CN106994539A - 一种液压‑机械式齿轮夹具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压‑机械式齿轮夹具及方法，它解决了现有技术中夹紧齿轮费时费力、夹紧力不均匀的问题，具有定位可靠、装夹方便、齿轮成品率高的有益效果，其方案如下：夹具包括芯轴，芯轴的一端套设有液压套，液压套外部套有弹性胀套，弹性胀套外表面用于固定齿轮，芯轴的另一端开有活塞孔，活塞孔内设有活塞组件，芯轴内设有油孔，油孔一侧与活塞孔连接，另一侧与液压套相通，活塞组件移动，推动油孔内的液压油流向液压套，弹性胀套发生形变，弹性胀套表面与齿轮内孔壁紧密贴合。

Description

一种液压-机械式齿轮夹具及方法

技术领域

本发明涉及机床夹具领域，特别是涉及一种液压-机械式齿轮夹具及方法。

背景技术

齿轮及其齿轮产品是机械装备的重要基础零件，绝大部分机械成套设备的主要传动部件都是齿轮传动。随着国民经济的发展，我国齿轮行业年销售总额已突破千亿元，目前我国正从齿轮制造大国转为齿轮制造强国。在齿轮滚齿加工过程中，均采用夹具将工件定位后再进行滚齿加工。通常使用的齿轮定位夹具，存在着装夹费时费力，步骤繁琐，生产效率较低，并且定位精度较低，导致产品质量不高；夹紧力不均匀，容易产生加工废品，并且容易损坏刀具。

因此，需要一种装夹稳定可靠，使用方便的齿轮加工夹具。保证在齿轮加工过程中，工件装卸方便，定位可靠，易于实现齿轮的自动化加工，提高生产效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种液压-机械式齿轮夹具，该夹具可实现齿轮的快速装夹，定位精度高，而且夹紧力较为均匀。

一种液压-机械式齿轮夹具的具体方案如下：

一种液压-机械式齿轮夹具，包括：

芯轴，芯轴的一端套设有液压套，液压套外部套有弹性胀套，弹性胀套外表面用于固定齿轮，芯轴的另一端开有活塞孔，活塞孔内设有活塞组件，芯轴内设有油孔，油孔一侧与活塞孔连接，另一侧与液压套相通，活塞组件移动，推动油孔内的液压油流向液压套，弹性胀套发生形变，弹性胀套表面与齿轮内孔壁紧密贴合。

上述齿轮夹具，随着活塞组件的移动，芯轴内部的液压油液压力升高，油液压力和液压套作用在弹性胀套上，从环向方向对齿轮进行固定，有效保证了夹持的均匀性，夹持速度快，达到省时省力的效果。

所述活塞组件包括设于所述活塞孔内的导向套，在导向套内设置活塞，活塞一端突出活塞孔设置，且活塞与导向套之间通过紧固件进行固定，该紧固件为空心固定螺栓，且在导向套与活塞孔之间设置密封圈，以保证油孔的密封性。

所述液压套与所述弹性胀套之间设有第一压盖，第一压盖与液压套在芯轴轴线方向设有紧固件，该紧固件为连接螺栓，第一压盖环形设置，套于液压套外表面，液压套的一侧通过螺栓与芯轴进行连接，且液压套的一侧设有台阶，通过台阶对第一压盖进行固定，第一压盖与弹性胀套接触的一侧的接触设有凸起，一对弹性胀套进行卡位限制。

所述芯轴在弹性胀套的一侧设有第二压盖，第二压盖呈环形设置，第二压盖通过螺钉与芯轴进行连接，弹性胀套的外径尺寸比需加工齿轮工件内孔尺寸小设定的范围，保证定位精度和加工的稳定性。

所述弹性胀套表面设有耐磨层，以增强弹性胀套的使用寿命。

所述弹性胀套表面开有多个胀缩槽，胀缩槽从弹性胀套的一个端面向另一个端面延伸，相邻的两个胀缩槽从不同端面开始延伸；

进一步地，胀缩槽末端开有防止弹性胀套开裂的圆孔。

在所述芯轴的侧面设有与分别与油孔相通的调压组件和注油孔，调压组件用于调整内部油孔内初始压力或更换芯轴内部油液，调压组件包括调压导向套、固定套、调压活塞杆、调压螺栓、油堵、密封圈，调压活塞杆设于调压导向套内部，固定套与调压导向套连接，调压活塞杆与调压螺栓连接，并且由固定套对调压活塞杆与调压螺栓进行限制，调压螺栓设于芯轴的最外侧，调压导向套与芯轴之间设有调压密封圈。

所述芯轴端面设有定位孔和螺纹孔，定位孔用于对夹具位置的定位，以通过螺纹孔将芯轴与机床装配。

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种液压-机械式夹具，包括：

芯轴，芯轴的一端套设有液压套，液压套外部套有弹性胀套，弹性胀套外表面用于固定工件，芯轴的另一端开有活塞孔，活塞孔内设有活塞组件，芯轴内设有油孔，油孔一侧与活塞孔连接，另一侧与液压套相通，活塞组件移动，推动油孔内的液压油流向液压套，弹性胀套发生形变，胀套表面与工件内孔壁紧密贴合，工件可以是齿轮或者其他轴类零件。

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种在机床上夹持齿轮的方法，该夹持方法可以在机床上实现对齿轮的快速夹持，使得夹紧力较为均匀，具体步骤如下：

1)提供如所述的一种液压-机械式齿轮夹具；

2)向夹具内部注入液压油，排出油孔内部的空气后密封夹具，同时使油孔内油液具有设定的压力，具体通过调整调压组件使油液具有设定的压力，并通过注油孔封堵注油孔进行密封；

3)在机床上安装所述的夹具，在弹性胀套外设置齿轮工件；

4)机床或者外力给活塞组件施加一个力，通过控制活塞组件的位移改变芯轴内部油液压力；

5)液压套在液压油作用下形变，胀套也跟随形变，胀套表面与工件内孔壁紧密贴合，工件被卡紧；

6)工件加工完成后，取消施加在活塞组件上的力，活塞组件回程，液压套与弹性胀套形变减小，工件在夹具上的卡紧状态解除。

在步骤1)进行之前，将芯轴、液压套、第一压盖、第二压盖、弹性胀套所有零件准备，并检查各零件表面有安装配合要求处是否清洁，检查零件内部有无杂物附着，擦拭清理干净；将活塞组件、调压组件按照装配要求进行装配。

步骤1)具体步骤是：将芯轴、尾部组件、液压套、第一压盖、第二压盖、弹性胀套，按照装配要求进行装配，并调整到合适的位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)利用液压油液压力作用使胀套产生形变，实现对齿轮的夹持过程简单，便捷。

2)利用液压力实现对施加在加工工件作用力，作用力大小精确、均衡，对齿轮装夹产生的伤害较小，相应提高了齿轮的成品率。

3)装置简单，易于实现自动化生产，提高了生产效率，简化了生产加工中的操作步骤与人员配置，降低了人力成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明的夹具整体装配示意图；

图2是本发明的尾部组件结构示意图剖面图；

图3是本发明的左视图；

图4是本发明胀套的轴测图；

图5是本发明的调压组件剖视图；

图6是本发明的装配爆炸视图；

1、芯轴；2、尾部组件(2-1、夹具活塞，2-2、固定螺栓，2-3、密封圈，2-4导向套)；3、液压套；4、固定螺钉(M6)；5、第一压盖；6、胀套(6-1、胀缩槽，6-2、槽底孔)；7、第二压盖；8、调压组件(8-1、注油孔封堵，8-2、密封圈，8-3、调压导向套，8-4、调压活塞杆，8-5、固定套，8-6、调压螺栓)。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种液压-机械式齿轮夹具及方法。

本申请的一种典型的实施方式中，如图1和图4所示，一种液压-机械式齿轮夹具，包括芯轴1、调压组件8、活塞组件2、液压套3、弹性胀套6、第一压盖5、第二压盖7、连接螺栓，弹性胀套6的宽度大于等于齿轮的厚度，液压套3与芯轴间隙配合，弹性胀套6的尺寸略小于齿轮的内径。

如图3所示，加工过程中本夹具安装在机床上，芯轴1中部设有台阶，在台阶的一侧设有定位孔1-2，正确定位后，通过螺纹孔1-3与机床安装配合。螺纹孔取M6设置有三个，均匀的分布在芯轴1台阶的端面，定位孔直径为5mm。

芯轴1内部钻有油孔1-1，油孔包括连接的两段，一段与芯轴轴线方向平行，另一段与轴线方向垂直，垂直的油孔可均匀设置有多个，这样液压油可从环向方向的多个油孔到达液压套，在夹具装配完成后，通过注油孔1-1内注液压油液，调整好液压油压力后，由调压组件8密封。活塞组件2包括活塞2-1，定位螺丝2-2，密封圈2-3和导向套2-4，如图2所示。

如图5所示，在所述芯轴的侧面设有与分别与油孔相通的调压组件和注油孔，注油孔端部设有注油孔封堵8-1，当需要注入油液时，拔出注油孔封堵8-1即可，调压组件8与油孔相通，调压组件8包括调压导向套8-2、固定套8-5、调压活塞杆8-4、调压螺栓8-6、油堵、密封圈，调压活塞杆8-4设于调压导向套8-2内部，固定套8-6与调压导向套8-4连接，调压活塞杆8-4与调压螺栓8-6连接，并且由固定套8-6对调压活塞杆8-4与调压螺栓8-6进行限制，调压导向套8-2与芯轴之间设有调压密封圈8-3。

如图1所示，在齿轮加工过程中，活塞2-1在内部液压油的作用力下处于行程的最左端，此时油孔内压力最小，液压套3和弹性胀套6变形最小。所述胀套6如图4所示，弹性胀套表面开有多个胀缩槽6-1，胀缩槽从弹性胀套6的一个端面向另一个端面延伸，相邻的两个胀缩槽从不同端面开始延伸；胀缩槽末端开有防止弹性胀套开裂的圆形槽底孔6-2。此时机械手将待加工工件抓取，并放置在加工位置，即待加工的齿轮工件中心孔与夹具芯轴处于同轴位置。此时弹性胀套6未产生形变，待加工工件处于未夹紧状态。机床在夹具活塞2-1上施加一个力，使活塞2-1向右运动。在此过程中，油孔形成的油腔内部压力不断变大，液压套3和弹性胀套6在液压油的作用下，均匀的产生形变。弹性胀套6外径变大，胀套表面与工件内孔紧密贴合，从而使得工件定位可靠准确，尾部组件活塞保持静止，芯轴1内的液压油压力保持不变。进一步的，胀套表面为耐磨层，大大提高使用寿命；同时胀套上开有胀缩槽，胀缩槽从弹性胀套的一个端面向另一个端面延伸，相邻的两个胀缩槽从不同端面开始延伸。在此工序中可以通过调整尾部活塞2-1的移动距离，来适当调整油腔内部的压力，从而改变施加在工件上面的胀紧力。在工件加工结束后，施加在夹具尾部活塞2-1上的力取消；尾部活塞2-1在液压油压力的作用下返回原来的位置，同时芯轴1内部油液压力减小，液压套3和胀套6形变减小，夹具解除对加工工件的夹紧状态后，由机械手取下，同时换上另外的未加工工件。芯轴1内部油腔液压油的压力通过这种由弹性胀套6来进行定位夹紧的方式，可以使胀紧力均匀的施加在工件上，对加工工件的损伤较小。

由此可知，本发明所述的齿轮自动化夹具与齿轮加工方法，用于齿轮加工过程中自动化装夹，减少调整的过程，省时省力，操作方便，并提高生产效率。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液压-机械式齿轮夹具，其特征在于，包括：

芯轴，芯轴的一端套设有液压套，液压套外部套有弹性胀套，弹性胀套外表面用于固定齿轮，芯轴的另一端开有活塞孔，活塞孔内设有活塞组件，芯轴内设有油孔，油孔一侧与活塞孔连接，另一侧与液压套相通，活塞组件移动，推动油孔内的液压油流向液压套，弹性胀套发生形变，弹性胀套表面与齿轮内孔壁紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的一种液压-机械式齿轮夹具，其特征在于，所述活塞组件包括设于所述活塞孔内的导向套，在导向套内设置活塞，活塞一端突出活塞孔设置，且活塞与导向套之间通过紧固件进行固定。

3.根据权利要求1所述的一种液压-机械式齿轮夹具，其特征在于，所述液压套与所述弹性胀套之间设有第一压盖，第一压盖与液压套在芯轴轴线方向设有紧固件。

4.根据权利要求1或3所述的一种液压-机械式齿轮夹具，其特征在于，所述芯轴在弹性胀套的一侧设有第二压盖。

5.根据权利要求4所述的一种液压-机械式齿轮夹具，其特征在于，所述弹性胀套表面设有耐磨层。

6.根据权利要求1所述的一种液压-机械式齿轮夹具，其特征在于，所述弹性胀套表面开有多个胀缩槽，胀缩槽从弹性胀套的一个端面向另一个端面延伸，相邻的两个胀缩槽从不同端面开始延伸；

进一步地，胀缩槽末端开有防止弹性胀套开裂的圆孔。

7.根据权利要求1所述的一种液压-机械式齿轮夹具，其特征在于，在所述芯轴的侧面设有分别与油孔相通的调压组件和注油孔。

8.根据权利要求1所述的一种液压-机械式齿轮夹具，其特征在于，所述芯轴端面设有定位孔和螺纹孔，以通过螺纹孔将芯轴与机床装配。

9.一种液压-机械式夹具，其特征在于，包括：

芯轴，芯轴的一端套设有液压套，液压套外部套有弹性胀套，弹性胀套外表面用于固定工件，芯轴的另一端开有活塞孔，活塞孔内设有活塞组件，芯轴内设有油孔，油孔一侧与活塞孔连接，另一侧与液压套相通，活塞组件移动，推动油孔内的液压油流向液压套，弹性胀套发生形变，胀套表面与工件内孔壁紧密贴合。

10.一种在机床上夹持齿轮的方法，其特征在于，步骤如下：

1)提供如权利要求1-8中任一项所述的一种液压-机械式齿轮夹具；

2)向夹具内部注入液压油，排出油孔内部的空气后密封夹具，同时使油孔内油液体具有设定的压力；

3)在机床上安装所述的夹具，在弹性胀套外设置齿轮工件；

4)机床或者外力给活塞组件施加一个力，通过控制活塞组件的位移改变芯轴内部油液压力；

5)液压套在液压油作用下形变，胀套也跟随形变，胀套表面与工件内孔壁紧密贴合，工件被卡紧；

6)工件加工完成后，取消施加在活塞组件上的力，活塞组件回程，液压套与弹性胀套形变减小，工件在夹具上的卡紧状态解除。