机床驱动式可伸缩刀具及用该刀具的差速器壳体加工方法

摘要

本发明公开了一种机床驱动式可伸缩刀具，包括动力刀塔和动力刀座，其特征在于：所述动力刀塔的内部与动力刀座的外部连接。本发明适用于加工内腔像灯笼样形状的机械类零件，如汽车差速器壳体，其内腔中间部位尺寸约为中70mm至110mm，两端孔部位尺寸约为中24mm至32mm，刀具在收缩状态下进入内腔，自动伸展后加工中间部位内腔，将其关键特性项目尺寸一道工序完成，减少多次装夹造成的偏差，有效保证尺寸精度和形位公差精度。

权利要求

1.一种机床驱动式可伸缩刀具，包括动力刀塔(1)和动力刀座(2)，其特征在于：所述动力刀塔(1)的内部与动力刀座(2)的外部连接；

所述动力刀塔(1)包括刀塔壳体(101)、安装通口(102)、动力通口(103)、安装环(104)、蜗杆(105)、第一轴承(106)和限位环(107)，所述动力刀塔(1)的外部设置有刀塔壳体(101)，所述刀塔壳体(101)的下方开设有左右贯穿的安装通口(102)，且所述刀塔壳体(101)的上端开设有竖直的动力通口(103)，所述动力通口(103)与安装通口(102)相连通，所述动力通口(103)的上端开口位置固定安装有安装环(104)，所述安装环(104)内转动连接有蜗杆(105)，所述蜗杆(105)的底端为传动齿轮部位，所述蜗杆(105)的外侧和动力通口(103)的内壁之间设置有三个第一轴承(106)，三个所述第一轴承(106)的下端且位于蜗杆(105)的下方外部固定套接有限位环(107)；

所述动力刀座(2)包括刀座前体(201)、刀座后体(202)、滑动孔(203)、连接孔(204)、刀具(205)、第二轴承(206)、螺纹杆(207)和盘齿(208)，所述刀座前体(201)安装在安装通口(102)的内部左侧，且所述刀座前体(201)内部设有滑动孔(203)，所述滑动孔(203)的左侧与连接孔(204)相连接，所述连接孔中装有拉杆(3)，所述拉杆(3)一端与刀具相连接，所述拉杆(3)另一端与滑块(209)固定连接，所述滑块(209)滑动安装在滑动孔(203)中，所述滑块(209)中心通过螺纹与螺纹杆(207)相连接，所述刀座后体(202)螺栓连接在安装通口(102)的右侧，所述刀座后体(202)的中部开设有左右设置的安装孔，所述安装孔内的左右两侧安装有两个第二轴承(206)，所述第二轴承(206)的内圈与螺纹杆(207)固定连接，所述螺纹杆(207)上且所述第二轴承(206)左侧固定有盘齿(208)，所述盘齿(208)与蜗杆(105)的底端啮合；

所述动力刀塔(1)的上方设置有机床动力刀设备，具体地，机床动力刀设备驱动蜗杆(105)转动；

所述刀座前体(201)的左端为细长的管状，且内部设有连接孔，所述连接孔中安装有拉杆(3)，所述刀座前体(201)的左侧末端固定连接有销轴(2011)，所述刀具(205)的中部开设有销孔，所述销轴(2011)与销孔铰接，所述刀具(205)的底部开设有椭圆孔，所述拉杆(3)的左端固定连接有滑动柱(301)，所述滑动柱(301)安装在椭圆孔内部且于椭圆孔滑动连接。

2.根据权利要求1所述的机床驱动式可伸缩刀具，其特征在于：所述刀具(205)为球笼刀，所述球笼刀的上端为三角状。

3.根据权利要求1所述的机床驱动式可伸缩刀具，其特征在于：所述刀具(205)为端面刀，所述端面刀的上端为平口状。

4.一种差速器壳体加工方法，其特征在于：应用权利要求1-3中任意一条所述的机床驱动式可伸缩刀具，加工方法如下：机床动力刀设备将动力传递给蜗杆(105)，使得蜗杆(105)正反转动，通过蜗杆(105)带动盘齿(208)转动，由于盘齿(208)与螺纹杆(207)螺纹匹配连接，使得螺纹杆转动，螺纹杆转动时，通过螺纹带动其上的滑块在安装孔中滑动，即滑块(209 )会向左或向右移动，滑块的滑动从而带动拉杆水平运动，拉杆通过滑动柱拉动刀具绕销轴转动，从而使得刀具(205)以一定的角度来回摆动。

5.根据权利要求4所述的差速器壳体加工方法，其特征在于：球笼刀摆动方向和角度为从竖直状态向左摆动76°，端面刀摆动方向和角度为从竖直状态向右摆动61°，并且当球笼刀摆动到左侧最大角度时，刀具(205)和刀座前体(201)可以从差速器内部伸入或伸出，当端面刀摆动到右侧最大角度时，刀具(205)和刀座前体(201)可以从差速器内部伸入或伸出。

说明书

机床驱动式可伸缩刀具及用该刀具的差速器壳体加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及机械加工技术领域，具体为一种机床驱动式可伸缩刀具及用该刀具的差速器壳体加工方法。

背景技术

[0002] 差速器壳是汽车驱动桥总成中关键零部件之一，其加工质量直接影响主减速器齿轮的啮合精度和驱动桥总成的噪声指标，尤其是主要部件之--的差速器壳内球面的加工难度较大，要求较高，目前，对差速器壳内球面的加工主要有如下几种方法。

[0003] 1、采用锪刀加工法，预先加工出行星齿轮轴孔，通过已加工出的孔，从两侧插入拉杆，顶住锪刀，工件随夹具运动，从而加工出内球面，采用锪刀加工的主要缺点是：刀具形状复杂，需专门定购，寿命低，价格高。刀具进出差速器壳不方便，需专用持刀机构，内球面尺寸精度取决于刀具精度，加工设备需用专用机床，或用普通车床改装；

[0004] 2、采用多轴数控车床加工，多轴数控机床的刀座可以做复杂的平面运动，通过已加工出的孔，将刀具伸入差速器壳内，加工出内球面，多轴数控车床加工内球面主要特点：加工质量好，效率高，但需购买进口机床，价格昂贵，需购买进口机床，价格昂贵；

[0005] 3、采用摆动刀具加工法，需专用机床加工时工件作旋转运动，装有刀具的拉杆通过已加I出的孔进入差速器壳内到位后，通过拉杆内的连杆机构，将刀具顶出拉杆，绕圆心做圆弧运动，从而加L出内球面，采用摆动刀具法加工内球面时，刀具做圆弧运动的圆心须与SR51球心重合，尺寸精度取决于刀尖到刀具旋转中心的距离，不能补偿刀尖的磨损。

[0006] 上述方法和设备多数具有结构昂贵，加工精度不高的缺点。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于提供一种机床驱动式可伸缩刀具及用该刀具的差速器壳体加工方法，达到了价格相对低廉以及有效保证尺寸精度和形位公差精度的效果。

[0008] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机床驱动式可伸缩刀具，包括动力刀塔和动力刀座，其特征在于：所述动力刀塔的内部与动力刀座的外部连接；

[0009] 所述动力刀塔包括刀塔壳体、安装通口、动力通口、安装环、蜗杆、第一轴承和限位环，所述动力刀塔的外部设置有刀塔壳体，所述刀塔壳体的下方开设有左右贯穿的安装通口，且所述刀塔壳体的上端开设有竖直的动力通口，所述动力通口与安装通口相连通，所述动力通口的上端开口位置固定安装有安装环，所述安装环内转动连接有蜗杆，所述蜗杆的底端为传动齿轮部位，所述蜗杆的外侧和动力通口的内壁之间设置有三个第一轴承，三个所述第一轴承的下端且位于蜗杆的下方外部固定套接有限位环；

[0010] 所述动力刀座包括刀座前体、刀座后体、滑动孔、连接孔、刀具、第二轴承、螺纹杆和盘齿，所述刀座前体安装在安装通口的内部左侧，且所述刀座前体内部设有滑动孔，所述滑动孔的左侧与连接孔相连接，所述连接孔中装有拉杆，所述拉杆一端与刀具相连接，所述拉杆另一端与滑块固定连接，所述滑块滑动安装在滑动孔中，所述滑块中心通过螺纹与螺纹杆相连接，所述刀座后体螺栓连接在安装通口的右侧，所述刀座后体的中部开设有左右设置的安装孔，所述安装孔内的左右两侧安装有两个第二轴承，所述第二轴承的内圈与螺纹杆固定连接，所述螺纹杆上且所述第二轴承左侧固定有盘齿，所述盘齿与蜗杆的底端啮合。

[0011] 优选的，所述动力刀塔的上方设置有机床动力刀设备，具体地，机床动力刀设备驱动蜗杆转动。

[0012] 优选的，所述刀座前体的左端为细长的管状，且内部设有连接孔，所述连接孔中安装有拉杆，所述刀座前体的左侧末端固定连接有销轴，所述刀具的中部开设有销孔，所述销轴与销孔铰接，所述刀具的底部开设有椭圆孔，所述拉杆的左端固定连接有滑动柱，所述滑动柱安装在椭圆孔内部且于椭圆孔滑动连接。

[0013] 优选的，所述刀具为球笼刀，所述球笼刀的上端为三角状。

[0014] 优选的，所述刀具为端面刀，所述端面刀的上端为平口状。

[0015] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0016] (1)、该机床驱动式可伸缩刀具,刀具自动伸缩，加工出像灯笼一样的内腔。

[0017] (2)、该机床驱动式可伸缩刀具，借助通用机床动力实现编程自动伸缩，可大幅减少投资风险和投资成本。

[0018] (3)、该机床驱动式可伸缩刀具，靠数控编程加工出曲面形状，精度高且可通过修改程序实现各种高精度的曲面加工。

[0019] (4)、该机床驱动式可伸缩刀具，就加工汽车差速器壳体而言，利用此刀具可在一道工序上完成内部球面、端面、行星轮轴孔、锁销孔、半轴孔以及安装轴承部位外圆，可谓是零件的关键尺寸项目在一道工序完成，大幅减少多次装夹造成的位置精度偏差。

[0020] (5)、该机床驱动式可伸缩刀具，其产品加工精度高，稳定可靠，适合大批量生产。

[0021] (6)、该机床驱动式可伸缩刀具，在通用机床上应用，适合当今社会科技高速进步带来的产品更新换代。

附图说明

[0022] 图1为本发明球笼刀伸缩刀具结构示意图；

[0023] 图2为本发明球笼刀结构示意图；

[0024] 图3为本发明端面刀伸缩刀具结构示意图；

[0025] 图4为本发明端面刀结构示意图；

[0026] 图5为本发明端面刀简易结构示意图。

[0027] 图中：1动力刀塔、101刀塔壳体、102安装通口、103动力通口、104安装环、105蜗杆、106第一轴承、107限位环、2动力刀座、201刀座前体、2011销轴、202刀座后体、203安装孔、
204连接孔、2041、205刀具、206第二轴承、207螺纹杆、208盘齿、209滑块、3拉杆、301滑动柱。

具体实施方式

[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0029] 实施例一：

[0030] 请参阅图1、2，一种机床驱动式可伸缩刀具，包括动力刀塔1和动力刀座2，其特征在于：所述动力刀塔1的内部与动力刀座2的外部连接；

[0031] 所述动力刀塔1包括刀塔壳体101、安装通口102、动力通口103、安装环104、蜗杆105、第一轴承106和限位环107，所述动力刀塔1的外部设置有刀塔壳体101，所述刀塔壳体
101的下方开设有左右贯穿的安装通口102，且所述刀塔壳体101的上端开设有竖直的动力通口103，所述动力通口103与安装通口102相连通，所述动力通口103的上端开口位置固定安装有安装环104，所述安装环104内转动连接有蜗杆105，所述蜗杆105的底端为传动齿轮部位，所述蜗杆105的外侧和动力通口103的内壁之间设置有三个第一轴承106，三个所述第一轴承106的下端且位于蜗杆105的下方外部固定套接有限位环107；

[0032] 所述动力刀座2包括刀座前体201、刀座后体202、滑动孔203、连接孔204、刀具205、第二轴承206、螺纹杆207和盘齿208，所述刀座前体201安装在安装通口102的内部左侧，且所述刀座前体201内部设有滑动孔203，所述滑动孔203的左侧与连接孔204相连接，所述连接孔中装有拉杆3，所述拉杆3一端与刀具相连接，所述拉杆3另一端与滑块209固定连接，所述滑块209滑动安装在滑动孔203中，，所述滑动孔上下均设有滑槽，所述滑块上下两端均设有安装块，所述安装块与所述滑槽对应滑动连接，了所述滑块209中心通过螺纹与螺纹杆207相连接，所述刀座后体202螺栓连接在安装通口102的右侧，所述刀座后体202的中部开设有左右设置的安装孔，所述安装孔内的左右两侧安装有两个第二轴承206，所述第二轴承
206的内圈与螺纹杆207固定连接，所述螺纹杆207上且所述第二轴承206左侧固定有盘齿
208，所述盘齿208与蜗杆105的底端啮合。

[0033] 实施例二：

[0034] 请参阅图3-5，一种机床驱动式可伸缩刀具，包括动力刀塔1和动力刀座2，其特征在于：所述动力刀塔1的内部与动力刀座2的外部连接；

[0035] 所述动力刀塔1包括刀塔壳体101、安装通口102、动力通口103、安装环104、蜗杆105、第一轴承106和限位环107，所述动力刀塔1的外部设置有刀塔壳体101，所述刀塔壳体
101的下方开设有左右贯穿的安装通口102，且所述刀塔壳体101的上端开设有竖直的动力通口103，所述动力通口103与安装通口102相连通，所述动力通口103的上端开口位置固定安装有安装环104，所述安装环104内转动连接有蜗杆105，所述蜗杆105的底端为传动齿轮部位，所述蜗杆105的外侧和动力通口103的内壁之间设置有三个第一轴承106，三个所述第一轴承106的下端且位于蜗杆105的下方外部固定套接有限位环107；

[0036] 所述动力刀座2包括刀座前体201、刀座后体202、滑动孔203、连接孔204、刀具205、第二轴承206、螺纹杆207和盘齿208，所述刀座前体201安装在安装通口102的内部左侧，且所述刀座前体201内部设有滑动孔203，所述滑动孔203的左侧与连接孔204相连接，所述连接孔中装有拉杆3，所述拉杆3一端与刀具相连接，所述拉杆3另一端与滑块209固定连接，所述滑块209滑动安装在滑动孔203中，所述滑块209中心通过螺纹与螺纹杆207相连接，所述刀座后体202螺栓连接在安装通口102的右侧，所述刀座后体202的中部开设有左右设置的安装孔，所述安装孔内的左右两侧安装有两个第二轴承206，所述第二轴承206的内圈与螺纹杆207固定连接，所述螺纹杆207上且所述第二轴承206左侧固定有盘齿208，所述盘齿208与蜗杆105的底端啮合。所述动力刀塔的上方设置有机床动力刀设备，具体地，机床动力刀设备驱动蜗杆转动。所述刀座前体201的左端为细长的管状，且内部设有连接孔，所述连接孔中安装有拉杆3，所述刀座前体201的左侧末端固定连接有销轴2011，所述刀具205的中部开设有销孔，所述销轴2011与销孔铰接，所述刀具205的底部开设有椭圆孔，所述拉杆3的左端固定连接有滑动柱301，所述滑动柱301安装在椭圆孔内部且于椭圆孔滑动连接。所述刀具为球笼刀，所述球笼刀的上端为三角状。

[0037] 该机床驱动式可伸缩刀具适用于加工内腔像灯笼样形状的机械类零件，如汽车差速器壳体，其内腔中间部位尺寸约为中70mm至110mm，两端孔部位尺寸约为中24mm至32mm，刀具205在收缩状态下进入内腔，自动伸展后加工中间部位内腔，将其关键特性项目尺寸一道工序完成，减少多次装夹造成的偏差，有效保证尺寸精度和形位公差精度。

[0038] 实施例3：

[0039] 请参阅图3-5，一种机床驱动式可伸缩刀具，包括动力刀塔1和动力刀座2，其特征在于：所述动力刀塔1的内部与动力刀座2的外部连接；

[0040] 所述动力刀塔1包括刀塔壳体101、安装通口102、动力通口103、安装环104、蜗杆105、第一轴承106和限位环107，所述动力刀塔1的外部设置有刀塔壳体101，所述刀塔壳体
101的下方开设有左右贯穿的安装通口102，且所述刀塔壳体101的上端开设有竖直的动力通口103，所述动力通口103与安装通口102相连通，所述动力通口103的上端开口位置固定安装有安装环104，所述安装环104内转动连接有蜗杆105，所述蜗杆105的底端为传动齿轮部位，所述蜗杆105的外侧和动力通口103的内壁之间设置有三个第一轴承106，三个所述第一轴承106的下端且位于蜗杆105的下方外部固定套接有限位环107；

[0041] 所述动力刀座2包括刀座前体201、刀座后体202、滑动孔203、连接孔204、刀具205、第二轴承206、螺纹杆207和盘齿208，所述刀座前体201安装在安装通口102的内部左侧，且所述刀座前体201内部设有滑动孔203，所述滑动孔203的左侧与连接孔204相连接，所述连接孔中装有拉杆3，所述拉杆3一端与刀具相连接，所述拉杆3另一端与滑块209固定连接，所述滑块209滑动安装在滑动孔203中，所述滑块209中心通过螺纹与螺纹杆207相连接，所述刀座后体202螺栓连接在安装通口102的右侧，所述刀座后体202的中部开设有左右设置的安装孔，所述安装孔内的左右两侧安装有两个第二轴承206，所述第二轴承206的内圈与螺纹杆207固定连接，所述螺纹杆207上且所述第二轴承206左侧固定有盘齿208，所述盘齿208与蜗杆105的底端啮合。所述动力刀塔的上方设置有机床动力刀设备，具体地，机床动力刀设备驱动蜗杆转动。所述刀座前体201的左端为细长的管状，且内部设有连接孔，所述连接孔中安装有拉杆3，所述刀座前体201的左侧末端固定连接有销轴2011，所述刀具205的中部开设有销孔，所述销轴2011与销孔铰接，所述刀具205的底部开设有椭圆孔，所述拉杆3的左端固定连接有滑动柱301，所述滑动柱301安装在椭圆孔内部且于椭圆孔滑动连接。所述刀具为端面刀，所述端面刀的上端为平口状。

[0042] 该机床驱动式可伸缩刀具适用于加工内腔像灯笼样形状的机械类零件，如汽车差速器壳体，其内腔中间部位尺寸约为中70mm至110mm，两端孔部位尺寸约为中24mm至32mm，刀具205在收缩状态下进入内腔，自动伸展后加工中间部位内腔，将其关键特性项目尺寸一道工序完成，减少多次装夹造成的偏差，有效保证尺寸精度和形位公差精度。

[0043] 实施例4：

[0044] 一种应用实施例2或3中任意一例所描述的刀具的差速器壳体加工方法，[0045] 机床动力刀设备将动力传递给蜗杆(105)，使得蜗杆(105)正反转动，通过蜗杆(105)带动盘齿(208)转动，由于盘齿(208)与螺纹杆(207)螺纹匹配连接，使得螺纹杆转动，螺纹杆转动时，通过螺纹带动其上的滑块在安装孔中滑动，即滑块(207)会向左或向右移动，滑块的滑动从而带动拉杆水平运动，拉杆通过滑动柱拉动刀具绕销轴转动，从而使得刀具(205)以一定的角度来回摆动。具体摆动情况为：球笼刀摆动方向和角度为从竖直状态向左摆动76°，端面刀摆动方向和角度为从竖直状态向右摆动61°。并且当球笼刀摆动到左侧最大角度时，刀具205和刀座前体201可以从差速器内部伸入或伸出，当端面刀摆动到右侧最大角度时，刀具205和刀座前体201可以从差速器内部伸入或伸出。

[0046] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

[0047] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。