某汽車零部件配套公司尋求作者公司供應(yīng)一臺插齒機(jī)及專用去毛刺機(jī)構(gòu)，用于加工汽車變速箱盤形齒輪。該公司要求盤形齒輪在進(jìn)行插齒加工時，齒底端面產(chǎn)生的毛刺由機(jī)床去毛刺機(jī)構(gòu)自動去除。盤形齒輪如圖1所示。

　　所要加工的齒部位于盤形齒輪上部，齒形為標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形。值得注意的是，齒部齒底端面A面低于盤形齒輪法蘭上端面B面，齒底端面去毛刺動作較難實現(xiàn)，原因是傳統(tǒng)去毛刺機(jī)構(gòu)適用的零件，齒底端面都高于法蘭面。

　　傳統(tǒng)自動去毛刺機(jī)構(gòu)工作原理如圖2所示。

　　去毛刺機(jī)構(gòu)的刀片、刀桿在后部油缸的推動下沿導(dǎo)軌做直線運(yùn)動，刀片直接被送至齒底，隨著插齒時工件的旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)自動去毛刺。很顯然，由于A面比B面低，傳統(tǒng)去毛刺機(jī)構(gòu)實現(xiàn)不了去毛刺的功能。

　　01去毛刺動作軌跡

　　分析盤形齒輪的特征，筆者提出去毛刺機(jī)構(gòu)采用X、Y兩個方向軌跡動作相結(jié)合的方式。去毛刺動作軌 跡如圖3所示，實例如圖4所示。

　　刀片從初始位置J開始沿X方向平移，停止在盤形齒輪凹槽上方位置K。然后沿Y方向移動，下降至凹槽中位置L。刀片再次沿X方向移動，到達(dá)齒底端面位置M停止。刀片返回時，沿原軌跡由位置M返回位置J。

　　02去毛刺機(jī)構(gòu)

　　針對盤形齒輪，筆者設(shè)計了一種去毛刺機(jī)構(gòu)，如圖5所示。為了實現(xiàn)刀片X方向分段運(yùn)動，控制刀片停止在位置K的準(zhǔn)確性，將傳統(tǒng)的油缸推動改為伺服電機(jī)加 滾珠絲杠副形式。為了實現(xiàn)刀片Y方向移動，在Y方向設(shè)計了一個小油缸，油缸活塞桿升降位置對應(yīng)刀片位置 K、L。刀片的高度可以通過刀座下方的螺釘微調(diào)，提高去毛刺的效果。

　　03去毛刺步驟

　　(1) 在盤形齒輪進(jìn)行插齒過程中，同步啟動去毛刺機(jī)構(gòu)。

　　(2) 啟動伺服電機(jī)，通過伺服電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠副，進(jìn)而驅(qū)動底板沿直線導(dǎo)軌副X方向移動，使刀片到達(dá)盤形齒輪中心環(huán)形槽的正上方，然后伺服電機(jī)停止運(yùn)行。

　　(3) 啟動液壓油缸，通過液壓油缸帶動刀座體沿Y方向下降，同時帶動刀片下降，使刀片伸入盤形齒輪中心環(huán)形槽的內(nèi)部，進(jìn)而使刀片順利進(jìn)入需要去除毛刺的空間。

　　(4) 再次啟動伺服電機(jī)驅(qū)動滾珠絲杠副，通過滾珠絲杠副驅(qū)動刀片伸入需要去除毛刺的空間，并使刀 片與齒部齒底端面相配合。

　　(5) 插齒機(jī)正常工作過程中帶動盤形齒輪轉(zhuǎn)動，盤形齒輪轉(zhuǎn)動經(jīng)過刀片時，實現(xiàn)去除齒部齒底端面毛刺的功能。

　　(6) 盤形齒輪插齒加工完成后，齒部齒底端面的毛刺一并去除。

　　筆者對盤形齒輪插齒加工時的去毛刺問題進(jìn)行研究，設(shè)計了去毛刺機(jī)構(gòu)和軌跡，實現(xiàn)了對盤形齒輪齒部齒底端面毛刺的自動去除。試驗證明，去毛刺機(jī)構(gòu)去除齒部毛刺效果良好，效率高，大大減輕了工人的勞動強(qiáng)度，節(jié)約了生產(chǎn)成本。