CN104384627A - 薄壁外齿圈插齿夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁外齿圈插齿夹具，它由拉杆、塞块、定位套和基座组成。所述基座安装在插齿机工作台上，朝上的端面设有轴肩用于安装定位套。所述塞块是一件端面设有开口槽的双节圆台形垫，塞块内置的开口槽为双层结构，上层开口槽宽度比下层开口槽宽度窄，下层开口槽轴向截面为上大下小的锥形槽。所述拉杆贯穿基座，底段的螺杆连接动力机械，上端露出的端部设有轴向相间的两只轴肩，上轴肩为圆柱体，下轴肩为圆锥角朝下的锥轴段，该锥轴段与径向插入的塞块底部开口槽配合构成上下随动结构。采用上述结构的夹具，在薄壁外齿圈在定位、夹紧和插齿加工过程中不受径向力作用，既能保证加工精度，也做到不变形，加工质量达到轿车变速器配套要求。

Description

薄壁外齿圈插齿夹具

技术领域

本发明涉及一种机械切削加工夹具，具体地讲，本发明涉及一种用于插齿的夹具，特别是一种用于薄壁外齿圈插齿夹具。

背景技术

汽车变速箱中的同步齿轮是一种外齿圈构件，此件属于典型的薄壁传动件，结构刚性较差，对径向力很敏感，在成形加工过程中易受装夹、插削冲击力影响而产生变形。为了减小外力对加工质量的影响，制造商十分注重外齿圈插齿夹具设计。目前，本行业用于外齿圈插齿夹具主要有两种类型，一类是实芯轴，另一类是胀芯轴。实芯轴夹具结构很简单，装夹便捷，制造成本低廉。但是，实芯轴与配套的外齿圈内孔为间隙配合，插削齿部过程中在插削冲击力的作用下，工件与芯轴之间易产生偏置，造成插削的外齿圈质量精度不够高。胀芯轴夹具是一种借助内置胀套胀紧外齿圈内孔而消除配合间隙，由此可以提高插齿精度。尽管如此，用胀芯轴夹具插削的外齿圈质量仍然不稳定，精度等级达不到高档轿车配套要求。胀芯轴夹具靠胀套弹性变形而胀紧工件内孔，因胀套弹性变形主要受控于外壁上预置开口槽的均匀性和热处理质量。现实中胀套弹性变形普遍达不到设计要求，所以胀芯轴夹具仍然不是车用外齿圈插齿加工的最佳夹具。

发明内容

本发明主要针对薄壁工件结构刚性差，在装夹和插削加工中对径向力很敏感的问题，提出一种径向定位，轴向压紧的薄壁外齿圈插齿夹具，该夹具结构简单、定位准确、受力合理、装卸便捷、加工质量好且稳定。

本发明通过下述技术方案实现技术目标。

薄壁外齿圈插齿夹具，它由拉杆、塞块、定位套和基座组成。所述基座为筒状构件，立置的基座定位安装在插齿机工作台上，朝上端面设有的轴肩用于安装定位套。其改进之处在于：所述定位套是一种薄壁套，在其内孔中轴向插装工件，定位套轴向支承工件的齿部底边，定位套上段套口外径比工件齿根圆小3～5mm。所述塞块是一件端面居中设有开口槽的双节圆台形垫，位于上一节的圆台外径D 等于定位套上段套口外径，下一节的圆台伸入工件内孔中作间隙配合，两者重合段长度h大于工件齿宽3～6mm，塞块内置的开口槽为双层结构，上层开口槽宽度比下层开口槽宽度窄，下层开口槽轴向截面为上大下小的锥形槽。所述拉杆是一种设有多节轴肩的直杆，竖置的拉杆贯穿基座，位于底段的螺杆段用于外连接动力机械，从基座上端露出的拉杆端部设有轴向相间的两只轴肩，上轴肩为圆柱体，下轴肩为圆锥角朝下的锥轴段，该锥轴段与径向插入的塞块底部开口槽配合构成上下随动结构。

作为进一步改进方案，定位套的轴向截面壁厚不等，位于上端的套口壁厚较薄，下端壁厚比上端壁厚厚10～14mm，此结构既不影响插齿刀退刀，也显著增加定位套的结构刚性，提高抗变形能力。

作为进一步改进方案，塞块下层开口槽的锥度和拉杆下轴肩的锥度相同，其圆锥角度为20⁰～30⁰。

作为进一步改进方案，塞块与工件内孔配合的轴肩为上大下小的锥轴段，其圆锥角为1⁰～2⁰。

本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、工件薄壁外齿圈先由定位套径向定位，再由随拉杆而动的塞块轴向压紧，此结构做到了工件定位准确，夹紧可靠，最重要的是工件在夹具中仅承受轴向力，没有径向力作用，既能保证薄壁外齿圈的齿部加工精度，也做到薄壁段不变形，加工质量完全达到轿车变速器配套要求；

2、套块内置的锥形槽与拉杆的锥度轴配合，具有良好的对中性，有利于工件定位安装；

3、塞块设有开口槽，易与拉杆配合或拆除，便于工件快装快卸，大大减少辅助工件，有利于提高机加工效率。

附图说明

图1是本发明结构剖面示意图。

图2是图1中塞块的立体示意图。

图3是图1中工件剖面示意图。

具体实施方式

下面根据附图并结合实施例，对本发明作进一步说明。

图1所示的薄壁外齿圈插齿夹具，它由拉杆1、塞块2、定位套3和基座4组成。所述基座4是基础构件，呈筒状的基座4立置在插齿机工作台上并作定位连接。朝上的端面设有轴肩用于安装定位套3，薄壁结构的定位套3内腔轴向插装工件5，定位套3轴向支承工件5径向伸出的外齿边，使工件5底端呈悬置状。为了便于插齿刀轴向退刀和提高定位套3的结构强度，将定位套3的轴向截面壁厚设计成变截面结构，即定位套3下段为厚壁，上段为薄壁，具体尺寸确定原则有是定位套3上段套口外径比工件5的齿根圆小，下段壁厚比上段壁厚要厚一些。本实施例用于插削加工轿车变速器外齿圈，工件5的齿根圆为86mm，按照上述原则确定定位套3上段套口外径为82mm，下段外径为94mm。所述塞块2用于轴向定位压紧工件5的构件，它是一件端面居中设有开口槽的双节圆台形垫，位于上一节的圆台外径D 等于定位套3上段套口外径，下一节的圆台伸入工件5内孔中作间隙配合。为了提高工件5的定位精度和工件5安装的稳定性，本发明采用两条技术措施，首先将塞块2与工件5内孔配合的轴肩设计成上大下小的锥度轴段，锥度轴段的圆锥角为4⁰。其次是塞块2与定位套3的重合段长度h必须大于工件5的齿宽。本实施例中工件5的齿宽为4.8mm，两者重合段长度h取值为9mm。塞块2是拉杆1的配套件，可相互自由装卸。塞块2内置的开口槽为双层结构，上层开口槽宽度比下层开口槽宽度窄，下层开口槽轴向截面为上大下小的锥形槽。所述拉杆1是一种设有多节轴肩的直杆，竖置的拉杆1贯穿基座4，位于底段的螺杆段伸入插齿机工作台内直联动力机械，由动力机械牵引的拉杆1可上下轴向移动。拉杆1从基座4上端露出，该段拉杆1设有轴向相间的两只轴肩，上轴肩为圆柱体，下轴肩为圆锥角朝下的锥轴段，此锥轴段与塞块2内的锥形槽相配合，本实施例中锥轴段的圆锥角为30⁰。塞块2从径向插入拉杆1中作配合，随拉杆1下行的塞块2可对已定位的工件5实施压紧，插削加工结束，拉杆1上行后即可径向退出塞块2，便于轴向退出已完工的工件5，再换装待加工的工件5，按照上述步骤实现持续加工。

采用上述结构的夹具，在薄壁外齿圈在定位、夹紧和插齿加工过程中不受任何径向力作用，既能保证薄壁外齿圈的齿部加工精度，也做到薄壁段不变形，加工质量完全达到轿车变速器配套要求。

Claims (4)

1.一种薄壁外齿圈插齿夹具，它由拉杆（1）、塞块（2）、定位套（3）和基座（4）组成；所述基座（4）为筒状构件，立置的基座（4）定位安装在插齿机工作台上，朝上端面设有的轴肩用于安装定位套（3）；其特征在于：所述定位套（3）是一种薄壁套，在其内孔中轴向插装工件（5），定位套（3）轴向支承工件（5）的齿部底边，定位套（3）上段套口外径比工件（5）齿根圆小3～5mm；所述塞块（2）是一件端面居中设有开口槽的双节圆台形垫，位于上一节的圆台外径D 等于定位套（3）上段套口外径，下一节的圆台伸入工件（5）内孔中作间隙配合，两者重合段长度h大于工件（5）齿宽3～6mm，塞块(2)内置的开口槽为双层结构，上层开口槽宽度比下层开口槽宽度窄，下层开口槽轴向截面为上大下小的锥形槽；所述拉杆（1）是一种设有多节轴肩的直杆，竖置的拉杆（1）贯穿基座（4），位于底段的螺杆段用于外连接动力机械，从基座（4）上端露出的拉杆（1）端部设有轴向相间的两只轴肩，上轴肩为圆柱体，下轴肩为圆锥角朝下的锥轴段，该锥轴段与径向插入的塞块（2）底部开口槽配合构成上下随动结构。

2.根据权利要求1所述的薄壁外齿圈插齿夹具，其特征在于：所述定位套（3）的壁为变截面结构，位于上段的套口壁厚较薄，下端壁厚比上端壁厚厚10～14mm。

3.根据权利要求1所述的薄壁外齿圈插齿夹具，其特征在于：所述塞块（2）下层开口槽的锥度和拉杆（1）下轴肩的锥度相同，其圆锥角度为20⁰～30⁰。

4.根据权利要求1所述的薄壁外齿圈插齿夹具，其特征在于：所述塞块（2）与工件（5）内孔配合的轴肩为上大下小的锥轴段，其圆锥角为1⁰～2⁰。