[发明专利]一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装以及定位方法

说明书

一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装以及定位方法，工装包括底座、摆动定位块、定位套、可换垫圈、对刀棒和摆杆。底座的主定位面与轮坯底面相贴，摆动定位块在底座上转动，摆动定位块的转动定位面与轮坯的背锥母线相切时，通过锁紧螺母固定，底座两端面各装配一个摆杆，使摆杆一端的球头压块与背锥面相切，实现摆动定位块上所安装的定位套与轮坯的几何位置关系的固定。调整机床，刀杆端部的对刀棒正好插入定位套内孔，确定对刀点的空间位置及机床主轴的空间姿态，建立指形铣刀坐标系与轮坯坐标系之间正确的空间位置关系。本发明可实现在机床上加工等基圆锥齿轮时对指形铣刀快速、准确的定位，定位工装结构简单，制造成本低，具有一定通用性。

技术领域

本发明涉及锥齿轮加工领域，尤其是涉及一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装以及定位方法。

背景技术

等基圆锥齿轮是我国特有的一种曲线齿锥齿轮，等基圆锥齿轮一般采用指形铣刀成形加工。成形法加工的刀具轴截形廓线，通常按齿宽中点的齿廓形状设计。等基圆锥齿轮的齿线是一条特定的曲线，在任意锥距处法面齿廓的当量基圆半径相等，即具有相同的齿廓形状。因此，从理论上就保证了可以用一把铣刀较精确地加工出整个齿面。是实现成形法低成本加工大型锥齿轮的理论依据和有效办法。等基圆锥齿轮不同锥距处齿线的螺旋角是按特殊规律变化的，因此在仿形切齿过程中，当刀具沿分锥母线匀速运动时，须控制轮坯按特定的规律变速回转。在数控机床上加工等基圆锥齿轮时，在轮坯坐标系下，轮坯分锥的一条母线与轮坯背锥的交点为起刀点，指形铣刀轴线与分锥母线垂直，与锥齿轮轴线共面，加工运动开始时，铣刀轴截形的设计坐标系的原点须在起刀点。等基圆锥齿轮轮坯及其加工刀具的详细设计在相关文献中可见。

等基圆锥齿轮加工中，指形铣刀坐标系与轮坯坐标系有着特定的空间几何位置关系。指形铣刀及轮坯制作完成之后，这两个坐标系都是依附于实际零件的虚拟的空间坐标系。根据加工原理，这两个坐标系之间存在着一定的坐标系平移、坐标系回转的空间几何关系，切齿开始时，需要确保二者正确的空间几何关系。在数控机床上切削等基圆锥齿轮时，指形铣刀安装在刀杆端部，刀杆安装在铣床主轴上，被加工轮坯安装于铣床回转工作台之上的夹具上，根据数控铣床的现有性能，决定了指形铣刀的空间坐标系与被加工轮坯的空间位置及其几何关系难于确定，现有文献及资料中未见相关成熟技术，目前多用测量齿长中点的齿厚及滚检后观察接触区，然后人工调整刀具的姿态及吃刀深度的办法，这就成为了制约等基圆锥齿轮加工精度提高的技术难点。所以，如何在轮坯及刀具实体上准确确定存在于虚拟空间的刀具坐标系与轮坯坐标系的正确空间位置关系，是能否实现等基圆锥齿轮高精度加工的关键。

发明内容

本发明提供了一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装以及定位方法，以解决在机床上铣削等基圆锥齿轮时，无法精密确定指形铣刀坐标系与轮坯坐标系的正确空间几何位置关系的问题。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种等基圆锥齿轮专用的指形铣刀定位工装，包括底座、摆动定位块、定位套组件和摆杆；

所述的底座沿中心面对称，底座的上表面为主定位面，底座的两侧端面分别对称设有一个摆杆，摆杆的一端设有一个向上方凸起的半球型球头压块，远离球头压块的摆杆的另一端转动连接在底座上，使球头压块与主定位面之间的夹角可调整；

所述的摆动定位块由一体设置的转动定位块和定位套安装凸台组成，转动定位块对应主定位面设置的一面为转动定位面，转动定位块通过设置在底座上的一个转动点转动连接在底座的中心部位，且转动定位面与转动定位块的转接点轴线共面，使转动定位面与主定位面之间的夹角可调整；定位套安装凸台的上表面为副定位面，副定位面与转动定位面相互垂直，在副定位面上开设有定位孔，定位孔的轴线与底座的对称中心面共面，在定位孔内设有定位套组件；