CN105364115B - 电机轴与配套齿轮副销孔配打专用装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机轴的微孔加工技术领域，为了降低电机轴与配套齿轮副销孔的钻孔难度，提高销孔的位置精度等级，本发明提供了一种电机轴与配套齿轮副销孔配打专用装置，包括底座，所述底座上设有环状回转工作台和钻削动力系统，回转工作台的中心处设有薄型气缸，薄型气缸通过气缸支架固定于底座上，回转工作台上均布设有若干V型铁组件；所述的钻削动力系统包括高精度台钻和钻模支架，钻模支架顶部设有与高精度台钻竖向同轴的钻模。本发明将气动装置、钻削动力系统、V型铁组件、限位块、数控分度盘、控制系统等进行有机集成，可一次实现多组工件的自动夹紧、精确定位和钻孔工艺，加工效率和钻孔精度明显提高。

Description

电机轴与配套齿轮副销孔配打专用装置

技术领域

本发明属于电机轴的微孔加工技术领域，具体涉及一种电机轴与配套齿轮副销孔配打专用装置。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展，微电子技术、电机制造工艺水平的不断提高，结构紧凑、性能稳定、效率高的微型伺服电机在航空、航天领域得到了越来越广泛的应用。微型伺服电机轴与微小齿轮直接装配连接，其作为直接驱动部件，在航天某系统中承担着关键性任务。所以，电机轴与配套齿轮副销孔的精准配合及可靠性保障显得至关重要。

电机轴与配套齿轮副系统由微型伺服电机、锥齿轮、销钉、轴承四部分组成，是动力系统的关键部件，电机轴与配套齿轮副销孔的研制，作为基础保障，直接影响着驱动装置的稳定性、动力性能、可靠性等多项重要指标。

由于微型电机各尺寸限制，其主轴上安装有齿轮、轴承更加阻碍了普通装卡装置、定位辅助装置等的应用，并且电机轴采用高强度40CrNiMoA材料，为光滑圆柱形，使得钻削刀具与电机轴径向轴线难以严格同轴，微小的偏斜都会使得电机轴转动，从而导致刀具折断。即使勉强钻出微孔，也使得销钉难以装配，并且破坏了电机轴的强度分配，可靠性难以保障。最终，难以完成高精度的合格微孔加工。

在通常实际的加工过程中，由于锥齿轮端面距离电机端面有高度要求，销孔的位置也有高度要求，一般按技术要求在锥齿轮上预钻孔，将齿轮装配在电机轴后用强力胶粘接，再通过预钻孔将电机轴与齿轮配打，完成销孔的加工。电机的装卡仅靠人工及测量工具装卡于台虎钳，无法保障其位置精度。加之上述尺寸限制及固有缺陷，为确定钻孔位置，需要人工多次重复测量，累积误差大大增加，由于寻找定位的试钻凹陷点的存在，钻头刚性较差，使得再次对刀定位电机径向轴线极易再次定位到凹陷点处，准确定位更加不易。多次不断重复的测量，找正定位及刀具的易折断，完成一次钻孔需要耗费相当多的时间、精力，经济成本太高，其加工效率、精度、可靠性保障等与精密动力系统的严格要求，截然背道而驰。人工钻孔还需要有足够经验的操作者才可顺利完成，这就需要有足够经验的操作者才可完成，使得完成一件合格的产品耗费太多的成本。

因此，迫切需要研制专用装置，提高自动化程度，并改变现有工艺，确保电机轴与配套齿轮副销孔的高精度、高可靠性加工，从而，降低钻孔难度，提高销孔的位置精度等级，增加产品的互换性，减少废品率，提升工作效率。

发明内容

本发明为了降低电机轴与配套齿轮副销孔的钻孔难度，提高销孔的位置精度等级，提供了一种电机轴与配套齿轮副销孔配打专用装置。

本发明采用如下技术方案：

一种电机轴与配套齿轮副销孔配打专用装置，包括底座，所述底座上设有环状回转工作台和钻削动力系统，回转工作台的中心处设有薄型气缸，薄型气缸通过气缸支架固定于底座上，回转工作台上均布设有若干V型铁组件；所述的钻削动力系统包括高精度台钻和钻模支架，钻模支架顶部设有与高精度台钻竖向同轴的钻模。

所述的V型铁组件包括V型铁以及水平安装于V型铁下段内的限位杆，限位杆上套装有弹簧（71），限位杆的悬出端安装有复位板，复位板通过螺母锁紧。

所述V型铁上还设有V型垫块，V型垫块由矩形实体段和V型槽段组成，矩形实体段朝向回转工作台的中心。

所述钻模支架上水平安装有限位块，限位块为三段式结构，首段为柱形的定位段，中间段设有调节弹簧，末段设有外螺纹并配有锁紧螺母。

所述的钻模为T型中空结构，T型钻模的竖向伸出部分设有与钻模支架连接的外螺纹，T型钻模的内孔与高精度台钻的钻头配接。

所述的回转工作台下方设有数控分度盘。

本发明具有如下有益效果：

1、本发明将气动装置（气缸）、钻削动力系统、V型铁组件、限位块、数控分度盘、控制系统等进行有机集成，工件装夹系统安装于数控分度盘上，通过气动装置的推力，实现了对工件的自动夹紧、精确定位及六工位（六工位指可同时一次装卡六组工件，实现六组工件不间断自动运转；亦可当一组工件加工完毕后，继续装卡工件，实现六工位装卡系统中持续不间断上料，大大提高工作效率）连续运转，再由钻削动力系统实现钻削过程，通过控制系统实现了设备的半自动化连续运转，而传统的钻孔方式需要经过测量、预钻孔、粘接、配打工艺，一名熟练操作者完成一件合格产品至少需要15min，本发明装置调试好后装夹工件仅需要不到1min，加工效率明显提高；

2、本发明通过气缸、V型铁组件和限位块可实现电机-齿轮的准确定位安装，再由钻模精确引导钻孔，由下表可知， 利用本发明所述专用装置后的钻孔精度更高；

3、该装置利用V型铁组件配合V型垫块，可实现不同尺寸电机与齿轮要求的装夹功能，增加了产品的互换性；

4、所采用的V型铁组件具有复位功能，避免了由于操作者的误安装，在回转台转动后，导致电机与钻模支架的干涉；

5、U型垫上凹槽与电机轴端凸出台相匹配，定位齿轮高度，且U型垫上设有专用卸载工具孔，方便拆卸；

6、限位块中加有弹簧，增大了阻力，有利于保障电机不被破坏。

附图说明

图1、2为本发明的结构主视图和俯视图；

图3为工件卡装系统（图1中I）的结构示意图；

图4为V型铁组件的结构示意图；

图5为限位块的结构示意图；

图中：1-底座，2-数控分度盘，3-回转工作台，4-气缸支架，5-薄型气缸，6-推杆，7-V型铁组件，8-高精度台钻，9-V型垫块，10-钻模，11-电机，12- U型垫，13-限位块，14-钻模支架；

71-弹簧、72-限位杆、73-V型铁、74-复位板、75-螺母；

131-定位段、132-调节弹簧、133-锁紧螺母。

具体实施方式

结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1、2、3所示的电机轴与配套齿轮副销孔配打专用装置，包括底座1，所述底座1上设有环状回转工作台3和钻削动力系统，回转工作台3的中心处设有薄型气缸5，薄型气缸5通过气缸支架4固定于底座1上，回转工作台3上均布设有六个工位的V型铁组件7；所述的钻削动力系统包括高精度台钻8和钻模支架14，钻模支架14顶部设有与高精度台钻8竖向同轴的钻模10。

钻模10为首次应用设计，钻模为T型中空结构，T型钻模10的竖向伸出部分为外螺纹，钻模内孔根据电机销孔和刀具尺寸相对应匹配，对刀具起到导向、加强刚度、辅助支撑作用。

钻模10依靠螺纹连接安装于钻模支架14上，不同的钻模其外螺纹保持一致，相异之处只是根据销孔要求匹配相对应的钻模内孔，保证不同钻模在同一钻模支架上的安装统一性。

所述的V型铁组件7如图4所示，包括V型铁73以及水平安装于V型铁73下段内的限位杆72，限位杆72上套装有弹簧71，限位杆72的悬出端安装有复位板74，复位板74通过螺母75锁紧，复位板74上端作用于电机外壳端面，再通过U型垫用以保证齿轮的轴向定位。

V型铁组件7其尺寸相互表面间的平行度，垂直度误差在0.01毫米之内，V型槽的中心线必需在V型架的对称平面内并与底面平行，同心度、平行度的误差也在0.01毫米之内；与回转工作台的安装配合要求定位孔精度要求在0.001毫米以内，并与回转工作台装配整体加工。

为了使该装置能适用于不同型号的电机，根据轴向定位尺寸要求，还设置了与所述V型铁73配套的V型垫块9，V型垫块9由矩形实体段和V型槽段组成，矩形实体段朝向回转工作台3的中心，不同型号的电机装夹均以V型垫块9为基准，通过增加辅助V型垫块9来保证不同型号电机的中心高度的一致性。将电机置于V型槽内，并使电机尾端与矩形实体段接触顶紧，再利用限位块13定位、夹紧电机轴，则完成电机的装夹。所述的限位块13如图5所示，为类似螺栓型的三段式结构，首段为柱形的定位段131，中间段设有调节弹簧132，末段设有外螺纹并配有锁紧螺母133，其中间段安装于钻模支架14内，通过弹簧132起到缓冲作用，定位段131与电机轴向对应，起到定位、夹紧的作用。

利用该装置钻孔时，首先将要钻孔的齿轮和U型垫12装配到需要钻孔的电机轴上，然后将装配好的齿轮和电机安置在回转工作台3的V型铁组件7上，利用程序控制回转盘旋转，将待钻孔工件输送到指定的位置，由薄型气缸5输出作用力推动推杆6，并组合U型垫12、限位块13实现轴向夹紧，精确定位，再通过钻模10精确地实现引导、钻孔。完成钻孔后，推杆6后撤，弹簧71收缩，复位板74弹簧恢复原状（恢复至初始位置，即沿图1中向左方向复位），令装配好的电机和齿轮归位。自动回转盘使下一个需钻孔的电机和齿轮进入到工作位置。

为实现不同尺寸电机与齿轮要求的装夹功能，增加产品互换性，设计时以大型电机为基准，以自定心V型铁组件7为定位基座，保障其自动定位功能；小型电机通过则增加V型垫块9来增加中心高度，从而在不更换气缸支架4、钻模支架14的基础上，使不同尺寸电机的中心高度保持一致。由于齿轮销孔位置和齿轮端面对电机端面也有要求的差别，不同型号电机的精确定位，只需更换相对应的钻模10、U型垫12、限位块13及刀具，并辅助相应的V型垫块9即可。 U型垫上还配有专用卸载工具孔，方便拆卸；限位块中加有弹簧，增大了阻力，保障电机不被破坏；带有复位功能的V型铁组件，避免了由于操作者的误安装，回转台转动后，导致电机与钻模支架的干涉。

Claims (6)

1.一种电机轴与配套齿轮副销孔配打专用装置，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）上设有环状回转工作台（3）和钻削动力系统，回转工作台（3）的中心处设有薄型气缸（5），薄型气缸（5）通过气缸支架（4）固定于底座（1）上，回转工作台（3）上均布设有若干V型铁组件（7）；所述的钻削动力系统包括高精度台钻（8）和钻模支架（14），钻模支架（14）顶部设有与高精度台钻（8）竖向同轴的钻模（10）。

2.根据权利要求1所述的电机轴与配套齿轮副销孔配打专用装置，其特征在于：所述的V型铁组件（7）包括V型铁（73）以及水平安装于V型铁（73）下段内的限位杆（72），限位杆（72）上套装有弹簧（71），限位杆（72）的悬出端安装有复位板（74），复位板（74）通过螺母（75）锁紧。

3.据权利要求2所述的电机轴与配套齿轮副销孔配打专用装置，其特征在于：所述V型铁（73）上还设有V型垫块（9），V型垫块（9）由矩形实体段和V型槽段组成，矩形实体段朝向回转工作台（3）的中心。

4.据权利要求1所述的电机轴与配套齿轮副销孔配打专用装置，其特征在于：所述钻模支架（14）上水平安装有限位块（13），限位块（13）为三段式结构，首段为柱形的定位段（131），中间段设有调节弹簧（132），末段设有外螺纹并配有锁紧螺母（133）。

5.据权利要求1所述的电机轴与配套齿轮副销孔配打专用装置，其特征在于：所述的钻模（10）为T型中空结构，T型钻模（10）的竖向伸出部分设有与钻模支架（14）连接的外螺纹，T型钻模（10）的内孔与高精度台钻（8）的钻头配接。

6.据权利要求1所述的电机轴与配套齿轮副销孔配打专用装置，其特征在于：所述的回转工作台（3）下方设有数控分度盘（2）。