用于自动化流水线的齿形转盘零件及其数控加工方法

技术领域

本发明属于机械零部件技术领域，具体涉及一种用于自动化流水线的齿形转盘零件及其数控加工方法。

背景技术

齿轮是一种常见的机械传动零件，齿形转盘是常见的一类齿轮，主要运用于离心机等医疗器械。齿形转盘是能互相啮合的有齿的机械零件，齿形转盘的作用是能将一根轴的传动传递给另一根轴，也可以实现减速、增速等动作。

在传动过程中齿形转盘容易产生高温，使得齿形转盘发生形变，从而使得齿形转盘发生机械故障。此外，现有齿形转盘磨损比较严重，传动反应比较慢，齿形转盘在传动时噪音比较大，缩短齿形转盘的使用寿命，大大降低齿形转盘工作的可靠性，同时，生产成本比较高，齿形转盘重量比较重，运输不便。

此外，在齿形转盘零件加工制造中，齿形转盘中间的孔和外部齿形轮廓精度要求高，尺寸小不易加工，这增加了人力成本和生产时间成本，此类技术一直备受关注，如何加工出高精度的齿形转盘也是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种用于自动化流水线的齿形转盘零件及其数控加工方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种用于自动化流水线的齿形转盘零件，包括齿形转盘本体，所述齿形转盘本体由外向内依次包括外部件、外连接部、内连接部以及中心安装部组成；

所述外部件的外圈设有外齿，所述外连接部由多个依次连接的中空圆环组成，所述内连接部由多个连接杆组成，所述外连接部连接于所述外部件与所述内连接部之间，所述内连接部连接于所述外连接部与所述中心安装部之间。

该齿形转盘零件，通过设置中空圆环组成的外连接部，以及多个连接杆组成的内连接部，能够大幅度降低齿形转盘的重量，同时由于空洞比较多，与外部接触面积增加，能保证齿形转盘在传动过程中产生的高温及时散发出去，避免热量集中，不易使齿形转盘发生形变，从而可以保证其长期有效的高负荷运转。

进一步地，所述外连接部由多个依次相切的且大小相同的中空圆环组成。

进一步地，所述中空圆环的直径为所述齿形转盘直径的1/4～1/3。

进一步地，所述中空圆环的个数为6～9个。

进一步地，所述内连接部的连接杆与每一个中空圆环一一对应设置，所述内连接部的多个连接杆沿所述齿形转盘的径向设置，呈轮辐状。

进一步地，所述中心安装部为一圆管。

进一步地，所述外部件与所述外连接部的连接处，在两两相邻中空圆环之间设有开槽。设置开槽，有助于在齿形转盘工作时降低噪音，以及进一步降低齿形转盘重量。

进一步地，所述开槽内在所述外部件的内圈设有凸块，设置凸块有助于增强齿形转盘的强度，满足在减量化的同时满足高强度使用要求。

所述凸块上设有通孔。设置通孔，有助于降低齿形转盘重量，并有助于散热。

一种用于自动化流水线的齿形转盘零件的数控加工方法，包括以下步骤：

(1)设计齿形转盘零件；

(2)利用UG软件进行对齿形转盘轮廓、形状、尺寸大小进行绘制，得到齿形转盘零件的三维零件图；

(3)导出二维工程图；

(4)制定齿形转盘零件的工艺规程和加工工艺；

(5)确定合适的走刀路线轨迹，完成数控仿真加工。

在五轴数控车床上进行数控加工，以齿形转盘的一个端面为A端，另一个端面为B端，具体方法为：

步骤1，装夹B端，用四爪卡盘夹持B端，对A端进行加工，先用Φ5mm平底刀将A端平面铣出来，余量0.5mm，接着进行精加工；

留出中间突出圆柱，然后将侧边的轮廓铣出，再将零件中八个Φ12mm大圆孔铣出，余量0.5mm，去除平面余量，对八个Φ12mm大圆孔进行半精加工；

换刀，用Φ12mm镗刀继续精加工八个Φ12mm的大孔；

换刀，用Φ10mm的镗刀加工八个Φ10mm圆孔；

换刀，用Φ5mmR0.5的平底刀加工外围八个Φ12mm的圆的0.2mm的倒角；

换刀，用Φ2mm的平底刀对中间花瓣型孔进行粗加工、精加工；

换刀，用Φ0.5mm的平底刀依次加工外圈异型槽；

换刀，用Φ1.25mm的钻孔刀将外部八个Φ1.25的孔打出；

换刀，用Φ2mm的打孔刀将中心圆孔打出；

换刀，用Φ2mm尖角为45°R0.5的平底刀进行0.1mm倒角；

换刀，用Φ1mm平底刀将外圈齿形轮廓进行粗加工；

换刀，用Φ0.5mm平底刀对外圈齿形轮廓进行精加工；

步骤2，调头装夹A端，先铣A端表面，用夹具夹持A端铣好的侧边齿形轮廓，先用Φ5mm的平底刀铣平面并让零件留有余量，余量为0.5mm，进行精加工去除余量。

本发明选择使用五轴机床，减少人工装夹与换刀步骤，减少加工时间，满足形位公差及尺寸公差精度的要求。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、通过在齿形转盘零件上设置中空圆环组成的外连接部，以及多个连接杆组成的内连接部，能大幅度降低齿形转盘的重量，由于空洞比较多，与外部接触面积增加，能保证齿形转盘在传动过程中产生的高温及时散发出去，避免热量集中，不易使齿形转盘发生形变，从而可以保证其长期有效的高负荷运转。

2、外部件与所述外连接部的连接处，在两两相邻中空圆环之间设有开槽，有助于在齿形转盘工作时降低噪音，以及进一步降低齿形转盘重量。

3、开槽内在所述外部件的内圈设有凸块，设置凸块有助于增强齿形转盘的强度，满足在减量化的同时满足高强度使用要求，凸块上设有通孔，有助于降低齿形转盘重量，并有助于散热。

4、采用特定的数控加工工艺，解决齿形转盘零件在加工生产中所遇到的加工面选择不当，步骤混乱，加工程序复杂，且需要多次拆装刀具影响精度问题，提高了齿形转盘零件的尺寸精度。

附图说明

图1为本发明齿形转盘零件的三维图；

图2为齿形转盘零件的A端刀路轨迹图；

图3为齿形转盘零件的B端刀路轨迹图；

图中：1-外部件；2-外连接部；3-内连接部；4-中心安装部；5-开槽；6-通孔；7-凸块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1，一种用于自动化流水线的齿形转盘零件，包括齿形转盘本体，齿形转盘本体由外向内依次包括外部件1、外连接部2、内连接部3以及中心安装部4组成；

外部件1的外圈设有外齿，外连接部2由多个依次连接的中空圆环组成，内连接部3由多个连接杆组成，外连接部2连接于外部件1与内连接部3之间，内连接部3连接于外连接部2与中心安装部4之间。

外连接部2由多个依次相切的且大小相同的中空圆环组成，中空圆环的直径为齿形转盘直径的1/4～1/3，中空圆环的个数为6～9个，本实施例设置8个，内连接部3的连接杆与每一个中空圆环一一对应设置，内连接部3的多个连接杆沿齿形转盘的径向设置，呈轮辐状，中心安装部4为一圆管。

外部件1与外连接部2的连接处，在两两相邻中空圆环之间设有开槽5，设置开槽5，有助于在齿形转盘工作时降低噪音，以及进一步降低齿形转盘重量。

开槽5内在外部件1的内圈设有凸块7，设置凸块7有助于增强齿形转盘的强度，满足在减量化的同时满足高强度使用要求，凸块7上设有通孔6，设置通孔6，有助于降低齿形转盘重量，并有助于散热。

该齿形转盘零件，通过设置中空圆环组成的外连接部2，以及多个连接杆组成的内连接部3，能够大幅度降低齿形转盘的重量，同时由于空洞比较多，与外部接触面积增加，能保证齿形转盘在传动过程中产生的高温及时散发出去，避免热量集中，不易使齿形转盘发生形变，从而可以保证其长期有效的高负荷运转。

一种用于自动化流水线的齿形转盘零件的数控加工方法，加工方法动作过程：

设计刀具参数(齿数、直径、螺旋角、前角、后角、RC)、加工参数(切深、进给、转速)、零件信息(材料)；

建立零件三维模型；

设计铣削走刀路线；

换刀，设计铣槽走刀路线；

调头装夹选择合适的对刀路数据；

设计车削刀路数据；

换刀，加工槽。

加工螺纹孔；

仿真加工，以提高齿形转盘零件精度为目标，优化刀位轨迹

在数控车床上进行数控加工，以齿形转盘的一个端面为A端，另一个端面为B端，如图2、3，具体方法为：

步骤1，装夹B端，用四爪卡盘夹持B端，对A端进行加工，先用Φ5mm平底刀将A端平面铣出来，余量0.5mm，接着进行精加工；

留出中间突出圆柱，然后将侧边的轮廓铣出，再将零件中八个Φ12mm大圆孔铣出，余量0.5mm，去除平面余量，对八个Φ12mm大圆孔进行半精加工；

换刀，用Φ12mm镗刀继续精加工八个Φ12mm的大孔；

换刀，用Φ10mm的镗刀加工八个Φ10mm圆孔；

换刀，用Φ5mmR0.5的平底刀加工外围八个Φ12mm的圆的0.2mm的倒角；

换刀，用Φ2mm的平底刀对中间花瓣型孔进行粗加工、精加工；

换刀，用Φ0.5mm的平底刀依次加工外圈异型槽；

换刀，用Φ1.25mm的钻孔刀将外部八个Φ1.25的孔打出；

换刀，用Φ2mm的打孔刀将中心圆孔打出；

换刀，用Φ2mm尖角为45°R0.5的平底刀进行0.1mm倒角；

换刀，用Φ1mm平底刀将外圈齿形轮廓进行粗加工；

换刀，用Φ0.5mm平底刀对外圈齿形轮廓进行精加工；

步骤2，调头装夹A端，先铣A端表面，用夹具夹持A端铣好的侧边齿形轮廓，先用Φ5mm的平底刀铣平面并让零件留有余量，余量为0.5mm，进行精加工去除余量。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。