代國輝 嚴紅毅

（宜昌長機科技有限責任公司，湖北宜昌443003）

目前，國內插齒機床的需求越來越大，特別是中小型插齒機，在汽車、工程機械等領域得到廣泛的應用。插齒的基本原理為用形狀為齒輪或齒條（我們這里講的是圓柱齒輪）的插齒刀具與被加工齒輪按一定的速比作嚙合運動的同時，刀具沿齒寬方向作往復運動形成切削加工，即展成法加工。插齒刀具安裝在刀架上，被加工齒輪安裝在工作臺上，插齒刀具與被加工齒輪的嚙合運動是由安裝在刀架中的一套高精度蝸輪副及安裝在工作臺中的一套高精度蝸輪副共同實現的。因此，刀架和工作臺成為插齒機的兩大核心部件。作為插齒機床的核心精密部件之一的刀架，其工作精度直接影響機床的整體精度，而其關鍵部件高精度的蝸輪副，其精度好壞直接影響機床加工精度的好壞。當前插齒機刀架結構大多如圖1所示。

當插齒機在工作過程需要進行刀具更換時，首先松開緊刀螺母5，取下原先的插齒刀4，接著裝上更換的新插齒刀，最后擰緊緊刀螺母5，完成換刀過程。由圖1可以看出，插齒刀4是安裝在接刀桿3上，而接刀桿3通過螺釘固定在刀軸2上，在換刀過程中接刀桿3是不能從刀軸2上拆下來的，所以在換刀過程中松開、擰緊緊刀螺母5時均是依靠蝸輪6、蝸桿7形成的自鎖特性提供的作用力，而插齒機工作過程中加工刀具的更換、安裝是非常頻繁的，如果操作不當，從而對刀架分度蝸輪副精度造成損害，從而降低機床的加工精度。同時這些操作都是在機床上直接進行，工作量大，繁瑣，如果操作不當，存在一定安全隱患。

為了解決以上問題，我們設計了一種新型數控插齒機刀架結構。該結構包括:專用刀軸，退刀機構，鎖緊機構，裝刀刀桿等。該結構利用碟形彈簧的彈性變形力的鎖緊方式取代了傳統螺釘鎖緊方式，克服現有插齒機床安裝刀具時需要借助刀架分度蝸輪副的作用力從而對刀架分度蝸輪副精度造成損害的缺點，降低了機床的操作難度，減少了操作時間;操作方便、結構簡單、適用性廣，特別適用于中小型數控機床的應用。

1 數控插齒機刀架結構（圖2）

新型數控插齒機刀架結構主要由專用刀軸、退刀機構、鎖緊機構、裝刀刀桿等幾部分組成。具體結構為:專用刀軸2安裝在刀架體1中，專用刀軸2中安裝有活塞3，它的中間是碟簧4，下端部連接有拉爪5，拉爪5拉著拉釘6，拉釘6固定在接刀桿7上，插齒刀8通過緊刀螺母9安裝在接刀桿7上，蝸桿10安裝在刀架體1上，蝸輪11安裝在刀軸2上，在刀軸2的上端連接著球拉桿12。另外，還有拆、裝刀用的換刀座13。

2 換刀過程

新型數控插齒機刀架換刀的大致過程為:通過球拉桿12通油，將高壓油注入刀桿2，推動中間的活塞3，使活塞3下端固定的拉爪5松開拉著的拉釘6，從而使接刀桿7帶著拉釘6、插齒刀8、緊刀螺母9整體從刀桿2上退出。將退出的接刀桿7帶著拉釘6、插齒刀8、緊刀螺母9整體旋轉，拉釘6朝下，放入換刀座13中，接刀桿7的鍵槽缺口卡入換刀座13的鍵中，松開緊刀螺母9，取下原先的插齒刀8，換上新插齒刀，再擰緊緊刀螺母9。最后將接刀桿7拉釘6朝上，插入刀軸2下端，斷開球拉桿12的供油，刀軸2中的活塞桿3在下部的碟簧4的作用下向上運動，下端的拉爪5拉緊拉釘6，從而將接刀桿7及上面安裝的插齒刀8牢固地固定在刀軸2上，完成整個換刀過程。

3 結語

新型數控插齒機刀架結構在YKT5180A數控提拉式插齒機使用后驗證，該結構精度穩(wěn)定、可靠性高，操作簡單、安全，結合行程調整機構等其他機構，提高了數控插齒機的自動化程度，取得了良好的效果。