CN105618866A - 旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备，包括工作台，工作台上设有砂轮安装调节工装和齿轮装夹工装；砂轮安装调节工装包括底座，所述底座上设有竖直的导杆，导杆上设有滑座，滑座上设有砂轮安装座，砂轮安装座上安装有砂轮机构；砂轮机构包括气动马达和安装在所述气动马达的转轴上的砂轮；滑座与导杆之间设有锁紧其位置的锁紧机构；砂轮安装座包括两块相互平行的安装板，气动马达旋转配合安装在两块所述安装板之间，且气动马达的转轴的轴线水平，砂轮安装座上还设有用于驱动气动马达旋转的驱动机构；齿轮装夹工装包括安装底座，底座上竖直安装有用于套装在齿轮工件中心孔内的液胀夹具，安装底座上设有定位啮合机构。

Description

旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备

技术领域

本发明属于机械加工设备技术领域，具体的涉及一种旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备。

背景技术

齿轮轴是一种常用的机械部件，在齿轮轴加工中，往往需要在齿轮轴的轮齿端部加工倒角。由于齿轮轴的结构特点，无法先用车削加工的方法在齿轮轴轮齿端部加工倒角，因而现有的方法中，一般采用铣削加工的方式在齿轮轴轮齿端部加工倒角。采用铣削加工的方法虽然能够满足在齿轮轴轮齿端部加工倒角的需求，但是专用的铣床价格昂贵，中小企业难以配备。另外，铣刀的损耗也较大，这些无疑都增加了齿轮的加工成本和企业的负担。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备，不仅能够采用磨削的方式在齿轮的齿轮端部加工倒角，降低成本，而且齿轮轴装夹稳固，并能够定位旋转。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备，包括工作台，所述工作台上设有砂轮安装调节工装和齿轮装夹工装；

所述砂轮安装调节工装包括底座，所述底座上设有竖直的导杆，所述导杆上设有与其滑动配合套装有滑座，所述滑座上设有砂轮安装座，所述砂轮安装座上安装有砂轮机构；所述砂轮机构包括气动马达和安装在所述气动马达的转轴上的砂轮；所述滑座与所述导杆之间设有锁紧其位置的锁紧机构；

所述砂轮安装座包括两块相互平行的安装板，所述气动马达旋转配合安装在两块所述安装板之间，且所述气动马达的转轴的轴线水平，所述砂轮安装座上还设有用于驱动所述气动马达旋转的驱动机构；

所述驱动机构包括套装在所述气动马达转轴上并与所述气动马达同步转动的转动柄、固定安装在所述砂轮安装座上用于驱动所述转动柄旋转的驱动电机和安装在所述砂轮安装座与所述气动马达之间用于所述气动马达复位的弹簧，所述驱动电机的输出轴上设有与其螺纹连接的滑块，所述砂轮安装座上设有用于滑块滑动导向的滑轨Ⅰ，所述滑块面向所述转动柄的一端与所述转动柄接触配合，所述弹簧与所述气动马达的连接点和所述滑块与所述转动柄的接触配合点分别位于所述气动马达的转轴的两侧；

所述齿轮装夹工装包括装夹底座，所述装夹底座内设有与其旋转配合的旋转座，所述旋转座内设有齿轮轴装夹夹具；

所述齿轮轴装夹夹具包括紧固套，所述紧固套内套装设有胀套，所述胀套内设有用于套装齿轮轴且一端开口的中心内孔，所述胀套位于所述中心内孔开口的一端为胀紧端，另一端为连接端，所述胀套的胀紧端上环形均布设有至少三个胀紧槽；所述胀套的胀紧端外周壁与所述紧固套的内孔壁之间设有锥面配合结构；所述旋转座内设有用于与所述胀套的连接端固定连接并将所述涨套拉紧固定的拉紧机构；所述装夹底座内设有用于驱动所述旋转座步进旋转的步进驱动机构，所述步进驱动机构包括步进电机，所述步进电机与所述旋转座之间传动连接；

所述装夹底座上设有用于精确定位齿轮轴旋转位置的定位啮合机构；所述定位啮合机构包括定位安装在所述装夹底座上的定位滑台，所述定位滑台上设有活塞杆伸缩方向位于所述紧固套的径向方向的定位气缸，所述定位气缸的活塞杆上连接有定位卡子，所述定位卡子背向所述定位气缸的端面上设有与设置在齿轮轴上的齿轮啮合的卡齿。

进一步，所述转动柄上设有滑槽，所述滑块面向所述转动柄的端部与所述滑槽滑动配合。

进一步，所述导杆设置为相互平行的两根；所述锁紧机构包括设置在所述滑座上并位于其中一根所述导杆的径向方向的螺纹孔和安装在所述螺纹孔内的锁紧螺钉。

进一步，所述底座包括底板和滑动配合安装在所述底板上的滑板，所述导杆固定安装在所述滑板上；还包括罩在所述工作台上的防尘罩，所述防尘罩上设有用于排除灰尘的吸风风机。

进一步，所述拉紧机构包括固定设置在所述旋转座内的拉紧气缸，所述拉紧气缸的伸缩杆与所述胀套的连接端相连。

进一步，所述胀套与所述紧固套之间还设有限位机构，所述限位机构包括设置在所述胀套侧壁上并沿着胀套的母线延伸的限位槽，所述紧固套上与所述限位槽对应设有限位销安装孔。

进一步，所述紧固套的外周面为圆锥面，所述旋转座内设有与所述紧固套外周面配合的内锥孔。

进一步，还包括加强套，所述加强套内设有用于套装轴类件的中心通孔，且所述加强套固定安装在所述紧固套上。

进一步，所述装夹底座上设有用于安装所述旋转座的安装腔，所述安装腔的上端设有台阶，所述旋转座的外周壁上与所述台阶对应设有凸环，所述台阶与凸环之间设有推力轴承；所述安装腔与所述旋转座外周壁之间设有旋转衬套。

进一步，所述定位卡子与所述定位滑台之间设有位于齿轮轴径向方向的滑轨Ⅱ。

本发明的有益效果在于：

本发明的旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备，通过在工作台上安装砂轮安装调节工装，使用时，将齿轮工件装夹在齿轮装夹工装上，将砂轮安装在气动马达上，调节气动马达在导杆上的位置，并利用驱动机构调节气动马达的倾斜角度，使砂轮正好与齿轮工件的轮齿端部接触，启动气动马达即可实现在齿轮轮齿端部加工倒角，并根据加工进程调节砂轮的进给量，如此，便可逐步地在齿轮工件的所有轮齿上磨削加工倒角；因此，本发明的齿轮轮齿端部倒角工装不仅能够实现在齿轮的齿轮端部磨削加工倒角，而且结构简单、制作简便、砂轮损耗较小，即能够有效降低成本；

通过设置齿轮轴装夹夹具，使用时，将齿轮轴套装在胀套的中心内孔内，利用拉紧机构拉动胀套，在锥面配合结构的作用下，胀套的胀紧端闭合将齿轮轴夹紧，如此，便实现了齿轮轴的装夹固定，结构简单，且可将径向的装夹力转换为轴向的拉力，稳定可靠；通过设置步进驱动机构，能够驱动旋转座在装夹底座内步进旋转，当齿轮轴旋转到位后，启动定位气缸，驱动卡子与设置在齿轮轴上的齿轮啮合，实现对齿轮轴旋转位置的精确微调，如此，可确保齿轮轴每次旋转后，其轮齿均在一个固定的位置处，便于精确加工。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备实施例的结构示意图；

图2为图1的A详图；

图3为砂轮机构的受力示意图；

图4为齿轮装夹工装的结构示意图；

图5为定位啮合机构的原理示意图；

图6为齿轮轴装夹夹具的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，为本发明旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备实施例的结构示意图。本实施例的旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备，包括工作台1，所述工作台1上设有砂轮安装调节工装和齿轮装夹工装2。

所述砂轮安装调节工装包括底座3，所述底座3上设有竖直的导杆4，所述导杆4上设有与其滑动配合套装有滑座5，所述滑座5上设有砂轮安装座6，所述砂轮安装座6上安装有砂轮机构。所述砂轮机构包括气动马达7和安装在所述气动马达7的转轴上的砂轮8。所述滑座5与所述导杆4之间设有锁紧其位置的锁紧机构。本实施例的导杆4设置为相互平行的两根，其中一根导杆的直径大于另一根导杆的直径，本实施例的锁紧机构包括设置在所述滑座5上并位于其中一根所述导杆4的径向方向的螺纹孔和安装在所述螺纹孔内的锁紧螺钉9，本实施例的螺纹孔设置在直径较大的导杆的径向方向上，利用锁紧螺钉能够方便地锁定滑座5的位置。

所述砂轮安装座6包括两块相互平行的安装板10，所述气动马达7旋转配合安装在两块所述安装板10之间，且所述气动马达7的转轴的轴线水平，所述砂轮安装座6上还设有用于驱动所述气动马达7旋转的驱动机构。

本实施例的齿轮装夹工装包括装夹底座27，装夹底座27内设有与其旋转配合的旋转座28，所述旋转座28内设有齿轮轴装夹夹具。本实施例的齿轮轴装夹夹具包括紧固套17，紧固套17内套装设有胀套18，胀套18内设有用于套装齿轮轴19且一端开口的中心内孔20，胀套18位于中心内孔20开口的一端为胀紧端，另一端为连接端，胀套18的胀紧端上环形均布设有至少三个胀紧槽21，本实施例的胀套18的胀紧端上环形均布设有三个胀紧槽21，可使胀紧端在力的作用下张开和闭合。胀套18的胀紧端外周壁与紧固套17的内孔壁之间设有锥面配合结构。

本实施例的旋转座28内设有用于与胀套18的连接端固定连接并将胀套18拉紧固定的拉紧机构，本实施例的拉紧机构包括固定设置在所述旋转座28内的拉紧气缸29，所述拉紧气缸29的伸缩杆与胀套18的连接端相连。本实施例的胀套18的连接端设有用于与拉杆机构相连的连接结构。本实施例的连接结构包括设置在所述胀套18连接端端面上的连接头22，连接头22上设有外螺纹，且连接头22与胀套18同轴，通过设置连接头22，可方便地与拉紧机构相连。

装夹底座27内设有用于驱动旋转座28步进旋转的步进驱动机构，步进驱动机构包括步进电机30，步进电机30与旋转座28之间传动连接。本实施例的旋转座28的底部设有锥齿轮31，步进电机30的旋转轴上连接有锥齿轮32，利用锥齿轮31和锥齿轮32，步进电机30驱动旋转座28步进旋转，进而驱动齿轮轴装夹夹具步进旋转。

装夹底座27上设有用于精确定位齿轮轴旋转位置的定位啮合机构。本实施例的定位啮合机构包括定位安装在装夹底座27上的定位滑台35，定位滑台35上设有活塞杆伸缩方向位于紧固套17的径向方向的定位气缸36，定位气缸36的活塞杆上连接有定位卡子37，所述定位卡子37背向所述定位气缸36的端面上设有与设置在齿轮轴上的齿轮啮合的卡齿38。优选的，定位卡子37与定位滑台35之间设有位于齿轮轴径向方向的滑轨Ⅱ39，能够方便定位卡子37的滑动导向。

本实施例的驱动机构包括套装在所述气动马达7转轴上并与所述气动马达7同步转动的转动柄11、固定安装在所述砂轮安装座6上用于驱动所述转动柄11旋转的驱动电机12和安装在所述砂轮安装座6与所述气动马达7之间用于所述气动马达7复位的弹簧13，所述驱动电机12的输出轴上设有与其螺纹连接的滑块40，所述砂轮安装座6上设有用于滑块40滑动导向的滑轨Ⅰ41，所述滑块40面向所述转动柄11的一端与所述转动柄11接触配合，所述弹簧13与所述气动马达7的连接点和所述滑块40与所述转动柄11的接触配合点分别位于所述气动马达7的转轴的两侧。如此，弹簧13作用在气动马达7上的弹力F_弹簧相对于气动马达7转轴的弯矩与滑块40作用在气动马达7转轴上的力F_压力的扭矩相反，如此便可实现气动马达7的位置平衡。另外，驱动电机12作用在气动马达7转轴上的扭矩与齿轮工件16作用在砂轮8上的力F_工件相对于气动马达7转轴的弯矩的方向相反，可有效避免在磨削过程中砂轮8与齿轮工件脱离，保证磨削加工的正常进行，如图2所示。本实施例的转动柄11上设有滑槽42，所述滑块40面向所述转动柄11的端部与所述滑槽42滑动配合，能够防止滑块40和滑槽42之间脱离。通过采用驱动电机12驱动气动马达7旋转，能够精确调整气动马达7的倾斜角度。

进一步，底座3包括底板3a和滑动配合安装在所述底板3a上的滑板3b，所述导杆4固定安装在所述滑板3b上，如此，便可通过底座3调节砂轮的位置。

进一步，本实施例的齿轮轮齿端部倒角工装还包括罩在所述工作台1上的防尘罩14，所述防尘罩14上设有用于排除灰尘的吸风风机15。

进一步，胀套18与紧固套17之间还设有限位机构，限位机构包括设置在胀套18侧壁上并沿着胀套18的母线延伸的限位槽23，紧固套17上与限位槽23对应设有限位销安装孔24，通过设置限位槽23和限位销安装孔24，在利用拉杆机构拉动胀套18时，可防止涨套2相对于紧固套17旋转，即能够限定胀套18的位移方向。

进一步，紧固套17的外周面为圆锥面，旋转座28内设有与紧固套17外周面配合的内锥孔，能够方便地与机床结构配合，便于安装定位。

进一步，紧固套17的外周壁上还设有连接法兰25，用于将紧固套17与旋转座28固定连接。

进一步，本实施例的齿轮轴装夹夹具还包括加强套26，加强套26内设有用于套装齿轮轴19的中心通孔，且加强套26固定安装在紧固套17上。通过设置加强套26，在齿轮轴19长度较长的情况下，加强套26可有效防止齿轮轴19振动。

进一步，装夹底座27上设有用于安装旋转座28的安装腔，安装腔的上端设有台阶，旋转座28的外周壁上与所述台阶对应设有凸环，台阶与凸环之间设有推力轴承33。本实施例的安装腔与旋转座28外周壁之间设有旋转衬套34。

本实施例的旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备，通过在工作台上安装砂轮安装调节工装，使用时，将齿轮工件装夹在齿轮装夹工装上，将砂轮安装在气动马达上，调节气动马达在导杆上的位置，并利用驱动机构调节气动马达的倾斜角度，使砂轮正好与齿轮工件的轮齿端部接触，启动气动马达即可实现在齿轮轮齿端部加工倒角，并根据加工进程调节砂轮的进给量，如此，便可逐步地在齿轮工件的所有轮齿上磨削加工倒角；因此，本发明的齿轮轮齿端部倒角工装不仅能够实现在齿轮的齿轮端部磨削加工倒角，而且结构简单、制作简便、砂轮损耗较小，即能够有效降低成本；

通过设置齿轮轴装夹夹具，使用时，将齿轮轴套装在胀套的中心内孔内，利用拉紧机构拉动胀套，在锥面配合结构的作用下，胀套的胀紧端闭合将齿轮轴夹紧，如此，便实现了齿轮轴的装夹固定，结构简单，且可将径向的装夹力转换为轴向的拉力，稳定可靠；通过设置步进驱动机构，能够驱动旋转座在装夹底座内步进旋转，当齿轮轴旋转到位后，启动定位气缸，驱动卡子与设置在齿轮轴上的齿轮啮合，实现对齿轮轴旋转位置的精确微调，如此，可确保齿轮轴每次旋转后，其轮齿均在一个固定的位置处，便于精确加工。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备，其特征在于：包括工作台，所述工作台上设有砂轮安装调节工装和齿轮装夹工装；

所述砂轮安装调节工装包括底座，所述底座上设有竖直的导杆，所述导杆上设有与其滑动配合套装有滑座，所述滑座上设有砂轮安装座，所述砂轮安装座上安装有砂轮机构；所述砂轮机构包括气动马达和安装在所述气动马达的转轴上的砂轮；所述滑座与所述导杆之间设有锁紧其位置的锁紧机构；

所述砂轮安装座包括两块相互平行的安装板，所述气动马达旋转配合安装在两块所述安装板之间，且所述气动马达的转轴的轴线水平，所述砂轮安装座上还设有用于驱动所述气动马达旋转的驱动机构；

所述驱动机构包括套装在所述气动马达转轴上并与所述气动马达同步转动的转动柄、固定安装在所述砂轮安装座上用于驱动所述转动柄旋转的驱动电机和安装在所述砂轮安装座与所述气动马达之间用于所述气动马达复位的弹簧，所述驱动电机的输出轴上设有与其螺纹连接的滑块，所述砂轮安装座上设有用于滑块滑动导向的滑轨Ⅰ，所述滑块面向所述转动柄的一端与所述转动柄接触配合，所述弹簧与所述气动马达的连接点和所述滑块与所述转动柄的接触配合点分别位于所述气动马达的转轴的两侧；

所述齿轮装夹工装包括装夹底座，所述装夹底座内设有与其旋转配合的旋转座，所述旋转座内设有齿轮轴装夹夹具；

所述齿轮轴装夹夹具包括紧固套，所述紧固套内套装设有胀套，所述胀套内设有用于套装齿轮轴且一端开口的中心内孔，所述胀套位于所述中心内孔开口的一端为胀紧端，另一端为连接端，所述胀套的胀紧端上环形均布设有至少三个胀紧槽；所述胀套的胀紧端外周壁与所述紧固套的内孔壁之间设有锥面配合结构；所述旋转座内设有用于与所述胀套的连接端固定连接并将所述涨套拉紧固定的拉紧机构；所述装夹底座内设有用于驱动所述旋转座步进旋转的步进驱动机构，所述步进驱动机构包括步进电机，所述步进电机与所述旋转座之间传动连接；

所述装夹底座上设有用于精确定位齿轮轴旋转位置的定位啮合机构；所述定位啮合机构包括定位安装在所述装夹底座上的定位滑台，所述定位滑台上设有活塞杆伸缩方向位于所述紧固套的径向方向的定位气缸，所述定位气缸的活塞杆上连接有定位卡子，所述定位卡子背向所述定位气缸的端面上设有与设置在齿轮轴上的齿轮啮合的卡齿。

2.根据权利要求1所述的旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备，其特征在于：所述转动柄上设有滑槽，所述滑块面向所述转动柄的端部与所述滑槽滑动配合。

3.根据权利要求1所述的旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备，其特征在于：所述导杆设置为相互平行的两根；所述锁紧机构包括设置在所述滑座上并位于其中一根所述导杆的径向方向的螺纹孔和安装在所述螺纹孔内的锁紧螺钉。

4.根据权利要求1所述的旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备，其特征在于：所述底座包括底板和滑动配合安装在所述底板上的滑板，所述导杆固定安装在所述滑板上；还包括罩在所述工作台上的防尘罩，所述防尘罩上设有用于排除灰尘的吸风风机。

5.根据权利要求1所述的旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备，其特征在于：所述拉紧机构包括固定设置在所述旋转座内的拉紧气缸，所述拉紧气缸的伸缩杆与所述胀套的连接端相连。

6.根据权利要求1所述的旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备，其特征在于：所述胀套与所述紧固套之间还设有限位机构，所述限位机构包括设置在所述胀套侧壁上并沿着胀套的母线延伸的限位槽，所述紧固套上与所述限位槽对应设有限位销安装孔。

7.根据权利要求1所述的旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备，其特征在于：所述紧固套的外周面为圆锥面，所述旋转座内设有与所述紧固套外周面配合的内锥孔。

8.根据权利要求1所述的旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备，其特征在于：还包括加强套，所述加强套内设有用于套装轴类件的中心通孔，且所述加强套固定安装在所述紧固套上。

9.根据权利要求1所述的旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备，其特征在于：所述装夹底座上设有用于安装所述旋转座的安装腔，所述安装腔的上端设有台阶，所述旋转座的外周壁上与所述台阶对应设有凸环，所述台阶与凸环之间设有推力轴承；所述安装腔与所述旋转座外周壁之间设有旋转衬套。

10.根据权利要求1所述的旋转定位型齿轮轴轮齿端部倒角磨削加工设备，其特征在于：所述定位卡子与所述定位滑台之间设有位于齿轮轴径向方向的滑轨Ⅱ。