CN102990166B - 齿轮轴加工方法及该方法中使用的齿轮轴装卡工装 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及齿轮轴加工方法及该方法中使用的齿轮轴装卡工装，本齿轮轴加工方法包括以下步骤，第一步，将上端内孔直径大、下端内孔直径小的阶梯轴套安装在立式滚齿机的回转工作台上，并调整阶梯轴套的阶梯孔与回转工作台同轴；第二步，将待加工的齿轮轴的下侧阶梯轴结构由上至下插装于阶梯轴套的阶梯孔中，调整齿轮轴与阶梯孔同轴后，利用阶梯轴套上的上下间隔设置的至少两组螺纹孔和相应锁紧螺栓配合而将齿轮轴锁紧于阶梯轴套上，第三步，通过立式滚齿上的滚齿头对齿轮轴的齿轮加工段进行加工发明提供了一种可减小滚齿头在相应立柱上上下移动行程的齿轮轴加工方法。
Description
技术领域
本发明涉及使用立式滚齿机加工齿轮轴的齿轮轴加工方法及该方法中使用的齿轮轴装卡工装。
背景技术
通常使用卧式滚齿机来对批量齿轮轴加工，但是，由于卧式滚齿机的价格比较昂贵，对单件、小批量生产的非标齿轮轴而言，为了节省成本通常使用价格较为便宜的立式滚齿机对齿轮轴加工。现有的立式滚齿机如中国专利CN201702468U公开的“齿轮轴加工夹具”，该加工夹具包括设有立柱的床身，床身上于立柱的一侧设置有回转工作台，立柱上于回转工作台的一侧通过外支架设置有与所述回转工作台同轴的顶尖，立柱与车身之间设置有增高台。待加工的齿轮轴包括中部的用于齿轮加工的齿轮加工段和分别设置于齿轮加工段上、下两侧的阶梯轴结构。使用时代加工齿轮轴的下端端部被回转工作台固定，上端端部被顶尖固定，然后便可以通过车身上相应的滚齿头对齿轮轴的齿轮加工段进行加工，而当齿轮轴的长度较长时，通过设置于立柱与床身之间的增高台来增加顶尖与回转工作台之间的卡装距离，以适应较长长度的齿轮轴。现有的这种齿轮轴加工夹具虽然通过增高台能对较长的齿轮轴进行装卡，并随后进行滚齿加工，但是对单件、小批量生产的非标长齿轮轴而言，制造存在很大的难度，因为顶尖对齿轮轴的固定不稳，滚齿加工时很难消除由于顶尖固定不稳而带来的加工精度误差，从而使得齿轮轴的加工精度很难达到设计要求；同时由于齿轮轴的上下装卡位置之间的轴向跨度较大，一方面造成齿轮轴的上、下端不易装卡，另一方面齿轮轴在被加工的过程中，由于齿轮加工段距离齿轮轴的装卡位置较远，齿轮轴也很容易发生径向跳动问题，径向跳动会影响齿轮轴的加工质量，并有可能导致齿轮轴的加工报废；还有就是由于齿轮轴的长度较长，齿轮轴加工段距离回转工作台的高度较高，这就需要立式滚齿机的滚齿头应具有较大的上下移动行程，相应的需要为保证滚齿头的稳定性，就需要增加立柱的高度和强度，床身的强度也相应的需要增加，这就使得整个立式滚齿机更加笨重，制造成本更加昂贵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在使用立式滚齿机加工齿轮轴时，可减小滚齿头在相应立柱上上下移动行程的齿轮轴加工方法；本发明的目的还在于提供一种上述齿轮轴加工方法中使用的齿轮轴装卡工装。
为了解决上述问题，本发明中齿轮轴加工方法的技术方案为：
齿轮轴加工方法，所述的齿轮轴加工方法包括以下步骤，第一步，将上端内孔直径大、下端内孔直径小的阶梯轴套安装在立式滚齿机的回转工作台上，并调整阶梯轴套的阶梯孔与回转工作台同轴；第二步，将待加工的齿轮轴的下侧阶梯轴结构由上至下插装于阶梯轴套的阶梯孔中，调整齿轮轴与阶梯孔同轴后，利用阶梯轴套上的上下间隔设置的至少两组螺纹孔和相应锁紧螺栓配合而将齿轮轴锁紧于阶梯轴套上，第三步，通过立式滚齿上的滚齿头对齿轮轴的齿轮加工段进行加工。
采用如下方法调整所述齿轮轴与阶梯孔同轴，将两个百分表安装在相应夹持架上，并使两个百分表分别布置在齿轮轴上的两个基准外圆处，两个基准外圆与齿轮轴同轴并上下间隔设置，将两个百分表的测量杆接触并垂直对应基准外圆的圆周面，在两个百分表处的外圆径向跳动不大于0.02mm时，齿轮轴与阶梯孔同轴。
在所述第一步调整所述阶梯轴套与回转工作台同轴的过程中，利用所述阶梯轴套的外周加工的与所述阶梯孔同轴的圆形外壁面，然后通过回转工作台对本体的圆形外壁面进行找正，以此来实现阶梯孔与回转工作台的同轴装配。
在所述回转工作台对所述阶梯轴套的圆形外壁面找正过程中，当所述阶梯轴套的圆形外壁面的径向跳动不大于0.1mm时，所述回转工作台与所述阶梯孔同轴装配。
所述的上、下基准外圆分设于所述齿轮轴的齿轮加工段的上下两侧。
齿轮轴上最靠近齿轮加工段的下侧阶梯轴结构与所述阶梯轴套的阶梯孔插装配合。
本发明中齿轮轴装卡工装的技术方案为：
齿轮轴装卡工装，包括具有本体的阶梯轴套，本体具有轴向沿上下方向延伸、并用于在使用时供相应齿轮轴上的下侧阶梯轴结构由上至下同轴适配插装的阶梯孔，所述的阶梯孔具有朝上的用于与下侧阶梯轴结构的轴肩限位配合的台阶限位面，所述的本体上沿上下方向间隔设置有至少两组螺纹孔，各组螺纹孔均由多个与所述阶梯孔相通、并轴向与所述阶梯孔的径向延伸方向一致的螺纹孔构成，所述的齿轮轴装卡工装还包括用于旋装于对应螺纹孔中以对相应齿轮轴进行锁紧的锁紧螺栓，所述本体的下端设置有与所述台阶限位面平行、并用于与相应回转工作台的工件安装面适配贴合的本体安装面，所述的本体上还设置有用于将所述本体固定于相应回转工作台上的固定安装结构。
所述各组中的所有螺纹孔沿周向均布于所述阶梯孔的孔壁上。
所述阶梯孔的下端贯穿所述本体的下端面。
所述本体的外周设置有与所述阶梯孔同轴、并用于所述本体在相应回转工作台上找正安装的圆形外壁面。
本发明的有益效果为：在对齿轮轴加工时，将齿轮轴的下侧阶梯轴结构插装于本体的阶梯孔内，调整齿轮轴与阶梯孔同轴后，利用阶梯轴套上的上下间隔设置的至少两组螺纹孔和相应锁紧螺栓配合而将齿轮轴锁紧于阶梯轴套上，然后便可进行滚齿加工。通过上下间隔设置的至少两组螺纹孔对将齿轮轴固定于阶梯轴套上，不需要顶尖对齿轮轴的上端进行顶装，可以使齿轮轴的装卡更加稳定，同时对齿轮轴的装卡位置更靠近于齿轮轴加工段，齿轮轴在加工过程中也不易产生径向跳动量，保证了齿轮轴的加工质量。通过阶梯轴套的设置，也降低了齿轮加工段与回转工作台之间的高度，这样就减小了滚齿头在相应立柱上上下移动行程，也就减小了对立柱结构强度的要求，立柱和相应床身不需要做的很笨重，降低了立式滚齿机的制造成本，也方便立式滚齿机的运输。
附图说明
图1是本发明中待加工齿轮轴的结构示意图；
图2是本发明中齿轮轴装卡工装实施例的结构示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是图2的使用状态图。
具体实施方式
待加工齿轮轴的结构如图1所示：包括用于加工齿轮的齿轮加工段4，在齿轮加工段4的上、下两侧分别设置有上侧阶梯轴结构5和下侧阶梯轴结构1，上、侧阶梯轴结构均具有轴肩2，齿轮轴上于齿轮加工段4的上下两侧分别设置有与齿轮轴同轴设置的上基准外圆7和下基准外圆3。
齿轮轴装卡工装的实施例如图1~4所示：包括具有本体10的阶梯轴套，本体10内具有贯穿其上下端面的阶梯孔8，阶梯孔8用于在使用时供相应齿轮轴的下侧阶梯轴结构1由上至下同轴适配插装，阶梯孔8具有朝上的用于与下侧阶梯轴结构1的轴肩2限位配合的台阶限位面9。阶梯孔8的孔壁上沿上下方向间隔设置有三组螺纹孔，各组螺纹孔均由六个周向均布的螺纹孔11构成，各螺纹孔均与阶梯孔相通且各螺纹孔的轴向与阶梯孔的径向延伸方向一致，使用时可以通过在各螺纹孔11中旋入锁紧螺栓16而实现齿轮轴与阶梯孔的同轴装配和齿轮轴与本体10的固定装配，各螺纹孔和锁紧螺栓构成了对齿轮轴进行锁紧的径向锁紧机构。本体10的外周设置有与阶梯孔8同轴、并用于所述本体在相应回转工作台17上找正安装的圆形外壁面6。本体的下端设置有与台阶限位面9平行、并用于与相应回转工作台17的工件安装面适配贴合的本体安装面20，本体10上还设置有用于将本体10固定于相应回转工作台17上的固定安装结构，固定安装结构包括设置于本体10下端的连接法兰12，连接法兰12的底面构成本体安装面20，连接法兰上设置有用于相应螺栓穿过而将本体10固定于回转工作台17的工件安装面上的螺栓穿槽13。
使用时，使本体10的本体安装面20与立式滚齿机的回转工作台17的工件安装面贴紧，回转工作台17对本体10外周的圆形外壁面6找正，找正要求，圆形外壁面6的径向跳动不大于0.1mm，然后通过固定安装结构将本体10固定于回转工作台17上；随后，将齿轮轴的下侧阶梯轴结构1插装于阶梯孔8中，如果齿轮轴的长度过长，还可以在回转工作台17的回转中心位置开设供齿轮轴下端穿过的穿孔，这样就可以在不增加本体高度的同时，可以满足较长长度的齿轮轴的加工，然后对齿轮轴与阶梯孔找正，找正时，使用两个百分表14和15分别布置在齿轮轴的上基准外圆7和下基准外圆3处，使各百分表的测量杆垂直于对应基准外圆的周面，借助三排六等分螺纹孔，用锁紧螺栓调整齿轮轴，使齿轮轴在两个百分表处的外圆径向跳动均不大于0.02mm时，此时阶梯轴与阶梯孔同轴，然后锁紧所以锁紧螺栓，将齿轮轴固定于本体上，便可对齿轮轴的齿轮加工段进行滚齿加工。
在本齿轮轴装卡工装的其它实施例中：本体上的圆形外壁面也可以由连接法兰的外周面构成；当然圆形外壁面也可以不设，可以通过其它相应的找正工装对阶梯孔和回转工作台进行找正；本体上的螺纹孔还可以设置两组、四组、五组或更多组，各组螺纹孔中的螺纹孔的个数也可以是六个、八个或其它数量；用于将本体与相应回转工作台固定在一起的固定安装结构也可以是设置于本体底端的轴向沿上下方向延伸的螺纹孔，使用时螺栓穿过回转工作台而与螺纹孔连接。
齿轮轴加工方法的实施例为：
齿轮轴加工方法，所述的齿轮轴加工方法包括以下步骤，第一步，将上端内孔直径大、下端内孔直径小的阶梯轴套安装在立式滚齿机的回转工作台上，并调整阶梯轴套的阶梯孔与回转工作台同轴；第二步，将待加工的齿轮轴的下侧阶梯轴结构由上至下插装于阶梯轴套的阶梯孔中，调整齿轮轴与阶梯孔同轴后，利用阶梯轴套上的上下间隔设置的至少两组螺纹孔和相应锁紧螺栓配合而将齿轮轴锁紧于阶梯轴套上，第三步，通过立式滚齿上的滚齿头对齿轮轴的齿轮加工段进行加工。
采用如下方法调整所述齿轮轴与阶梯孔同轴，将两个百分表安装在相应夹持架上，并使两个百分表分别布置在齿轮轴上的两个基准外圆处，两个基准外圆与齿轮轴同轴并上下间隔设置，将两个百分表的测量杆接触并垂直对应基准外圆的圆周面，在两个百分表处的外圆径向跳动不大于0.02mm时，齿轮轴与阶梯孔同轴。
在所述第一步调整所述阶梯轴套与回转工作台同轴的过程中，利用所述阶梯轴套的外周加工的与所述阶梯孔同轴的圆形外壁面，然后通过回转工作台对本体的圆形外壁面进行找正，以此来实现阶梯孔与回转工作台的同轴装配。
在所述回转工作台对所述阶梯轴套的圆形外壁面找正过程中，当所述阶梯轴套的圆形外壁面的径向跳动不大于0.1mm时，所述回转工作台与所述阶梯孔同轴装配。
所述的上、下基准外圆分设于所述齿轮轴的齿轮加工段的上下两侧。
齿轮轴上最靠近齿轮加工段的下侧阶梯轴结构与所述阶梯轴套的阶梯孔插装配合。
本齿轮轴加工方法，实现了在普通立式滚齿机上加工超长齿轮轴的工艺，不仅容易保证齿轮轴的找正及加工精度，且降低了对加工机床的要求，无需稀缺昂贵的大型卧式滚齿机床。此外，只要借住两个百分表就可监测加工过程的基准跳动情况，加工完工后也可在线复测两基准的精度，十分方便。通过使用辅助本体的办法，不仅利用该本体实现了非标单件小批量生产时在普通滚齿机上就可以精密滚齿加工超长齿轮轴，而且精加前后均可监测、检验齿轮轴轴颈基准的径向跳动精度，保证其轮齿加工精度达到设计要求，从而使超长齿轮轴的滚齿加工难题迎刃而解。试验证明，该方法精度高、可行度高、方法简便、成本低。
在本齿轮轴加工方法的其它实施例中：当齿轮轴的下侧长度没有那么长时，回转工作台上的穿孔也可以不设；本体上的圆形壁面也可以不设，其实可以通过其它找正工装对回转工作台和阶梯孔进行找正，比如说利用相应的装卡工装。
Claims (10)
1.齿轮轴加工方法，其特征在于：所述的齿轮轴加工方法包括以下步骤，第一步，将上端内孔直径大、下端内孔直径小的阶梯轴套安装在立式滚齿机的回转工作台上，并调整阶梯轴套的阶梯孔与回转工作台同轴；第二步，将待加工的齿轮轴的下侧阶梯轴结构由上至下插装于阶梯轴套的阶梯孔中，阶梯孔具有朝上的用于与下侧阶梯轴结构的轴肩限位配合的台阶限位面，调整齿轮轴与阶梯孔同轴后，利用阶梯轴套上的上下间隔设置的至少两组螺纹孔和相应锁紧螺栓配合而将齿轮轴锁紧于阶梯轴套上，第三步，通过立式滚齿机上的滚齿头对齿轮轴的齿轮加工段进行加工。
2.根据权利要求1所述的齿轮轴加工方法，其特征在于：采用如下方法调整所述齿轮轴与阶梯孔同轴，将两个百分表安装在相应夹持架上，并使两个百分表分别布置在齿轮轴上的两个基准外圆处，两个基准外圆与齿轮轴同轴并上下间隔设置，将两个百分表的测量杆接触并垂直对应基准外圆的圆周面，在两个百分表处的外圆径向跳动不大于0.02mm时，齿轮轴与阶梯孔同轴。
3.根据权利要求1所述的齿轮轴加工方法，其特征在于：在所述第一步调整所述阶梯轴套与回转工作台同轴的过程中，利用所述阶梯轴套的外周加工的与所述阶梯孔同轴的圆形外壁面，然后通过回转工作台对本体的圆形外壁面进行找正，以此来实现阶梯孔与回转工作台的同轴装配。
4.根据权利要求3所述的齿轮轴加工方法，其特征在于：在所述回转工作台对所述阶梯轴套的圆形外壁面找正过程中，当所述阶梯轴套的圆形外壁面的径向跳动不大于0.1mm时，所述回转工作台与所述阶梯孔同轴装配。
5.根据权利要求2所述的齿轮轴加工方法，其特征在于：所述的上、下基准外圆分设于所述齿轮轴的齿轮加工段的上下两侧。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的齿轮轴加工方法，其特征在于：齿轮轴上最靠近齿轮加工段的下侧阶梯轴结构与所述阶梯轴套的阶梯孔插装配合。
7.一种专为实施权利要求1所述的齿轮轴加工方法的齿轮轴装卡工装，其特征在于：包括具有本体的阶梯轴套，本体具有轴向沿上下方向延伸、并用于在使用时供相应齿轮轴上的下侧阶梯轴结构由上至下同轴适配插装的阶梯孔，所述的阶梯孔具有朝上的用于与下侧阶梯轴结构的轴肩限位配合的台阶限位面，所述的本体上沿上下方向间隔设置有至少两组螺纹孔，各组螺纹孔均由多个与所述阶梯孔 相通、并轴向与所述阶梯孔的径向延伸方向一致的螺纹孔构成，所述的齿轮轴装卡工装还包括用于旋装于对应螺纹孔中以对相应齿轮轴进行锁紧的锁紧螺栓，所述本体的下端设置有与所述台阶限位面平行、并用于与相应回转工作台的工件安装面适配贴合的本体安装面，所述的本体上还设置有用于将所述本体固定于相应回转工作台上的固定安装结构。
8.根据权利要求7所述的齿轮轴装卡工装，其特征在于：所述各组中的所有螺纹孔沿周向均布于所述阶梯孔的孔壁上。
9.根据权利要求7所述的齿轮轴装卡工装，其特征在于：所述阶梯孔的下端贯穿所述本体的下端面。
10.根据权利要求7～9任意一项所述的齿轮轴装卡工装，其特征在于：所述本体的外周设置有与所述阶梯孔同轴、并用于所述本体在相应回转工作台上找正安装的圆形外壁面。
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Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 451191 ZHENGZHOU, HENAN PROVINCE TO: 453400 XINXIANG, HENAN PROVINCE |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20140130 Address after: 453400, Henan province Changyuan County giant Road south section of the Road West Applicant after: HENAN PU RUI PML PRECISION MECHANISM LTD. Address before: 451191, Xinzheng Road, Longhu Town, Zhengzhou City, Henan Province, Wenchang Applicant before: Zhengzhou Weihua Construction Machinery Co., Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |