[发明专利]新型数控插齿机演示仪及演示方法

权利要求书

1.一种新型数控插齿机演示仪，包括机架、印齿机构、水平进给机构；其特征在于，所述机架包括盖板（10）、支撑板（11）、两根支撑柱（12）；支撑板（11）竖直安装，盖板（10）的一端安装在支撑板（11）的顶部，两根支撑柱（12）安装在支撑板（11）的底部；盖板（10）上方安装有印泥（9）和垫块（8）；

所述印齿机构包括机座（1）、电磁铁（51）、第一大齿轮（22）、第一小齿轮（21）、第一驱动电机（13）、插齿刀杆轴（24）、两个滑动轴承（23）、弹簧（52）、插齿刀（25）、螺栓下垫片（61）、螺栓（62）；电磁铁（51）安装在机座（1）底部，第一大齿轮（22）安装在电磁铁（51）上方，并与电磁铁（51）保持3~7mm的垂直距离，第一大齿轮（22）上方连接插齿刀杆轴（24）的底端，插齿刀杆轴（24）顶端通过插齿刀（25）顶部的螺栓下垫片（61）、螺栓（62）与插齿刀（25）固定，弹簧（52）安装在插齿刀杆轴（24）上，弹簧（52）顶端接触插齿刀杆轴（24）的轴肩下端面，弹簧（52）底端接触机座（1）的机座上端面（16）；第一大齿轮（22）与第一小齿轮（21）啮合，第一小齿轮（21）连接第一电机（13）；插齿刀杆轴（24）安装有两个滑动轴承（23）；

所述水平进给机构包括第二电机（14）、第三电机（15）、联轴器（41）、第一滚动轴承（42）、滚珠丝杠（43）、滚动螺母（44）、第二滚动轴承（33）、第二小齿轮（31）、第二大齿轮（32）、滑块（45）、纸坯轴（34）、纸坯（35）、端部压盖（7）、导轨（46）；滑块（45）安装在导轨（46）上，可在导轨（46）上水平滑动；滑块（45）安装有滚动螺母（44），滚珠丝杠（43）一端通过联轴器（41）与第二电机（14）相连，另一端穿过滚动螺母（44）；第二小齿轮（31）与第二电机（15）相连，并与第二大齿轮（32）啮合；纸坯轴（34）底端与第二大齿轮（32）连接，中部穿过滑块（45），顶部与端部压盖（7）连接；纸坯轴（34）的轴肩上端面与端部压盖（7）之间安装有纸坯（35）；第二滚动轴承（33）安装在纸坯轴（34）上；

两根支撑柱（12）一端与支撑板（11）下端固定，另一端与机座（1）下端固定，盖板（10）安装在支撑板（11）和机座（1）的顶面上，盖板（10）开有孔和槽，孔内穿有弹簧（52）和插齿刀杆轴（24），槽内穿有纸坯轴（34）；盖板（10）上的印泥（9）和垫块（8）位于插齿刀（25）下方。

2.一种权利要求1所述的新型数控插齿机演示仪的演示方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）水平进给机构上纸坯（35）的水平进给运动：第二电机（14）通过联轴器（41）驱动滚珠丝杠（43）转动，滚珠丝杠（43）通过滚动螺母（44）带动滑块（45）的水平运动，滑块（45）通过纸坯轴（34）带动纸坯（35）水平进给运动，使得纸坯（35）的边缘位于垫块（8）上方，第二电机（14）停止工作；

（2）插齿刀（25）与纸坯（35）的范成运动：第一电机（13）带动第一小齿轮（21）转动，第一大齿轮（22）在啮合作用下开始转动，并带动插齿刀杆轴（24）转动，插齿刀杆轴（24）的转动带动插齿刀（25）进行旋转运动；同时，第三电机（15）带动第二小齿轮（31）转动，第二大齿轮（32）在啮合作用下开始转动，并带动纸坯轴（34）转动，纸坯轴（34）的转动带动纸坯（35）进行旋转运动；第一电机（13）和第三电机（15）均为步进电机，通过控制第一电机（13）和第三电机（15）的脉冲数和脉冲频率，可以保持插齿刀（25）和纸坯（35）的旋转线速度一致，第一电机（13）和第三电机（15）工作t1时间后暂停工作（暂停时间为t2）；

（3）印齿机构中插齿刀（25）的上下运动：在第一电机（13）和第三电机（15）暂停工作后，电磁铁（51）通电，吸引第一大齿轮（22）向下运动，第一大齿轮（22）通过插齿刀杆轴（24）带动插齿刀（25）向下运动，插齿刀（25）左侧齿轮压在印泥（9）上，右侧齿轮压在纸坯（35）上，并在纸坯（35）上形成齿轮轮廓；弹簧（52）被压缩；电磁铁（51）通电T1时间后，断电（断电时间为T2），弹簧（52）释放弹性势能，通过推动插齿刀杆轴（24）的轴肩下端面，使得插齿刀（25）向上运动，第一大齿轮（22）恢复到初始位置；

（4）在第一电机（13）和第三电机（15）暂停工作t2时间后，不断重复步骤（2）~（3），完成印齿工作；

所述电磁铁（51）的工作周期T1+T2与第一电机（13）和第三电机（15）的工作周期t1+t2相同，即T1+T2=t1+t2。