CN102198583B - 内齿轮加工方法及专用插齿夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种内齿轮加工方法及专用插齿夹具。所述的加工方法是：首先在普通插床上进行轮齿的粗加工，采用分度机构和具有梯形切削刃的插刀逐个加工齿槽，得到梯形的中间齿廓，该齿廓在形状上很接近内齿轮最终齿廓，并保留少量的精加工余量；接着在插齿机上采用具有共轭齿廓的插齿刀进行轮齿的精加工。所述专用插齿夹具包括底座、压板、调节螺钉、螺杆、压紧螺母、钢球、保持架、滑块、滑块螺栓、滑块螺母、定位杆、定位销，其主要功能是快速找正内齿轮与插齿刀的周向位置并夹紧工件。采用所述方法加工内齿轮，可以有效提高插齿的效率，减少插齿刀的磨损，提高轮齿加工精度。

Description

内齿轮加工方法及专用插齿夹具

技术领域

本发明属于机械制造工艺及装备技术领域，具体涉及一种内齿轮加工方法及专用插齿夹具。

背景技术

机械制造中内齿轮的加工普遍采用插齿工艺，插齿刀具有与内齿轮齿廓共轭的刀刃轮廓，采用展成的原理加工。由于工件的二次装夹会带来工件找正困难，现有技术中内齿轮的插齿一般不分粗精加工工序，工件一次装夹完成全部齿廓的加工，这种加工方法的缺点是加工余量大，加工效率低，刀具磨损快，由于插齿刀的刀刃一般为空间曲线，不容易修磨，从而影响内齿轮的加工精度。

发明内容

为了克服现有内齿轮加工技术的不足，本发明旨在提供一种能减少插齿加工加工余量，提高插齿加工效率、减小插齿刀磨损、有效保证加工精度的内齿轮加工方法，以及该加工方法专用的插齿夹具。

本发明所提供的技术方案如下：

首先在车床和磨床上完成内齿轮内外圆和上下端面的粗、精加工，然后把轮齿部分的加工分为粗加工和精加工两道工序进行，首先在普通插床上进行轮齿的粗加工，采用分度机构和具有梯形切削刃的插刀逐个加工齿槽，得到梯形的中间齿廓，该齿廓在形状上很接近内齿轮最终齿廓，并保留少量的精加工余量；接着在插齿机上进行轮齿的精加工，在本发明提出的专用插齿夹具上找正内齿轮的周向位置并夹紧，采用具有共轭齿廓的插齿刀完成轮齿精加工，得到最终的内齿轮零件。

本发明技术方案的特点是将内齿轮加工分为两道工序，粗加工采用插床成形法加工，刀具和设备的成本都很低，精度要求不高，可以采用较大的进给量和切削速度；然后在插齿机上利用展成法进行齿廓的精加工，相应的加工余量很小，因此可以有效提高插齿的效率，减少插齿刀的磨损，提高轮齿加工精度。

本发明同时提供了实现上述内齿轮加工方法的专用插齿夹具，包括底座、压板、调节螺钉、螺杆、压紧螺母、钢球、保持架、滑块、滑块螺栓、滑块螺母、定位杆、定位销。夹具的底座固定在插齿机上，底座上带有一个沉孔，放入环形保持架，保持架上开有若干径向孔，孔内放入与孔径大小相同的钢球，保持架的厚度小于钢球直径。插齿加工时，将内齿轮放入底座沉孔中，由于底座沉孔的直径等于内齿轮的外圆直径加上两倍的钢球直径，使内齿轮的外圆正好与钢球接触，可以保证内齿轮轴线的位置精度，而钢球可以在底座和工件之间滚动，使内齿轮周向转动灵活，便于利用插齿夹具上的定位装置找正内齿轮与插齿刀之间的相对位置。

本发明提出的内齿轮加工方法中，内齿轮的粗加工在普通插床上借助分度机构完成，粗加工形成的齿廓为梯形，并在两边齿侧预留一定的精加工余量。内齿轮的精加工在插齿机上进行，由于要在插齿机上重新装夹，为了保证插齿加工过程中两边齿侧加工余量均匀，必须找正内齿轮与插齿刀的相对位置。为此目的，本发明提出的专用插齿夹具的底座上平面有一圆弧形槽，槽的中心与底座沉孔轴线重合，滑块可以在槽中滑动定位，并通过滑块两侧的滑块螺栓和滑块螺母在底座上固定；滑块中部开有一个沿底座沉孔直径方向的槽，定位杆可以在槽内移动，定位杆头部装有定位销，定位销的轴线与底座沉孔轴线平行。内齿轮在插齿机上安装时，先松开滑块螺母，将定位杆向插齿刀方向推动，同时移动滑块使定位销的外圆同时接触插齿刀的一个齿的两侧面，拧紧滑块螺母，固定滑块位置。然后，将内齿轮放入夹具内，将定位杆向方向轮齿拉动，同时转动内齿轮使定位销的外圆同时接触内齿轮的一个齿的两侧面，如此完成内齿轮的周向定位，然后利用压板和压紧螺母将内齿轮夹紧，就可以开始插齿加工。

压板后侧的调节螺钉，主要用于调节压板工作位置，适应不同内齿轮厚度要求。另外，保持架上的孔不完全钻通，内侧孔底有一小锥形台阶，钢球放入后，在孔的外侧冲铆，使孔口产生塑性变形，孔径缩小，以防止钢球在工作过程中脱落。

本发明所述的内齿轮加工方法及专用插齿夹具，不但可用于渐开线、摆线、圆弧等齿形的内齿轮加工，也可用于内花键的加工。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图1是本发明提出的内齿轮加工方法工艺过程示意图。

附图2是本发明实施例专用插齿夹具的装配结构图。

附图3是该实施例专用插齿夹具剖面图和钢球孔位置局部放大图。

图中零件：1-底座，2-压板，3-保持架，4-滑块，5-定位杆，6-定位销，7-调节螺钉，8-压紧螺母，9-螺杆，10-钢球，11-滑块螺母，12-滑块螺栓。

具体实施方式

图1以渐开线内齿轮为例，说明本发明提出内齿轮加工方法的工艺过程，图中细线齿廓为粗加工工序中，在普通插床上采用梯形轮廓刀具和分度机构，用成型法加工形成的中间齿廓；粗线为精加工工序中，在插齿机上采用插齿刀，用展成法加工形成的最终齿廓，两个齿廓之间的部分为预留的精加工余量。

本发明提出的内齿轮加工专用插齿夹具的结构和工作原理可以通过图2和图3说明，底座1安装在插齿机上，底座上带有一个沉孔，其中放入环形保持架3，保持架上开有若干径向孔，孔内放入与孔径大小相同的钢球10，底座沉孔的直径等于内齿轮的外圆直径加上两倍的钢球直径，同时保持架的厚度小于钢球直径。内齿轮放入后，其外圆与正好与钢球接触，保证工件中心与沉孔的中心重合。由于钢球可以在底座和内齿轮之间滚动，钢球在工件和底座之间起到滚动轴承的作用，使内齿轮转动灵活，便于找正内齿轮与插齿刀的相对位置。

图3中局部放大图表示了钢球和孔的结构，为了防止工作过程中钢球从小孔内脱落，保持架上的孔不完全钻通，内侧孔底有一小锥形台阶，钢球放入后，在孔的外侧进行冲铆，使孔口产生少量塑性变形。

夹具底座上平面有一圆弧形槽，槽的中心与底座沉孔轴线重合，滑块4可以在槽中滑动，滑块中部开有一个沿底座沉孔直径方向的槽，定位杆5在该槽内移动，定位杆头部装有与底座沉孔轴线平行的定位销6。在插齿机上安装内齿轮时，先松开滑块螺母11，将定位杆向插齿刀方向推动，同时移动滑块使定位销的外圆同时接触插齿刀的一个齿的两侧面，然后拧紧滑块螺母以固定滑块的位置，然后将内齿轮放入夹具内，将定位杆向其轮齿方向拉动，同时转动内齿轮使定位销的外圆同时接触内齿轮的一个齿的两侧面，通过以上过程找正内齿轮的位置后，拧紧螺杆9上的压紧螺母8，利用压板2将内齿轮固定，取下定位杆，开始插齿加工。

Claims (2)

1.一种内齿轮加工方法中使用的专用插齿夹具，包括底座、压板、调节螺钉、螺杆、压紧螺母、钢球、保持架、滑块、滑块螺栓、滑块螺母、定位杆、定位销，底座上带有一个沉孔，放入环形保持架，保持架上开有若干径向孔，孔内放入与孔径大小相同的钢球，保持架的厚度小于钢球直径，底座沉孔的直径等于内齿轮的外圆直径加上两倍的钢球直径，其特征在于，底座的上平面有一圆弧形槽，槽的中心与底座沉孔轴线重合，滑块可以在槽中滑动，并通过滑块螺栓和滑块螺母将其固定在底座上的某一位置，滑块中部开有一个沿底座沉孔直径方向的槽，定位杆可以在槽内移动，定位杆头部装有定位销，定位销的轴线与底座沉孔轴线平行。

2.一种如权利要求1所述的插齿夹具，其特征在于，保持架上的孔不完全钻通，内侧孔底有一小锥形台阶，钢球放入后，在孔的外侧冲铆，使孔口产生塑性变形。