一种磨削滚压刀具自公转装置

1.本发明属于车床机械加工技术领域，具体涉及一种磨削滚压刀具自公转装置。


背景技术：

2.磨削是一种去除材料的机械加工方法，指用磨料、磨具切除工件上多余材料的加工方法。磨削加工是应用较为广泛的材料去除方法之一。
3.滚压是一种在汽车生产中常用的工艺，包括内孔的滚压、轮辋的滚压、车门框条滚压成形、车架纵梁的滚压成形、曲轴的滚压强化及校直、小模数花键轴的滚压成形、螺钉的滚压成形等。
4.目前的车床上的磨削刀具和滚压刀具通常是分开的，对工件进行加工时需要单独的进行磨削工序或者滚压工序，整体结构复杂，操作不方便，加工效率低；另一方面，磨削刀具和滚压刀具在加工时只能够公转或者自转，磨削滚压时间长，加工效率低，而且加工出来的品质不够高。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种磨削滚压刀具自公转装置，实现了磨削、滚压的连续化作业的同时还实现了刀具的自转和公转同步进行的加工效果；为达到上述目的所采取的技术方案是：一种磨削滚压刀具自公转装置，包括基座在基座上固定有第一丝杠滑台机构，所述第一丝杠滑台机构的滑台沿左右方向运动，在该滑台上安装有切屑液喷淋装置和自公转动力机构，所述自公转动力机构包括轮系支撑框架，在轮系支撑框架内自上而下依次设有沿左右方向设置的第一转轴、第二转轴和第三转轴，在第一转轴上同轴固定有第一传动齿轮和自转动力轮、转动连接有公转动力轮，所述公转动力轮位于自转动力轮的左侧，在自转动力轮上设有开口朝向公转动力轮的环形槽，在环形槽的一侧内壁上设有内齿，在公转动力轮上偏心处转动连接有刀具杆，所述刀具杆与第一转轴平行设置，刀具杆的末端插入环形槽内且与环形槽的内齿啮合连接，在刀具杆的前端设有磨削滚压刀头；在第二转轴上固定有三个第二传动齿轮，在第三转轴上固定有两个第三传动齿轮，右侧的第二传动齿轮与第一传动齿轮啮合连接，中间的第二传动齿轮与右侧的第三传动齿轮啮合连接，左侧的第二传动齿轮与公转动力轮传动连接，左侧的第三传动齿轮与切屑液喷淋装置的动力输入部分传动连接。
6.优选的，自转动力轮被环形槽分割为转环和转台两部分，所述转台同轴位于转环内，所述转台与第一转轴转动连接，所述转环与第一转轴固定连接，且在转环内壁上设有内齿，刀具杆的末端与转环内壁上的内齿啮合连接；在公转动力轮上偏心处转动连接有多个刀具杆，每个刀具杆与第一转轴平行设置，每个刀具杆的末端均插入环形槽内且与转环内壁上的内齿啮合连接，在刀具杆的前端均设有磨削滚压刀头。
7.优选的，在右侧的第二传动齿轮与第一传动齿轮之间设有过度齿轮，所述第二传
动齿轮和第一传动齿轮均与过度齿轮啮合连接；在磨削刀筒的表面上均布有六边形凹槽微织结构。
8.优选的，在环形槽靠外一侧内壁上设有内齿，在环形槽靠内一侧设有环形沟槽，所述刀具杆的末端插入环形槽内，在刀具杆的末端固定有自转齿轮，所述自转齿轮位于环形沟槽内，且与内齿相啮合；刀具杆的末端部分挤靠在环形沟槽的槽边上。
9.优选的，在第一丝杠滑台机构的滑台上设有用于对公转动力轮进行支撑和限位的齿轮支撑机构，所述齿轮支撑机构包括限位框架，在限位框架上安装有四个限位齿轮，所述四个限位齿轮绕公转动力轮周向布置且均与公转动力轮啮合连接。
10.优选的，还包括刀头调换装置，刀头调换装置包括固定在基座上的龙门框架，在龙门框架上设有与公转动力轮同轴设置的推力轴承，所述推力轴承的内周边与磨削滚压刀头的转动轨迹相匹配；所述磨削滚压刀头包括与刀具杆同轴固定连接的刀具轴，在刀具轴上左右滑动连接有磨削刀筒，在磨削刀筒的自由端绕周向设有多个磨削片，在刀具轴上设有固定有外挡环，在磨削刀筒的末端设有外环形凸台，在外挡环与外环形凸台之间设有第一压簧，在刀具轴的自由端左右滑动连接有滚压刀头，所述滚压刀头位于磨削刀筒内，在刀具轴上固定有内挡环，在内挡环与滚压刀头之间设有第二压簧；在磨削刀筒内壁设有内环形凸台，在第一压簧的作用下内环形凸台顶靠在内挡环上，在滚压刀头末端设有向左伸出的阻挡臂，在第二压簧的作用下阻挡臂勾在内挡环上；当磨削滚压刀头伸入推力轴承的内中间孔时，外环形凸台顶靠在推力轴承的周边上磨削刀筒被阻挡从而露出滚压刀头。
11.优选的，所述龙门框架底部通过第三丝杠滑台机构左右滑动连接在基座上，所述第三丝杠滑台机构包括沿左右方向设置的导杆和传动丝杠，在导杆上滑动连接有底部滑台，所述龙门框架底部固定在底部滑台上，传动丝杠贯穿底部滑台且与底部滑台螺纹连接，在传动丝杠右端设有沿前后方向设置的转向轴，在转向轴的一端与传动丝杠之间通过锥齿轮传动连接，在转向轴的另一端安装有动力齿轮，在第一丝杠滑台机构的滑台侧边上设有齿条，当第一丝杠滑台机构的滑台向刀头调换装置运动时，齿条与动力齿轮相啮合从而让磨削滚压刀头快速伸入并压紧在推力轴承上。
12.优选的，在外环形凸台和推力轴承的周边接触面均为粗糙面。
13.本发明所具有的有益效果为（1）自公转刀具装置中，通过自公转动力机构的作用实现了磨削滚压刀头10公转、自转，而且公转和自转的方向还可以相反，这也在一定程度上提高了磨削滚压刀头10的转速；调整各级齿轮的传动比可以改变磨削滚压刀头10自转和公转的相对速度，进一步提高磨削滚压效果。
14.（2）自转动力轮的转台可以与第一转轴转动连接，从而减小了刀具杆的自转摩擦力，保证了磨削滚压刀头公自转的平稳进行；另一方面，还可以设置多个刀具杆，从而实现多个磨削滚压刀头的同时工作，从而大大提高了工作效率。
15.（3）通过刀头调换装置6，实现了实现磨削刀头和滚压刀头107的自动调换，保证了本技术能够进行磨削、滚压的连续化作业。
16.（4）磨削滚压刀头10为磨削刀头和滚压刀头的复合刀头，而且可以实现两者之间的调换；另外，第一压簧101的设置还增加了磨削刀头的挠度，第二压簧100的设置还增加了滚压刀头的挠度。
17.（5）在磨削刀筒的表面上均布有六边形凹槽微织结构，这样在工作时可以储存更多的切屑液和润滑液进一步提高磨削滚压效果；同时在磨削刀筒的自由端绕周向设有多个磨削片，这样在工作时出现某个点块坏掉时，只需更好对应的磨削片即可，而不需要进行全部更好，大大降低了成本，也便于维修。
附图说明
18.图1为本发明的立体结构示意图；图2为自公转动力机构的立体结构示意图；图3为刀头调换装置的体结构示意图；图4为磨削滚压刀头的体结构示意图；图5为图4的纵切剖面图。
具体实施方式
19.下面结合附图对本发明进一步描述。
20.如图1和图2所示，一种磨削滚压刀具自公转装置，包括基座a，在基座a上固定有第一丝杠滑台机构4，所述第一丝杠滑台机构4的滑台2沿左右方向运动，在该滑台2上安装有切屑液喷淋装置25和自公转动力机构5，所述自公转动力机构5包括轮系支撑框架，在轮系支撑框架内自上而下依次设有沿左右方向设置的第一转轴17、第二转轴19和第三转轴21，在第一转轴上17同轴固定有第一传动齿轮14和自转动力轮13、转动连接有公转动力轮8，所述公转动力轮8位于自转动力轮13的左侧，在自转动力轮13上设有开口朝向公转动力轮8的环形槽12，在环形槽12的一侧内壁上设有内齿，在公转动力轮8上绕周向设有一个或多个穿孔9，在穿孔9内转动连接有刀具杆11，所述刀具杆11的末端插入环形槽内且与环形槽的内齿啮合连接，在刀具杆11的前端设有磨削滚压刀头10；在第二转轴19上固定有三个第二传动齿轮，在第三转轴21上固定有两个第三传动齿轮，右侧的第二传动齿轮18与第一传动齿轮14啮合连接，为了实现改变转动方向，也可以在两者之间设置过度齿轮15，中间的第二传动齿轮22与右侧的第三传动齿轮23啮合连接，左侧的第二传动齿轮26与公转动力轮8传动连接，左侧的第三传动齿轮24与切屑液喷淋装置25的动力输入部分传动连接从而带动切屑液喷淋装置25工作。
21.如图2所示，在右侧的第二传动齿轮18与第一传动齿轮14之间还可以设有过度齿轮15，所述第二传动齿轮18和第一传动齿轮14均与过度齿轮啮合连接，从而使得自转动力轮13和公转动力轮8的转动方向相反以达到更佳的磨削、滚压效果，提高产品品质。
22.本实施例中，刀具杆11的末端与自转动力轮13之间的传动结构还可以采用一种更佳的结构以使得磨削滚压刀头10工作更佳平稳可靠，具体地，在环形槽靠外一侧内壁上设有内齿，在环形槽靠内一侧设有环形沟槽，所述刀具杆11的末端插入环形槽内，在刀具杆11的末端固定有自转齿轮，所述自转齿轮位于环形沟槽内，且与内齿相啮合；刀具杆11的末端部分挤靠在环形沟槽的槽边上。
23.所述自转动力轮b13还可以采用第二种结构方式，具体的，被环形槽b12分割为转环和转台两部分，所述转台同轴位于转环内，所述转台与第一转轴b17转动连接，所述转环与第一转轴b17固定连接，且在转环内壁上设有内齿，刀具杆b11的末端与转环内壁上的内
齿啮合连接；在公转动力轮b8上偏心处转动连接有多个刀具杆b11，每个刀具杆b11与第一转轴b17平行设置，每个刀具杆b11的末端均插入环形槽内且与转环内壁上的内齿啮合连接，在刀具杆b11的前端均设有磨削滚压刀头b10；这样自转动力轮b13的转台可以与第一转轴b17转动连接，从而减小了刀具杆的自转摩擦力，保证了磨削滚压刀头b10公自转的平稳进行；另一方面，还可以设置多个刀具杆b11，从而实现多个磨削滚压刀头b10的同时工作，从而大大提高了工作效率。
24.在工作过程中，为了保证公转动力轮8旋转的稳定可靠性，在第一丝杠滑台机构4的滑台2上设有用于对公转动力轮8进行支撑和限位的齿轮支撑机构，所述齿轮支撑机构包括限位框架，在限位框架上安装有四个限位齿轮，所述四个限位齿轮绕公转动力轮周向布置且均与公转动力轮啮合连接。也可以采用本具体实施例中的支撑机构，即在公转动力轮8两侧均设有支撑架7，在支撑架7顶部设有卡爪，同时在公转动力轮8上绕周向设有环形限位槽，所述卡爪位于限位槽内滑动连接，从而实现对公转动力轮8的支撑稳定作用。
25.如图3、图4和图5所示，所述自公转刀具装置还包括刀头调换装置6，刀头调换装置6包括固定在基座a上的龙门框架62，在龙门框架62上设有与公转动力轮8同轴设置的推力轴承61，所述推力轴承61的内周边与磨削滚压刀头10的转动轨迹相匹配；所述磨削滚压刀头10包括与刀具杆11同轴固定连接的刀具轴102，在刀具轴102上左右滑动连接有磨削刀筒105，在磨削刀筒105的自由端绕周向设有多个磨削片106而形成磨削刀头，在刀具轴102上设有固定有外挡环103，在磨削刀筒105的末端设有外环形凸台104，在外挡环103与外环形凸台104之间设有第一压簧101，在刀具轴102的自由端左右滑动连接有滚压刀头107，所述滚压刀头107位于磨削刀筒105内，在刀具轴102上固定有内挡环109，在内挡环109与滚压刀头107之间设有第二压簧100；在磨削刀筒105内壁设有内环形凸台，在第一压簧101的作用下内环形凸台顶靠在内挡环109上，在滚压刀头107末端设有向左伸出的阻挡臂108，在第二压簧100的作用下阻挡臂108勾在内挡环109上；当磨削滚压刀头10伸入推力轴承61的内中间孔时，外环形凸台104顶靠在推力轴承10的周边上磨削刀筒105被阻挡从而露出滚压刀头107，从而实现磨削刀头和滚压刀头107的自动调换。
26.在磨削刀筒b105的表面上均布有六边形凹槽微织结构，这样在工作时可以储存更多的切屑液和润滑液进一步提高磨削滚压效果。
27.为了增大外环形凸台104顶靠在推力轴承10上时的摩擦力，以使得磨削刀筒105更佳平顺地带动推力轴承10转动，在外环形凸台104和推力轴承10的周边接触面均为粗糙面。
28.如图2和图3所示，所述龙门框架62底部通过第三丝杠滑台机构左右滑动连接在基座上，所述第三丝杠滑台机构包括沿左右方向设置的导杆67和传动丝杠68，在导杆67上滑动连接有底部滑台66，所述龙门框架62底部固定在底部滑台66上，传动丝杠68贯穿底部滑台66且与底部滑台66螺纹连接，在传动丝杠68右端设有沿前后方向设置的转向轴64，在转向轴64的一端与传动丝杠68之间通过锥齿轮65传动连接，在转向轴64的另一端安装有动力齿轮63，在第一丝杠滑台机构的滑台2侧边上设有齿条1，当第一丝杠滑台机构的滑台2向刀头调换装置6运动时，齿条1与动力齿轮63相啮合从而让磨削滚压刀头10快速伸入并压紧在推力轴承61上。
29.本发明工作时是固定在机床上的，通过棒料夹持装置将待切割料棒固定在磨削滚压刀头10的正前方，伺服电机3动作带动丝杠转动从而带动滑台2以及其上面的整体向左运
动直至磨削滚压刀头10抵触到待切割料棒c17端面，然后伺服电机20带动第三转轴21转动从而带动磨削滚压刀头10公转的同时还可以自转，而且公转和自转的方向还可以相反以进一步增加磨削效果。
30.如图1、图3至图5，端面磨削工序结束后，伺服电机3动作带动带动滑台2以及其上面的整体向继续左运动，此时，齿条1与动力齿轮63相啮合，动力齿轮63的转动带动转向轴64转动从而带动传动丝杠68转动，让磨削滚压刀头10快速伸入并压紧在推力轴承61上，最后露出滚压刀头107，接着伺服电机20带动第三转轴21转动从而带动磨削滚压刀头10公转的同时还可以自转，而且公转和自转的方向还可以相反以进一步增加滚压效果。
31.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。