CN103894861B - 用于加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正装置，包括在定位板的外端内沿沿中心线设置有对称的两个安装孔，每个安装孔内分别安装有一固定销；在定位板的内端内沿沿中心线加工有长槽，长槽中活动设置有移动销，移动销的移动销端头钩挂在长槽上沿；在定位板的内端面固定安装有垂直方向的挡板，挡板与定位板采用螺栓把合，在挡板与定位板的中心线对应位置开设的螺孔中安有顶紧螺钉，顶紧螺钉与移动销顶紧接触；在定位板上加工有找正面。本发明还公开了一种加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正方法。本发明的装置及方法，结构简单，容易操作，精度高。

Description

用于加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正装置及方法
技术领域
本发明属于机械设备制造技术领域，用于齿轮内孔上与特定齿有严格相位要求的键槽加工，涉及一种用于加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正装置，本发明还涉及一种加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正方法。
背景技术
齿轮是机械设备中常用而重要的部件之一，各种硬齿面或软齿面的齿轮一般与轴用内孔定心，采用各种键实现定位及传递扭矩，包括各种花键、切向键和普通平键等，因此键与齿轮某个特定齿的相位关系将决定轴与某个特定齿的相位关系，从而确定机械系统与某个特定齿的相位关系。有的齿轮，由于受内部机构的限制，需要准确控制某个特定齿与机械系统的相位关系，这就需要准确控制键槽与某个特定齿的相位关系。
现有的齿轮内孔上键槽的加工方法，主要包括插床和线切割两种方式，这两种加工方式要准确控制键槽与某个特定齿的相位关系都需要在加工之前准确找正，由于齿轮的齿廓是渐开线这样的曲线，无法通过拉表找正来准确控制键槽与某个特定齿的相位关系，目前采用的方法是按照划线确定齿轮内孔键槽与某个特定齿的相位关系，这种方法人为控制，精度很低，通常很难达到机械系统对这种相位的精度要求，最终对机械系统的精度造成很大影响。因此，找到一种方法，实现在加工之前精确找正从而准确控制齿轮内孔上键槽与某个特定齿的相位关系，成为机械制造行业的一项技术难点。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正装置，解决现有方法存在的精度低、影响产品质量的问题。
本发明的另一目的是提供一种加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正方法，解决现有方法存在的精度低、影响产品质量的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种用于加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正装置，包括定位板，在定位板的外端内沿沿中心线设置有对称的两个安装孔，每个安装孔内分别安装有一固定销；在定位板的内端内沿沿中心线加工有长槽，长槽中活动设置有移动销，移动销的移动销端头钩挂在长槽上沿；
在定位板的内端面固定安装有垂直方向的挡板，挡板与定位板采用螺栓把合，在挡板与定位板的中心线对应位置开设的螺孔中安有顶紧螺钉，顶紧螺钉与移动销顶紧接触；在定位板上加工有找正面。
本发明所采用的另一技术方案是，一种加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正方法，利用上述的装置，按照以下步骤具体实施：
步骤1、根据图纸尺寸及产品要求的精度，分别计算出找正装置各部件的尺寸参数，据此尺寸数据制作好各部件，再将所有部件组装为一体的找正装置；
步骤2、将工件齿轮平放在机床工作台上，将找正装置的两个固定销从两侧齿面夹持住特定齿，将找正装置的移动销伸进工件齿轮的内孔中，扶住移动销端头的同时调整挡板上的顶紧螺钉，使得顶紧螺钉顶紧移动销，直至移动销贴紧工件齿轮的内孔孔壁，从而将找正装置整体固定在工件齿轮上；
步骤3、利用找正百分表，在找正面上打表找正，同时转动工件齿轮，直至找正面的方向与机床的横向或纵向的其中一个运动方向平行均可，完成找正，此时，所要加工的键槽位置位于工件齿轮内孔正下方，然后将工件齿轮与机床工作台固定牢靠，将找正装置拆除，即可进入后续的工艺，加工工件齿轮内孔下方的键槽。
本发明的有益效果是，该装置及其方法简单易行，操作简单，能够准确控制齿轮内孔上键槽与某个特定齿的相位关系，控制精度高，产品质量好。
附图说明
图1是本发明加工对象的工件齿轮结构示意图；
图2是本发明找正装置的结构示意图（主视）；
图3是图2的A-A截面剖视图；
图4是本发明找正装置中的定位板的结构示意图；
图5是本发明找正方法在工件齿轮上安装找正装置的示意图（主视）；
图6是图5的B-B剖视图；
图7是本发明找正方法完成找正后工件齿轮的位置状态示意图。
图中，1.工件齿轮，2.特定齿，3.键槽，4.定位板，5.固定销，6.长槽，7.移动销，8.找正面，9.挡板，10.顶紧螺钉，11.移动销端头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
参照图1，是本发明工作对象的工件齿轮1，其上的键槽3与特定齿2之间具有严格的相位要求，键槽3与特定齿2所在的径线之间的角度为A1，工件齿轮1的内孔直径为K。
参照图2、图3和图4，本发明的找正装置的结构是，包括定位板4，在定位板4的外端内沿（实际安装时朝向工件齿轮1圆周方向）沿中心线设置有对称的两个安装孔，每个安装孔内分别安装有一固定销5；在定位板4的内端内沿（实际安装时朝向工件齿轮1内孔方向）沿中心线加工有长槽6，长槽6中活动设置有移动销7，移动销7的移动销端头11钩挂在长槽6上沿；
在定位板4的内端面固定安装有垂直方向的挡板9，挡板9与定位板4采用螺栓把合，在挡板9与定位板4的中心线对应位置开设的螺孔中安有顶紧螺钉10，顶紧螺钉10用于（向外端方向）顶紧移动销7；
在定位板4上加工有找正面8，找正面8的方向及角度大小应与键槽3所要求的方向及大小一致，即图2中实施例所示的角度A2等于角度A1。
固定销5的直径d1的公称尺寸按以下公式计算：
d1=M×π/2，
其中，M为工件齿轮的模数，为制造方便，按以上公式计算出的d1数值可以进行圆整；
确定了每个固定销5的直径d1的公称尺寸后，即确定了与之对应设置的安装孔公称尺寸D1(见图4)，为保证精度并且容易加工，固定销5安装孔的公差取H7，固定销5的直径d1与安装孔D1配合制做，两者的过盈量控制在0.02，这样既保证了定位精度，又不会难以组装。
在固定销5的非工作端轴采用弹性挡圈辅助定位，以避免使用过程中，在受到碰撞等情况时固定销5在安装孔内的串动。两个固定销5安装孔的孔距尺寸B按以下公式计算：
B=M×Z×SIN(180°/Z)，
其中，M为工件齿轮的模数，Z为工件齿轮的齿数，为制造方便，按以上公式计算出的B数值根据需要还可以进行圆整。
移动销7的直径d2的公称尺寸与固定销5的直径d1尺寸一致，用于安装移动销7的长槽6的宽度尺寸C的公称尺寸与D1相等，公差取H7，移动销7的直径d2在制造时与长槽6的宽度尺寸C配合制做，保证组装间隙控制在0.02，这样既保证了定位精度和能够移动，同时也降低了加工难度，长槽6的宽度尺寸C在制造时应保证与两个固定销5的安装孔的孔距尺寸B的对称度。
长槽6长度方向的中心点与固定销5的安装孔圆心之间的距离尺寸A(见图4)，通过以下公式计算：
A=M×Z×COS(180°/Z)-K/2+C/2，
其中，M为工件齿轮的模数；Z为工件齿轮的齿数；K为工件齿轮的内孔直径；C为长槽6的宽度。
找正面8与两个安装孔圆心连线的垂线角度A2（或找正面8与长槽6的夹角），按照键槽3与特定齿2所要求的夹角A1制作，即A2与A1数值一致，用于打表找正。
本发明加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正方法，利用上述的装置，按照以下步骤实施：
步骤1、根据图纸尺寸及产品要求的精度（包括A1、K、M、Z等），根据上述的公式，分别计算出找正装置各部件的尺寸参数（包括A、B、C、E、d1、d2等），据此尺寸数据制作好各部件（包括两个固定销5、移动销7、定位板4），再按照图2及图3，将所有部件组装为一体的找正装置；
步骤2、如图5及图6，将工件齿轮1平放在机床工作台上，将找正装置安装在工件齿轮1上，将两个固定销5从两侧齿面夹持住特定齿2，将移动销7伸进工件齿轮1的内孔中，扶住移动销端头11的同时调整挡板9上的顶紧螺钉10，使得顶紧螺钉10顶紧移动销7，直至移动销7贴紧工件齿轮1的内孔孔壁，此时两个固定销5会同时与特定齿2及与特定齿2相邻齿的渐开线齿面接触，从而将找正装置整体固定在工件齿轮1上，使找正装置与工件齿轮1连接为一体。
步骤3、利用找正百分表，在找正面8上打表找正，同时转动工件齿轮1（找正装置固定其上一起转动），直至找正面8的方向与机床的横向或纵向的其中一个运动方向平行均可，完成找正，如图7所示的最终状态，此时，所要加工的键槽位置位于工件齿轮1内孔正下方（即竖直中心线方向），然后将工件齿轮1与机床工作台固定牢靠，将找正装置拆除，即可进入后续的工艺，加工工件齿轮1内孔下方的键槽。

Claims (6)

1.一种用于加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正装置，其特征在于：包括定位板(4)，在定位板(4)的外端内沿沿中心线设置有对称的两个安装孔，每个安装孔内分别安装有一固定销(5)；在定位板(4)的内端内沿沿中心线加工有长槽(6)，长槽(6)中活动设置有移动销(7)，移动销(7)的移动销端头(11)钩挂在长槽(6)上沿；
在定位板(4)的内端面固定安装有垂直方向的挡板(9)，挡板(9)与定位板(4)采用螺栓把合，在挡板(9)与定位板(4)的中心线对应位置开设的螺孔中安有顶紧螺钉(10)，顶紧螺钉(10)与移动销(7)顶紧接触；
在定位板(4)上加工有找正面(8)。
2.根据权利要求1所述的用于加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正装置，其特征在于：所述的移动销(7)的直径与固定销(5)的直径一致；长槽(6)的宽度尺寸与固定销(5)的安装孔直径相等；找正面(8)的方向及角度大小与键槽(3)所要求的方向及大小一致。
3.根据权利要求1所述的用于加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正装置，其特征在于：所述的固定销(5)的直径d1的公称尺寸按以下公式计算：
d1＝M×π/2，其中，M为工件齿轮的模数。
4.根据权利要求1所述的用于加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正装置，其特征在于：所述的两个固定销(5)安装孔的孔距尺寸B按以下公式计算：
B＝M×Z×SIN(180°/Z)，其中，M为工件齿轮的模数，Z为工件齿轮的齿数。
5.根据权利要求1所述的用于加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正装置，其特征在于：所述的长槽(6)长度方向的中心点与固定销(5)的安装孔圆心之间的距离尺寸A，通过以下公式计算：
A＝M×Z×COS(180°/Z)-K/2+C/2，其中，M为工件齿轮的模数；Z为工件齿轮的齿数；K为工件齿轮的内孔直径；C为长槽(6)的宽度。
6.一种加工齿轮内孔严格相位键槽时的找正方法，其特征在于：利用权利要求1-5所述的装置，按照以下步骤具体实施：
步骤1、根据图纸尺寸及产品要求的精度，分别计算出找正装置各部件的尺寸参数，据此尺寸数据制作好各部件，再将所有部件组装为一体的找正装置；
步骤2、将工件齿轮(1)平放在机床工作台上，将找正装置的两个固定销(5)从两侧齿面夹持住特定齿(2)，将找正装置的移动销(7)伸进工件齿轮(1)的内孔中，扶住移动销端头(11)的同时调整挡板(9)上的顶紧螺钉(10)，使得顶紧螺钉(10)顶紧移动销(7)，直至移动销(7)贴紧工件齿轮(1)的内孔孔壁，从而将找正装置整体固定在工件齿轮(1)上；
步骤3、利用找正百分表，在找正面(8)上打表找正，同时转动工件齿轮(1)，直至找正面(8)的方向与机床的横向或纵向的其中一个运动方向平行均可，完成找正，此时，所要加工的键槽位置位于工件齿轮(1)内孔正下方，然后将工件齿轮(1)与机床工作台固定牢靠，将找正装置拆除，即可进入后续的工艺，加工工件齿轮(1)内孔下方的键槽。
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