述圓環(huán)形凹槽52起止設(shè)在所述定位頂桿5兩端，這樣裝、拆定位頂桿5和其有輕微彎曲或兩端長期擠壓變形時(shí)，也很容易通過該部位。為提高定位頂桿5的使用壽命和夾緊可靠，所述定位頂桿5兩端面硬化處理。

由于飛刀前刀面75一般與飛刀圓直柄72軸心線重合，且有適應(yīng)切削的前、后角等，當(dāng)飛刀7卡緊在刀桿1上時(shí)，飛刀前刀面75正好處在工作蝸桿的法向平面中。并使飛刀刀頭的切削部分在與工作蝸桿相同的部位。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是：本發(fā)明的飛刀圓直柄斜削平平面73與飛刀前刀面75的夾角δ與定位頂桿5的傾斜角無關(guān)，從而減少了裝配誤差，而現(xiàn)有技術(shù)與圓拉桿圓柱部分設(shè)置的斜面的傾斜角有關(guān)。所述飛刀圓直柄斜削平平面73與飛刀前刀面75的夾角δ應(yīng)使飛刀7卡緊在刀桿1上時(shí)，根據(jù)蝸桿類型、精度等級(jí)、分度圓柱導(dǎo)程角大小和旋向決定，使飛刀前刀面75正好是在工作蝸桿的法向平面中。

如滾切蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角γ較大的阿基米德或法向直廓右旋蝸輪時(shí)，所述飛刀圓直柄斜削平平面73與飛刀前刀面75的夾角δ等于工作蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角γ，所述前刀面75正好處在工作蝸桿的法向平面中，由于飛刀前刀面75按法向裝夾，這樣可使兩側(cè)刃都具有0°前角和適宜的后角，能改善切削條件和提高質(zhì)量及工效。

本發(fā)明未涉及刀桿其它部位，按常規(guī)設(shè)置；本發(fā)明的飛刀圓直柄斜削平平面73與飛刀前刀面75的夾角δ和與其飛刀圓直柄72軸心線的夾角及定位頂桿5的傾斜角無關(guān)外，以及飛刀圓直柄72軸心線上設(shè)有連接螺釘10的螺孔外，所述飛刀其它設(shè)置按常規(guī)。

該飛刀的夾緊工作程序如下：

1)根據(jù)飛刀在工作蝸桿分度圓柱上齒厚處到飛刀刀頭定位平面71及沉孔底平面22的距離，選擇適宜厚度的定位平墊圈3裝入飛刀圓直柄72中，飛刀圓直柄72插入圓通孔2中；

2)飛刀圓直柄斜削平平面73朝向中心孔4，在保證飛刀刀頭定位平面71和定位平墊圈3及沉孔底平面22之間無縫隙的條件下，夾緊機(jī)構(gòu)8適當(dāng)施力；

3)拉緊螺釘10適當(dāng)擰緊，當(dāng)飛刀齒厚正好處在工作蝸桿的分度圓柱上時(shí)，然后夾緊機(jī)構(gòu)8夾緊，再進(jìn)一步擰緊拉緊螺釘10；

4)當(dāng)飛刀滾切一段時(shí)間后磨損重磨再生后，重復(fù)上述工作過程。

上述工作過程，分別確定飛刀7在工作蝸桿分度圓柱上齒厚在刀桿1徑向上的正確位置和確定飛刀前刀面75的方位。

實(shí)施方式2

圖5反應(yīng)了本發(fā)明的另一實(shí)施方式的具體結(jié)構(gòu)，本實(shí)施方式不同于實(shí)施例1之處主要是施力構(gòu)件6為液、氣壓缸或電動(dòng)推桿及與刀桿1定位、連接方式；具體是，所述同心中心孔4直徑較大部為圓光孔42，以便于施力構(gòu)件6滑動(dòng)定位，所述被動(dòng)端端面11上設(shè)置有若干個(gè)與施力構(gòu)件6連接的螺孔，并且所滾切的蝸輪是左旋的。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述施力構(gòu)件6采用液、氣壓缸或電動(dòng)推桿，由液、氣壓或電產(chǎn)生軸向力。用液壓缸或氣壓缸的活塞桿作為施力終端61，或用電動(dòng)推桿的推桿作為施力終端61。

當(dāng)液、氣壓缸或電動(dòng)推桿工作時(shí)，施力終端61軸向移動(dòng)，軸向力使定位頂桿的相對(duì)端斜端面51滑動(dòng)至飛刀圓直柄斜削平平面73上形成緊密的面接觸，把飛刀7緊固在刀桿的圓通孔2內(nèi)。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述施力構(gòu)件6與刀桿中心孔4滑動(dòng)定位并與刀桿被動(dòng)端端面11連接。

實(shí)施方式3

圖6反應(yīng)了本發(fā)明的又一實(shí)施方式的具體結(jié)構(gòu)，本實(shí)施方式不同于實(shí)施例2之處是施力構(gòu)件6，具體是，所述施力構(gòu)件6采用彈簧組件，圖中刀桿中心孔4內(nèi)所示的是碟形彈簧和調(diào)整墊圈。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是：所述施力機(jī)構(gòu)件6采用彈簧組件，彈簧受力壓縮后均勻彈性變形，彈性力產(chǎn)生軸向力，推動(dòng)施力終端61軸向移動(dòng)，施力構(gòu)件6用調(diào)整墊圈或螺釘調(diào)節(jié)彈力。

當(dāng)彈簧組件的彈簧受力壓縮后均勻彈性變形，施力終端61軸向移動(dòng)，軸向力使定位頂桿的相對(duì)端斜端面51滑動(dòng)至飛刀圓直柄斜削平平面73上形成緊密的面接觸，把飛刀7緊固在刀桿的圓通孔2內(nèi)。

所述調(diào)整墊圈也可設(shè)在施力構(gòu)件6與刀桿被動(dòng)端端面11之間(未另行圖示)。為便于旋合螺釘對(duì)彈簧產(chǎn)生壓縮力，所述螺釘設(shè)在施力機(jī)構(gòu)件6中心線上與刀桿被動(dòng)端端面11處(未另行圖示)。

由于飛刀前刀面75一般與飛刀圓直柄72軸心線重合，且有適應(yīng)切削的前、后角等，當(dāng)飛刀7卡緊在刀桿1上時(shí)，飛刀前刀面75正好處在工作蝸桿的軸向平面中，即與刀桿1的中心線重合。

進(jìn)一步的技術(shù)方案是：本發(fā)明的飛刀圓直柄斜削平平面73與飛刀前刀面75的夾角δ與定位頂桿5的傾斜角無關(guān)，從而減少了裝配誤差，而現(xiàn)有技術(shù)與圓拉桿圓柱部分設(shè)置的斜面的傾斜角有關(guān)。所述飛刀圓直柄斜削平平面73與飛刀前刀面75的夾角δ應(yīng)使飛刀7卡緊在刀桿1上時(shí)，根據(jù)蝸桿類型、精度等級(jí)、分度圓柱導(dǎo)程角大小和旋向決定，使飛刀前刀面75正好是在工作蝸桿的軸向平面中。

如滾切蝸桿分度圓柱導(dǎo)程角γ較小的阿基米德和精度要求不高的法向直廓蝸輪時(shí)，所述飛刀圓直柄斜削平平面73與飛刀前刀面75的夾角δ等于0°，所述前刀面75正好處在工作蝸桿的軸向平面中，由于飛刀前刀面75按軸向裝夾，這樣兩側(cè)切削刃的切削角不同，如銳邊為正前角，鈍邊為負(fù)前角等，所以切削條件不一致，易使被加工蝸輪的齒面產(chǎn)生振動(dòng)波紋，限制了生產(chǎn)率的提高，機(jī)床和刀具的性能得不到充分發(fā)揮等。

實(shí)施方式4

圖7反應(yīng)了本發(fā)明的又一實(shí)施方式的具體結(jié)構(gòu)，是實(shí)施例1的特例，本實(shí)施方式不同于實(shí)施例1之處是不設(shè)有定位平墊圈3，即沉孔底平面22與所述蝸輪飛刀刀頭定位平面71之間不設(shè)有定位平墊圈3，依靠定位頂桿的相對(duì)端斜端面51在中心孔4內(nèi)的位置來確定飛刀7在刀桿1上的徑向位置，而其余相同。此時(shí)，裝入定位平墊圈3一端的沉孔21也可不設(shè)置。

具體是，當(dāng)沉孔底平面22與所述蝸輪飛刀刀頭定位平面71之間不設(shè)有定位平墊圈3時(shí)，此時(shí)不能通過改變定位平墊圈3厚度的方法來調(diào)整飛刀了；因飛刀7在其軸向定位精度對(duì)于定位頂桿5移動(dòng)距離不敏感，而帶方圓柱端螺釘軸向調(diào)整方便，改變定位頂桿的相對(duì)端斜端面51在刀桿中心孔4內(nèi)的軸向位置，來確定飛刀7在刀桿1上的徑向位置，即僅依靠定位頂桿的相對(duì)端斜端面51的位置來確定飛刀前刀面75正好在相應(yīng)的位置上。

為保證飛刀7裝在刀桿圓通孔2內(nèi)不移動(dòng)和能軸向調(diào)整尺寸，以調(diào)整飛刀7在刀桿1上的徑向位置，因蝸桿與蝸輪嚙合時(shí)有必要的徑向間隙，所以飛刀的齒頂高比工作蝸桿有一定的增大量；為便于精確調(diào)整和測(cè)量及重復(fù)定位，飛刀7安裝位置精確，使飛刀前刀面75正好是在工作蝸桿相應(yīng)的位置上，在刀桿被動(dòng)端端面11銘刻12等分向心直線和帶方圓柱端螺釘6的頭部銘刻向心直線一條，即螺距除以12為每刻度帶方圓柱端螺釘6移動(dòng)的距離，見圖8所示。

采用該技術(shù)方案，安裝飛刀7或其切削部分磨損重磨后，通過調(diào)整施力構(gòu)件6，以改變定位頂桿的相對(duì)端斜端面51在刀桿中心孔4內(nèi)的軸向位置，調(diào)整飛刀7在刀桿1上的徑向位置，以精確調(diào)整飛刀齒厚正好處在工作蝸桿的分度圓柱上和阻止受切削力后朝向刀桿1中心的移動(dòng)。

該飛刀的夾緊工作程序如下：

1)飛刀圓直柄72插入圓通孔2中，根據(jù)飛刀在工作蝸桿分度圓柱上齒厚處到刀桿1基準(zhǔn)的距離如沉孔底平面22，確定飛刀在刀桿1徑向上的位置；

2)飛刀圓直柄斜削平平面73朝向中心孔4，定位夾緊機(jī)構(gòu)8適當(dāng)夾緊；

3)拉緊螺釘10適當(dāng)擰緊，當(dāng)飛刀齒厚正好處在工作蝸桿的分度圓柱上時(shí)，然后夾緊機(jī)構(gòu)8再夾緊，再進(jìn)一步擰緊拉緊螺釘10；當(dāng)飛刀齒厚沒在工作蝸桿的分度圓柱上時(shí)，根據(jù)飛刀徑向尺寸偏差和銳角θ的三角幾何關(guān)系旋轉(zhuǎn)帶方圓柱端螺釘，使飛刀齒厚正好處在工作蝸桿的分度圓柱上。

4)當(dāng)飛刀滾切一段時(shí)間后磨損重磨再生后，重復(fù)上述工作過程。

上述工作過程，分別確定飛刀7在工作蝸桿分度圓柱上齒厚在刀桿1徑向上的正確位置和確定飛刀前刀面75的方位。

但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，施力構(gòu)件6并不局限于圖4至圖7所示的具體結(jié)構(gòu)形式，例如，彈簧可以是圓柱或碟形彈簧，甚至橡膠彈簧等，此外，同心中心孔4并不限于形成為圓孔腔，其還可以形成為方孔腔，如四方孔，當(dāng)然，在此情況下，定位頂桿5和施力構(gòu)件6的形狀進(jìn)行相應(yīng)地變型，施力構(gòu)件6的定位、連接方式進(jìn)行適應(yīng)性變化。

以上結(jié)合附圖祥細(xì)描述了本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變形，這些簡單變形均屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。如施力構(gòu)件采用發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)的氣—液壓聯(lián)合施力或電液推桿等，這并不影響本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。

上述實(shí)施例僅供說明本發(fā)明之用，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由各權(quán)利要求限定。