CN102554367B - 一种盘齿滚齿快换夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盘齿滚齿快换夹具，由芯轴组件、工件支撑组件和基座组件组成，其中芯轴组件包括拉钉，拉钉连接在芯轴的上端部，在该芯轴的上部由内向外依次套装弹簧、过渡套和压盖，其中压盖的盖檐通过过渡套上端部的凸台与芯轴可拆卸地连接；在压盖下端口处的芯轴上从上往下依次活套上锥套、弹性胀套和下锥套，上锥套上沿轴向开有第一条形孔，弹簧的下端压在上锥套上端部，弹簧上端顶在芯轴的轴颈上。本夹具的通用性较强，适用于装夹多种结构类似的盘齿工件，且夹具定位简单方便，定位精度高，并能实现快换，从而较好地克服了传统结构的缺陷，适于在滚齿加工中大规模推广运用。

Description

一种盘齿滚齿快换夹具

技术领域

本发明涉及一种滚齿机附属部件，尤其涉及装夹盘齿工件的盘齿滚齿快换夹具。

背景技术

传统的盘齿滚齿快换夹具一般采用固定心轴定心或胀套定心，手动或液压压紧的结构，这种结构的夹具基本上都是专门针对一种盘齿工件而设计的，通用性很差，只适合于单品种、小批量的滚齿加工。然而在实际工作中，一台滚齿机往往需要加工很多种盘齿工件，这便意味着每更换一种工件就要更换一套对应的夹具，即使结构类似的盘齿工件需要更换各种对应的盘齿滚齿快换夹具，故夹具的通用性非常差；并且，夹具更换后调校定位精度非常麻烦，调校周期长，工作效率低，即使有经验的操作者也需要40分钟左右，而且又不能实现快换，为此急需解决上述技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种通用性强、能实现快换的盘齿滚齿快换夹具。

本发明的技术方案如下：一种盘齿滚齿快换夹具，其特征在于：由芯轴组件、工件支撑组件和基座组件组成，其中：

A、所述芯轴组件包括拉钉(1)、芯轴(2)、压盖(3)、过渡套(4)、弹簧(5)、限位销(6)、上锥套(7)、下锥套(8)、弹性胀套(9)和卡圈(10)，其中拉钉(1)连接在芯轴(2)的上端部，在该芯轴的上部由内向外依次套装所述弹簧(5)、过渡套(4)和压盖(3)，其中压盖(3)的盖檐通过过渡套(接盘)(4)上端部的凸台与芯轴(2)可拆卸地连接；

在压盖(3)下端口处的芯轴(2)上从上往下依次活套所述上锥套(7)、弹性胀套(9)和下锥套(8)，其中上锥套(7)上沿轴向开有第一条形孔(7a)，芯轴(2)上的所述限位销(6)同时穿设在该第一条形孔中，所述弹簧(5)的下端压在上锥套(7)上端部，弹簧(5)上端顶在芯轴(2)的轴颈上；

所述上锥套(7)的下部及下锥套(8)的上端部分别插入弹性胀套(9)对应的端口，且下锥套(8)下方的芯轴(2)上卡有用于限制该下锥套下行程的所述卡圈(10)；

B、所述工件支撑组件包括支撑座(11)，该支撑座的上端面为工件(G)的支撑面；

C、所述基座组件包括定位座(12)、底座(13)和挡油盘(14)，其中定位座(12)上设有用于对所述芯轴(2)定心的中心定位孔(12a)，且定位座(12)固定在所述底座(13)的上方，该底座的中心孔下端部装有所述挡油盘(14)；

装夹时，所述工件(G)支撑在工件支撑组件的支撑座(11)上，该支撑座套装在基座组件的定位座(12)上；所述芯轴组件的芯轴(2)由上而下穿过工件(G)和支撑座(11)的内孔后，插入所述定位座(12)的中心定位孔(12a)内，且所述弹性胀套(9)胀紧在工件(G)的内孔中，所述压盖(3)的下端面压在工件(G)的上端面。

采用本夹具装夹盘齿工件前，先通过底座(13)将基座组件固定在滚齿机的工作台(T)上，然后将支撑有工件的工件支撑组件套装、定位在基座组件的定位座(12)上，并将芯轴组件的拉钉(1)与外支架上的拉爪机构相连；最后通过拉爪机构控制芯轴组件由上往下移动，芯轴组件的芯轴(2)穿过工件及支撑座(11)的内孔后，插装在基座组件的定位座(12)的中心定位孔(12a)内；此时，芯轴组件压盖(3)的下端面压在工件(G)的上端面，从而将工件(G)压紧在工件支撑组件的支撑座(11)上，该支撑座(11)压紧在基座组件的定位座(12)上；并且，芯轴组件的弹性胀套(9)胀紧在工件(G)的内孔中，以便对工件(G)定心，这样就通过本夹具将工件(G)牢靠地装夹、定位在滚齿机的工作台上，以便滚刀(D)对工件(G)进行滚齿加工。由于滚齿机加工时常常需要加工多种盘齿工件，那么对于结构类似的盘齿工件，本夹具也能进行装夹，这时只需更换与盘齿工件尺寸相对应的压盖(4)、弹性胀套(9)和工件支撑组件，而基座组件和芯轴组件的其余部件均不需要更换，从而实现通用。而且，装夹另一种结构类似的工件时也极其方便，定位简单，进而能够实现快换，且装夹效率非常高，其具体步骤如下：1、向上提起芯轴组件；2、取掉工件支撑组件；3、更换对应规格的工件支撑组件和芯轴组件压盖和弹性胀套；4、将支撑有另一种工件的工件支撑组件套装在基座组件的定位座(12)上；5、向下插装所述芯轴组件，使芯轴组件的压盖(4)夹紧工件(G)，弹性胀套(9)对工件(G)定心。

综上所述，本夹具的通用性很强，适用于装夹多种结构类似的盘齿工件，且夹具定位简单方便，定位精度高，并能实现快换，从而较好地克服了传统结构的缺陷，适于在滚齿加工中大规模推广运用。

所述芯轴(2)上端部开有“⊥”形的过气孔(2a)，该过气孔的竖直段上部通过螺纹连接所述拉钉(1)，拉钉(1)上对应开有进气孔(1a)，且过气孔(2a)的水平段与“十”字型出气孔(3a)的水平段相通，该“十”字型出气孔开在所述压盖(3)上端部的凸台上，且“十”字型出气孔(3a)的竖直段正对导筒(15)，该导筒设在所述压盖(3)和过渡套(4)之间，且导筒(15)外壁的上端部设有限位凸台(15a)，该限位凸台下方的压盖(3)内壁上对应设有限位台阶(3a)。上拉芯轴组件时，外支架上的吹气机构通过拉钉(1)的进气孔(1a)、芯轴(2)的过气孔(2a)及压盖(3)的“十”字型出气孔(3a)向导筒(15)吹气，进而使向导筒(15)下移，下移的导筒(15)可向下压工件，从而使工件从弹性胀套(9)上退出，进而避免发生“带活”现象，这样就能防止工件一直跟随拉芯轴组件上移，从而有效避免打坏滚刀或碰伤工件。

所述弹性胀套(9)上沿轴向开有条形孔(9a)，且上锥套(7)上对应该条形孔开有第二条形孔(7b)，所述芯轴(2)上的第一防转螺钉(16)同时穿设在弹性胀套(9)的条形孔(9a)及上锥套(7)的第二条形孔(7b)中。

采用以上结构一方面能有效防止弹性胀套(9)发生周向转动，另一方面又可对弹性胀套(9)轴向限位。

所述基座组件还包括拉杆(17)、拉柱(18)和固定销(19)，其中拉杆(17)沿轴向穿设在所述底座(13)的中心孔内，该拉杆的下部穿设在所述挡油盘(14)的中心孔内，且拉杆(17)的下端部为螺纹段；

在拉杆(17)上部开有供所述芯轴(2)下端部插入的中心盲孔(17a)，且拉杆(17)上部开有两个径向孔(17b)，该径向孔的内端与中心盲孔(17a)连通，径向孔(17b)的外端与轴向条形孔(17c)连通；

所述拉柱(18)穿设在拉杆(17)的径向孔(17b)中，在拉柱(18)上沿轴向设置所述固定销(19)，该固定销同时位于拉杆(17)的轴向条形孔(17c)内，且拉柱(18)的内端与连接槽(2b)的槽底相接触，该连接槽沿轴向开在所述芯轴(2)的下端部，且连接槽(2b)的槽壁为导向斜面，当所述拉柱(18)内端从该连接槽(2b)下部的槽壁退出时，拉柱(18)的外端落入所述定位座(12)内壁上的容纳槽(12b)中。

安装时，以上结构中拉杆(17)下端部的螺纹段与工作台的拉紧油缸相连。装夹工件(G)时，拉爪机构通过拉钉(1)带动芯轴(2)下移，该芯轴(2)由上而下穿过工件(G)和支撑座(11)的内孔后，插入所述定位座(12)的中心定位孔(12a)内，且芯轴(2)的下端部插入拉杆(17)上部的中心盲孔(17a)内，且所述拉柱(18)内端与芯轴(2)下端部的连接槽(2b)槽底相接触，这样就将芯轴(2)与拉杆(17)连接在一起。此时，拉紧油缸与拉爪机构相配合，并向下拉所述拉杆(17)，由于拉紧油缸的下拉力比拉爪机构的下压力大很多，这样就能更加牢靠地夹紧工件。卸工件(G)时，拉紧油缸首先向上顶拉杆(17)，拉杆(17)上移到位时拉紧油缸便停止向上顶拉杆；在拉杆(17)被向上顶的过程中，芯轴组件不动，拉杆(17)上的拉柱(18)在芯轴(2)的连接槽(2b)内相对向上移动。最后，控制拉爪机构向上拉芯轴组件，此时芯轴组件的芯轴(2)也一起向上移动，所述拉杆上的拉柱(18)则在芯轴(2)的连接槽(2b)内相对向下移动；在拉柱(18)相对向下移动的过程中，该拉柱的内端首先与芯轴连接槽下部的导向斜面接触，然后从该芯轴下部的连接槽中退出，且拉柱内端从芯轴连接槽的下部退出时，该拉柱的外端落入所述定位座(12)内壁上的容纳槽(12b)中，这样便使拉杆(17)与芯轴(2)脱离开来，此时芯轴组件完全在拉爪机构的拉力作用下向上移动。

有益效果：本夹具的通用性较强，适用于装夹多种结构类似的盘齿工件，且夹具定位简单方便，定位精度高，并能实现快换，从而较好地克服了传统结构的缺陷，适于在滚齿加工中大规模推广运用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为图1的B-B向旋转剖视图；

图4为图2、3中芯轴组件的结构示意图；

图5为图2、3中工件支撑组件和基座组件的结构示意图；

图6为图2、3中上锥套7的零件图；

图7为图2、3中弹性胀套9的零件图；

图8为图2、3中卡圈10的零件图；

图9为图2、3中防反卡套21的零件图；

图10为图2、3中拉杆17的零件图；

图11为图10的剖视图。

上述说明书附图中附图标记对应的名称为：

1--拉钉；2--芯轴；3--压盖；4--过渡套；5--弹簧；6--限位销；7--上锥套；8--下锥套；9--弹性胀套；10--卡圈；11--支撑座；12--定位座；13--底座；14--挡油盘；15--导筒；16--第一防转螺钉；17--拉杆、18--拉柱、19--固定销、20--弹簧柱塞；21--防反卡套；22--键；23--第二限转螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1～11所示，本发明由芯轴组件、工件支撑组件和基座组件组成，其中：

所述芯轴组件主要由拉钉1、芯轴2、压盖3、过渡套4、弹簧5、限位销6、上锥套7、下锥套8、弹性胀套9、卡圈10、导筒15、第一防转螺钉16和弹簧柱塞20构成，其中芯轴2的上端部沿轴心线开有过气孔2a，该过气孔2a为“⊥”字型结构，过气孔2a的竖直段上部通过螺纹连接所述拉钉1，该拉钉1上沿轴心线对应开有进气孔1a，该进气孔1a与过气孔2a的竖直段上部相通，拉钉1与滚齿机外支架上的拉爪机构(图中未画出)相连，从而带动整个芯轴组件向下移动。

在上述芯轴2的上部由内向外依次套装所述弹簧5、过渡套4、导筒15和压盖3。上述压盖3的盖檐通过过渡套4上端部的凸台与芯轴2可拆卸地连接，具体为过渡套4上端部的凸台(图中未标出)位于压盖3上端部的盖檐上方，两者通过螺钉连接，且过渡套4上端部的凸台通过螺钉与芯轴2连接，这样就

既便于组装，又便于根据结构类似工件的尺寸换装对应规格的压盖3。

在上述过渡套4上端部的凸台上开有两个“十”字型出气孔4a，该“十”字型出气孔的水平段内端与所述芯轴2的过气孔2a水平段外端相通，“十”字型出气孔4a的竖直段下端正对所述导筒15。上述导筒15外壁的上端部设有限位凸台15a，在限位凸台15a下方的压盖3内壁上对应设有限位台阶3a，该限位台阶3a与导筒15的限位凸台15a相配合，并用于限制导筒15的下行程，该导筒15的上行程由所述过渡套4上端部的凸台限制。卸工件G时，通过滚齿机外支架上的吹气机构向拉钉1的进气孔1a、芯轴2的过气孔2a及过渡套4的“十”字型出气孔4a内吹气，进而向下吹动导筒15，该导筒15向下压工件G的上端面，从而避免出现“带活”现象，防止打坏滚刀D。

在上述压盖3下端口处的芯轴2上从上往下依次活套所述上锥套7、弹性胀套9和下锥套8。所述上锥套7上沿轴向开有第一条形孔7a和第二条形孔7b，其中第二条形孔7b位于第一条形孔7a的下方。沿径向穿设在芯轴2上的所述限位销6同时穿设在第一条形孔7a中，这样就能有效对上锥套7轴向限位。所述弹簧5的下端压在上锥套7的上端部，该弹簧5的上端顶在芯轴2的轴颈上，下移的芯轴2可通过弹簧5向下压上锥套7。

如图1～8所示，所述上锥套7的下部插入弹性胀套9的上端口，该上锥套7下端部的外圆面与下锥套8的上端部内孔相配合，该下锥套8的上端部插入弹性胀套9的下端口，这样就能使弹性胀套9胀紧在工件G的内孔中。在所述弹性胀套9的上部沿轴向设有开口朝上的上开口槽9b，弹性胀套9的下部沿轴向设有开口朝下的下开口槽9c，该上开口槽9b和下开口槽9c均沿弹性胀套9的周向均匀分布，且上开口槽9b和下开口槽9c交错布置。同时，在所述弹性胀套9上沿轴向开有条形孔9a，该条形孔9a的位置与所述上椎锥套7上的第二条形孔7b相对，所述第一防转螺钉16的头部同时穿设在弹性胀套9的条形孔9a及上锥套7的第二条形孔7b中，该第一防转螺钉16的根部固设在所述芯轴2上，这样就能有效防止弹性胀套9发生转动。

在上述下锥套8下方的芯轴2上开有径向孔，该径向孔内装有弹簧柱塞20，所述卡圈10通过该弹簧柱塞20卡在芯轴2上，且卡圈10为“C”字型结构，该卡圈10用于限制所述下锥套8的下行程，并带动所述下锥套8与芯轴2一起移动。

如图1～5及图9所示，所述工件支撑组件由支撑座11和防反卡套21构成，其中防反卡套21的上端沿周向均布有多个凸起21a，且防反卡套21装在支撑座11内孔的上部，并通过支撑座11侧壁上的螺钉固定连接。支撑座11的上端面为工件G的支撑面。装夹所述工件G时，工件G的下端面支撑在该支撑座11的上端面上，且防反卡套21的凸起21a卡入工件G下端面的环形凹槽内。

如图1～5及图10、11所示，所述基座组件主要由定位座12、底座13和挡油盘14、拉杆17、拉柱18和固定销19构成，其中定位座12外壁的上部设有键22，该键22与所述支撑座11外壁下部的键槽相配合，用于对支撑座11周向定位。在上述定位座12上设有用于对所述芯轴2定心的中心定位孔12a，该中心定位孔12a与芯轴2通过配磨加工而成。在上述定位座12的下方设置底座13，该底座13通过螺钉与定位座12连接，且底座13同时通过螺钉与工作台T相连。

所述拉杆17沿轴向穿设在所述底座13的中心孔内，该拉杆17的下部穿设在所述挡油盘14的中心孔内，且拉杆17与挡油盘14中心孔的接触处通过密封件实现动密封，所述挡油盘14装在底座13中心孔的下端部，这样就能防止冷却油和碎铁屑进入工作台内部。上述拉杆17的下端部为螺纹段(图中未标出)，该螺纹段与拉紧油缸相连。在上述拉杆17的上部开有供所述芯轴2下端部插入的中心盲孔17a，且拉杆17上部的外壁上开有两个径向孔17b，该径向孔17b沿拉杆17的轴心线对称设置，且径向孔17b的内端与中心盲孔17a连通，径向孔17b的外端与拉杆17外壁上的轴向条形孔17c连通。所述拉杆17中部的限转槽(图中未标出)内插装有第二限转螺钉23，该第二限转螺钉23同时穿设在所述底座13侧壁上的安装孔中。

所述拉柱18穿设在拉杆17的径向孔17b中，在拉柱18上沿轴向设置所述固定销19，该固定销19同时位于拉杆17的轴向条形孔17c内，这样就能有效防止落到拉杆17的中心盲孔17a内，同时防止拉柱18在拉杆17的径向孔17b中旋转。上述拉柱18的内端与连接槽2b的槽底相接触，该连接槽2b沿轴向开在所述芯轴2的下端部，且连接槽2b的槽壁为导向斜面，这样就将拉杆17和芯轴2连接在一起。当拉柱18的内端从芯轴2的连接槽2b下部槽壁退出时，拉柱18的外端此时落入所述定位座12内壁上的容纳槽12b中，从而使拉杆17与芯轴2脱离。

综上所述，采用本夹具装夹盘齿工件G之前，先通过底座13将基座组件固定在滚齿机的工作台T上，且拉杆17下端部的螺纹段与拉紧油缸相连。其次将工件G装在工件支撑组件的支撑座11上，防反卡套21上部的凸起21a卡入工件G下端面的环形凹槽内，最后将芯轴组件的拉钉1与滚齿机外支架上的拉爪机构相连。

装夹工件G时，先将支撑有工件G的工件支撑组件套装、定位在基座组件的定位座12上，然后通过外支架上的拉爪机构带动芯轴组件由上往下移动，芯轴组件的芯轴2由上而下穿过工件G及支撑座11的内孔后，插装在基座组件的定位座12的中心定位孔12a内，芯轴2的下端部插入拉杆17上端部的中心盲孔17a内，且芯轴2下端部的连接槽2b与拉杆17上的拉柱18内端相接触，从而将芯轴2和拉杆17连接在一起。此时，外支架继续向下压芯轴组件，待压盖3压到工件G后，拉紧油缸向下拉拉杆17，进而就使芯轴组件的压盖3下端面压紧在工件G的上端面，从而将工件G压紧在工件支撑组件的支撑座11上，该支撑座11压紧在基座组件的定位座12上，并且芯轴组件的弹性胀套9胀紧在工件G的内孔中，以便对工件G定心。卸工件G时，其操作步骤与装夹工件G完全相反。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种盘齿滚齿快换夹具，其特征在于：由芯轴组件、工件支撑组件和基座组件组成，其中：

A、所述芯轴组件包括拉钉（1）、芯轴（2）、压盖（3）、过渡套（4）、弹簧（5）、限位销（6）、上锥套（7）、下锥套（8）、弹性胀套（9）和卡圈（10），其中拉钉（1）连接在芯轴（2）的上端部，在该芯轴的上部由内向外依次套装所述弹簧（5）、过渡套（4）和压盖（3），其中压盖（3）的盖檐通过过渡套（4）上端部的凸台与芯轴（2）可拆卸地连接；

在压盖（3）下端口处的芯轴（2）上从上往下依次活套所述上锥套（7）、弹性胀套（9）和下锥套（8），其中上锥套（7）上沿轴向开有第一条形孔（7a），芯轴（2）上的所述限位销（6）同时穿设在该第一条形孔中，所述弹簧（5）的下端压在上锥套（7）上端部，弹簧（5）上端顶在芯轴（2）的轴颈上；

所述上锥套（7）的下部及下锥套（8）的上端部分别插入弹性胀套（9）对应的端口，且下锥套（8）下方的芯轴（2）上卡有用于限制该下锥套下行程的所述卡圈（10）；

B、所述工件支撑组件包括支撑座（11），该支撑座的上端面为工件（G）的支撑面；

C、所述基座组件包括定位座（12）、底座（13）和挡油盘（14），其中定位座（12）上设有用于对所述芯轴（2）定心的中心定位孔(12a)，且定位座（12）固定在所述底座（13）的上方，该底座的中心孔下端部装有所述挡油盘（14）；

装夹时，所述工件（G）支撑在工件支撑组件的支撑座（11）上，该支撑座套装在基座组件的定位座（12）上；所述芯轴组件的芯轴（2）由上而下穿过工件（G）和支撑座（11）的内孔后，插入所述定位座（12）的中心定位孔(12a)内，且所述弹性胀套（9）胀紧在工件（G）的内孔中，所述压盖（3）的下端面压在工件（G）的上端面。

2.根据权利要求1所述的盘齿滚齿快换夹具，其特征在于：所述芯轴（2）上端部开有“⊥”形的过气孔（2a），该过气孔的竖直段上部通过螺纹连接所述拉钉（1），拉钉（1）上对应开有进气孔（1a），且过气孔（2a）的水平段与“十”字型出气孔（4a）的水平段相通，该“十”字型出气孔开在所述过渡套（4）上端部的凸台上，且“十”字型出气孔（4a）的竖直段正对导筒（15），该导筒设在所述压盖（3）和过渡套（4）之间，且导筒（15）外壁的上端部设有限位凸台（15a），该限位凸台下方的压盖（3）内壁上对应设有限位台阶（3a）。

3.根据权利要求1所述的盘齿滚齿快换夹具，其特征在于：所述弹性胀套（9）上沿轴向开有条形孔（9a），且上锥套（7）上对应该条形孔开有第二条形孔（7b），

所述芯轴（2）上的第一防转螺钉（16）同时穿设在弹性胀套（9）的条形孔（9a）及上锥套（7）的第二条形孔（7b）中。

4.根据权利要求1所述的盘齿滚齿快换夹具，其特征在于：所述基座组件还包括拉杆（17）、拉柱（18）和固定销（19），其中拉杆（17）沿轴向穿设在所述底座（13）的中心孔内，该拉杆的下部穿设在所述挡油盘（14）的中心孔内，且拉杆（17）的下端部为螺纹段；

在拉杆（17）上部开有供所述芯轴（2）下端部插入的中心盲孔（17a），且拉杆（17）上部开有两个径向孔（17b），该径向孔的内端与中心盲孔（17a）连通，径向孔（17b）的外端与轴向条形孔（17c）连通；

所述拉柱（18）穿设在拉杆（17）的径向孔（17b）中，在拉柱（18）上沿轴向设置所述固定销（19），该固定销同时位于拉杆（17）的轴向条形孔（17c）内，且拉柱（18）的内端与连接槽（2b）的槽底相接触，该连接槽沿轴向开在所述芯轴（2）的下端部，且连接槽（2b）的槽壁为导向斜面，当所述拉柱（18）内端从该连接槽（2b）下部的槽壁退出时，拉柱（18）的外端落入所述定位座（12）内壁上的容纳槽（12b）中。

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