CN107225297B - 一种滚齿机及其齿轮夹具 - Google Patents

一种滚齿机及其齿轮夹具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种滚齿机及其齿轮夹具,其技术方案要点是:包括主夹台、螺栓件,主夹台上设有定位部,主夹台的外侧壁对称分布有至少两个夹紧片,每个夹紧片上下端分别为抵触端、触发端,夹紧片上设有补偿孔,补偿孔位于抵触端与触发端之间,螺栓件穿过补偿孔并与主夹台的外侧壁相连,螺栓件的直径大小大于补偿孔的孔径大小,主夹台内设有触发通道;齿轮夹具内部利用液压驱动,装夹效率较高,适用于齿轮的大批量生产;滑移件采用钢珠,钢珠与触发端之间采用点接触,以保证两者之间的抵触稳定性,进而提升齿轮加工精度;触发套螺纹连接于螺纹孔,整体齿轮夹具的适配性更高,拆装便捷性更强。

Description

一种滚齿机及其齿轮夹具
技术领域
本发明涉及齿轮加工设备,特别涉及一种滚齿机及其齿轮夹具。
背景技术
传统的齿轮结构如附图1所示,其包括中部齿轮段a,在中部齿轮段a的两侧分别延伸有延伸段b,延伸段b的直径小于中部齿轮段a的直径,延伸段b背离中部齿轮段a的端部设有定位孔c。
齿轮加工过程中,要先将齿轮进行固定,采用如公告号为CN103831482A中国发明专利所述的夹持机构,其包括支架,该支架上设有卡盘,在卡盘上均匀设置有至少三个夹爪,夹爪沿周向均匀分布;待加工的齿轮放置于三个夹爪中间位置,三个夹爪同时往齿轮方向进行移动并对该齿轮的延伸段外侧壁产生周向夹紧作用。
尽管上述能对齿轮进行稳定夹持,但是在实际使用过程中发现,无论是松开齿轮还是夹紧齿轮,其夹爪的移动速度偏慢,装夹效率低下,不适用于齿轮的大批量加工生产。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的第一个目的在于提供一种齿轮夹具,其对齿轮的夹紧以及松开的动作速度快,装夹效率高,适用于齿轮的大批量生产。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种齿轮夹具,包括主夹台、螺栓件,所述主夹台的上端面设有用于与定位孔相抵的定位部,所述主夹台的外侧壁对称分布有至少两个夹紧片,每个夹紧片上下端分别为抵触端、触发端,夹紧片上设有补偿孔,补偿孔位于抵触端与触发端之间,所述螺栓件穿过补偿孔并与主夹台的外侧壁相连,所述螺栓件的直径大小大于补偿孔的孔径大小,所述主夹台内设有与夹紧片一一对应的触发通道,所述触发通道一端与外接供油装置相连,且另一端贯穿于主夹台的外侧壁,所述触发通道内设有滑移件,触发通道内的油液能推动滑移件的端部与触发端发生抵触,并驱动夹紧片绕补偿孔翻转以使抵触端抵触于延伸段外侧壁。
通过上述技术方案,将待加工的齿轮的定位孔相抵于定位部上,外接供油装置对触发通道内部供油,油液驱动滑移件往对应夹紧片方向移动,滑移件的端部相抵于夹紧片的触发端,夹紧片会绕着补偿孔进行略微翻转,直至抵触端与待加工齿轮的延伸段相夹紧,以完成整个待加工齿轮的夹紧工作;当齿轮加工完成之后,只需释放掉触发通道内部的液压力,夹紧片抵触端与待加工齿轮延伸段的抵触力便会大幅度降低,便可直接将加工完成的齿轮从齿轮夹具上取出;上述齿轮夹紧和松开的过程中,由于利用了液压驱动,夹紧和松开的动作速度非常快,其能大幅度提升齿轮的生产效率。
优选的,所述滑移件为钢珠,所述触发通道靠近对应夹紧片的口部设有阻挡环,滑移件能与阻挡环的内环相抵且突出于触发通道口部。
通过上述技术方案,滑移件选用钢珠,钢珠能沿着触发通道进行滑移,当触发通道内的液压油将钢珠推向阻挡环并与阻挡环的内环相抵时,钢珠外侧壁会突出于通道口部,钢珠外侧壁会与夹紧片的侧壁发生点接触并对夹紧片产生挤压力;点接触不同于面接触,面接触过程的受力情况会受抵触面的有效抵触面积所限定,而点接触则可克服上述问题,有效提升抵触力的输出稳定性,进而加强了夹紧片对待加工齿轮延伸段的夹紧稳定性,也同样能提升齿轮的加工精度。
优选的,所述夹紧片的数量为四个,每相对设置的两个夹紧片为一组且分别为第一夹片组和第二夹片组,所述螺栓件包括第一螺栓、第一螺母、第二螺栓、第二螺母,所述第一螺栓同时穿过第一夹片组内两个夹紧片的补偿孔、主夹台并通过第一螺母进行端部锁紧;所述第二螺栓同时穿过第二夹片组内两个夹紧片的补偿孔、主夹台并通过第二螺母进行端部锁紧;所述第一螺栓和第二螺栓呈上下错位设置,每个所述夹紧片上的抵触端、补偿孔之间的间距与触发端、补偿孔之间的间距比例均保持一致,所述滑移件所在位置对应于触发端所在位置。
通过上述技术方案,由于每相对设置的夹紧片为一组,一组夹紧片之间通过同一根螺栓相连,并且第一螺栓与第二螺栓呈上下错位设置,相比于螺栓补偿孔同处于一个平面上,当第一螺栓与第二螺栓受到压力作用时,第一螺栓与主夹台之间会产生的挤压力,第二螺栓也会与主夹台之间产生挤压力,上述两种挤压力不在同一水平面上,从而有助于提升主夹台的受力均衡度,降低主夹台的形变可能性;每个所述夹紧片上的抵触端、补偿孔之间的间距与触发端、补偿孔之间的间距比例均保持一致,滑移件所在位置也会与对应于触发端所在位置,以保证每个滑移件对触发端产生挤压力之后,每个夹紧片的抵触端与待加工齿轮延伸段外侧壁之间的夹紧力均保持相对平衡,进而提升齿轮夹紧稳定性。
优选的,所述定位部包括安装于主夹台的上端部的定位块,所述定位块的上端部设有用于与定位孔相对的尖端。
通过上述技术方案,将与延伸段端部的定位孔与尖端相抵即可,尖端位于定位孔内,能有利于提升齿轮的对中性,有助于提升齿轮的加工精度。
优选的,所述主夹台的上端面设有安装孔,所述安装孔的深度方向为竖直方向,所述定位块螺纹连接于安装孔。
通过上述技术方案,根据不同批次的齿轮,其延伸段的长度均不相同,此时,可通过周向旋转定位块,控制定位块的上下位置,以适应于不同批次齿轮的夹紧,适配性更高。
优选的,所述安装孔贯穿于主夹台的下端面,所述触发通道端部贯穿于安装孔孔壁,外接供油装置上的注油管通过主夹台的下端面伸入到安装孔并与触发通道端部相接,所述安装孔的孔壁上固定有安装盘,所述安装盘内设置有多个分流通道,所述安装盘的两端分别设有汇流口以及与触发通道一一对应的分流口,所述汇流口位于安装盘的中心,多个分流口通过分流通道汇集于汇流口,所述分流口与触发通道之间一一对接有连通管道,外接供油装置上注油管通过主夹台的下端面并旋转连接于汇流口。
通过上述技术方案,首先,降低了触发通道的加工难度,只需将主夹台侧壁穿孔即可完成触发通道;其次,多根注油管直接通过主夹台的安装孔,然后再与触发通道端部相接,进而有利于收纳多根注油管,结构紧凑度更高;再次,当整个主夹台发生旋转时,主夹台会带动连通管道以及安装盘共同周向旋转,注油管的端部旋转连接于安装盘的中部,注油管自身可不发生周向旋转,避免了多根连通管道之间发生缠绕。
优选的,还包括与触发通道数量一致的触发套,所述触发通道位于触发套内,所述主夹台上贯穿设有与触发套一一对应的螺纹孔,所述触发套螺纹连接于螺纹孔内。
通过上述技术方案,首先,随着使用时间的变长,滑移件在触发通道内反复摩擦,容易造成滑移件外表面或者是触发通道内表面发生磨损,一旦磨损,泄油量便会增大,此时,只需通过周向旋转触发套,整个触发套便可从螺纹孔中取出,更换或者是维修对应的磨损件即可;其次,也同样受不同批次的齿轮尺寸影响,其延伸段的直径大小均不相同,此时,可通过正反旋转触发套,控制触发套与对应夹紧片触发端之间的距离,然后旋转第一螺母与第二螺母,上述两者配合使用来调整夹紧片抵触端的有效抵触位置以适应不同批次的齿轮夹紧作用;再次,在安装过程中,可先将触发套与对应的注油管相连,然后再将整个触发套与螺纹孔配合相连,进而能降低两者连接的难度。
优选的,所述抵触端上设有能与待加工齿轮延伸段外侧壁相贴合的弧形凹面。
通过上述技术方案,当抵触端与延伸段相抵触时,弧形凹面能与待加工齿轮延伸段外侧壁相配合抵触,能有效增加弧形凹槽与齿轮之间的夹紧稳定性。
本发明的第二个目的在于提供一种滚齿机,其整体的加工效率较高。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种滚齿机,包括机架,所述机架上设有上顶部、加工部、如上述齿轮夹具、用于驱动齿轮夹具旋转的驱动电机,所述齿轮夹具整体呈竖直设置且上顶部位于齿轮夹具的正上方,所述上顶部包括驱动件、与定位部相对的上顶头,所述驱动件用于推动上顶头往齿轮夹具一侧移动并与待加工齿轮的定位孔相抵,所述加工部用于对待加工齿轮的中部齿轮段进行滚齿加工。
通过上述技术方案,待加工的齿轮被安装于齿轮夹具上,驱动件驱动上顶头与待加工齿轮的定位孔相抵,驱动电机带动整个齿轮夹具以及待加工齿轮发生周向旋转,加工部则对待加工齿轮的中部齿轮段进行滚齿加工;过程中大幅度缩短了齿轮装夹速度,从而提升了整体的加工效率。
优选的,所述吹气管一端与外接气源相接,且另一端与夹紧片的触发端位置相对。
通过上述技术方案,由于该滚齿机采用了液压油推动滑移件,并使滑移件与触发端相抵触,而在切削过程中,齿轮上的碎屑会不断地往下掉落,该碎屑一旦掉落至抵触端与滑移件之间,便会直接影响整个齿轮夹具夹持稳定性,因此,外接气源对吹气管内部供气,吹气管端部的气体会吹向触发端,能有助于清除抵触端与滑移件之间的碎屑残留量,以提升齿轮夹具的夹持稳定性,提高齿轮的加工精度。
综上所述,本发明对比于现有技术的有益效果为:
(1)齿轮夹具内部利用液压驱动,装夹效率较高,适用于齿轮的大批量生产;
(2)滑移件采用钢珠,钢珠与触发端之间采用点接触,以保证两者之间的抵触稳定性,进而提升齿轮加工精度;
(3)触发套螺纹连接于螺纹孔,整体齿轮夹具的适配性更高,拆装便捷性更强。
附图说明
图1为传统齿轮的结构示意图,用于展示传统齿轮的结构;
图2为实施例一爆炸结构示意图,用于重点展示夹紧片与主夹台之间的配合关系;
图3为实施例一处于组装状态的结构示意图,用于重点展示实施一的总体外部结构形状;
图4为实施一的剖面结构示意图,用于重点展示实施一的内部配合关系;
图5为图4的A部放大图;
图6为实施例二的结构示意图,用于重点展示实施例二的总体结构情况。
附图标记:1、主夹台;2、夹紧片;21、抵触端;22、补偿孔;23、触发端;4、触发通道;5、滑移件;6、阻挡环;7、第一夹片组;8、第二夹片组;9、螺栓件;91、第一螺栓;92、第一螺母;93、第二螺栓;94、第二螺母;10、定位部;101、定位块;102、尖端;11、安装孔;12、触发套;13、螺纹孔;14、弧形凹面;15、上顶部;16、驱动件;17、加工部;18、驱动电机;19、吹气管;20、机架;21、上顶头;24、注油管;25、弧形贴合面;a、中部齿轮段;b、延伸段;c、定位孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一:
参见图2以及图4所示,一种齿轮夹具,用于夹持如图1所示的待加工的传统齿轮,包括圆柱状的主夹台1,该主夹台1的外侧壁上对称分布有至少两片夹紧片2,本实施例中,该夹紧片2的数量选用四片,每个夹紧片2的上下两端分别为抵触端21以及触发端23,触发端23上设有能与待加工齿轮延伸段b外侧壁相贴合的弧形凹面14,在夹紧片2上还设有补偿孔22,补偿孔22则位于抵触端21与触发端23之间,每个补偿孔22内均穿设有螺栓件9,该螺栓件9端部与主夹台1相连,补偿孔22的孔径大小大于螺栓件9的直径大小,在主夹台1内设有与四个与夹紧片2一一对应的触发通道4,触发通道4一端与外接供油装置相连,且另一端贯穿于主夹台1的外圆周侧壁,在触发通道4内设有滑移件5,在主夹台1靠近于抵触端21的上端面设有定位部10,定位部10位于四个抵触端21的中心位置;待加工齿轮的定位孔c与定位部10相对,则整个待加工齿轮已置于四个抵触端21之间,触发通道4内的油液推动滑移件5的端部与触发端23发生抵触,夹紧片2绕补偿孔22翻转以使四个抵触端21同时抵触于延伸段b外侧壁上,实现对待加工齿轮的夹紧。
其中,参见图4以及图5所示,其内部的滑移件5选用钢珠,触发通道4整体为圆柱状通道以供钢珠进行内部滑动,在触发通道4靠近对应夹紧片2的口部设有阻挡环6,当滑移件5位于该侧时,滑移件5的外球面能与阻挡环6的内环相抵且能突出于触发通道4口部,为了能增加滑移件5外球面与阻挡环6的内环之间的有效贴合面积以减少泄油量,在阻挡环6的内环边上还设有贴合滑移件5外球面的弧形贴合面25。
针对于夹紧片2与主夹台1之间的连接关系:参见图2、图3以及图4所示,每相对设置的两个夹紧片2分为一组,总共为两组,且分别为第一夹片组7和第二夹片组8,螺栓件9则包括有第一螺栓91、第一螺母92、第二螺栓93、第二螺母94,第一螺栓91同时穿过第一夹片组7内两个夹紧片2的补偿孔22、主夹台1并通过第一螺母92进行端部锁紧,第二螺栓93同时穿过第二夹片组8内两个夹紧片2的补偿孔22、主夹台1并通过第二螺母94进行端部锁紧,第一螺栓91和第二螺栓93呈上下错位设置,其中,对于同一个夹紧片2上的抵触端21、补偿孔22之间的间距记录为A,触发端23、补偿孔22之间的间距记录为B,四个夹紧片2中的A和B的比率均为相同,滑移件5所在位置与触发端23所在位置保持一致。
参见图1以及图4所示,主夹台1的上端面设有安装孔11,该安装孔11沿主夹台1轴向方向贯穿,该定位部10包括定位块101,定位块101整体螺纹连接于安装孔11内,定位块101的上端部设有尖端102,该尖端102能用于与待加工齿轮延伸段b的定位孔c相嵌合。
另外,参见图4所示,第一螺栓91与第二螺栓93也同时穿过安装孔11内部,若第一螺栓91与定位部10之间的间距大小小于第一螺栓91与定位部10之间的间距大小,定位块101沿主夹台1轴向方向运动时,定位块101的下端面能与第一螺栓91相抵;或者第一螺栓91与定位部10之间的间距大小大于第一螺栓91与定位部10之间的间距大小,定位块101沿主夹台1轴向方向运动时,定位块101的下端面能与第二螺栓93相抵,不仅能提升定位块101的安装稳定性,而且能提升第一螺栓91或者第二螺栓93的结构强度。
参见图4以及图5所示,还设置四个触发套12,触发通道4一一位于触发套12内,在主夹台1上贯穿设有四个螺纹孔13,触发套12一一对应螺纹连接于螺纹孔13内;当触发套12位于螺纹孔13内时,触发套12的一端朝向夹紧片2的触发端23,在安装孔11的孔壁上固定设有安装盘26,安装盘26内设置有多个分流通道27,安装盘26的两端分别设有汇流口28以及与触发通道4一一对应的分流口29,汇流口28位于安装盘26中部位置,多个分流口29通过分流通道27汇集于汇流口28,分流口29与触发通道4之间一一对接有连通管道30,外接供油装置上注油管24通过主夹台1的下端面并旋转连接于汇流口28,该注油管24用于对分流通道27内供油,油液依次通过注油管24进入到触发通道4中,以推动触发通道4内的滑移件5移动。
实际使用工况:
(1)前期调整:根据待加工齿轮的实际尺寸大小,周向旋转定位块101,以调整定位块101的尖端102位置高度,再通过周向旋转触发套12,并调整触发套12端部与夹紧片2触发端23之间的间距,以适应待加工齿轮的夹紧需求;
(2)中期装夹:停止外接供油装置的供油动作,夹紧片2整体处于未受力状态,将待加工齿轮的定位孔c与定位块101尖端102对准,外接供油装置启动,触发通道4内注入液压油,液压油推动滑移件5往对应夹紧片2方向进行移动,并最终与阻挡环6的内环面相抵,与此同时,滑移件5的端部与夹紧片2的触发端23相抵,夹紧片2绕着补偿孔22进行翻转,夹紧片2的抵触端21便可相抵于待加工齿轮延伸段b的外侧壁,以完成整个待加工齿轮的装夹;
(3)后期拆卸:停止外接供油装置的供油动作,触发通道4内泄压,滑移件5的推动力消失,整个夹紧片2整体处于未受力状态,待加工齿轮便可轻松取出。
实施例二:
一种滚齿机,参见图6所示,包括机架20,如实施例中的齿轮夹具竖直安装于机架20上,并受驱动电机18驱动,整个齿轮夹具能绕着其轴向方向进行旋转,在机架20上还设置了上顶部15以及加工部17,该上顶部15包括驱动件16、上顶头21,上顶头21位于齿轮夹具正上方且与定位部10相对,该驱动件16可选用液压油缸,驱动件16能用于推动上顶头21往齿轮夹具一侧移动并与待加工齿轮的定位孔c相抵,该加工部17则可用于对待加工齿轮的中部齿轮段a进行滚齿加工;在机架20上还设置了吹气管19,吹气管19一端与外接气源相接,且另一端与夹紧片2的触发端23位置相对。
实际使用工况:
待加工齿轮装夹于齿轮夹具,驱动件16驱动上顶头21往下运动,并使上顶头21与待加工齿轮的定位孔c相抵,完成整个待加工齿轮的装夹;驱动电机18驱动整个齿轮夹具进行周向旋转,待加工齿轮也会跟着发生旋转,加工部17靠近于待加工齿轮,并对待加工齿轮的中部齿轮段a进行滚齿加工,与此同时,外接气源将气体通过吹气管19吹向夹紧片2的触发端23位置,以减少该位置的碎屑残留。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式,而非用于限制本发明的保护范围,本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种齿轮夹具,其特征是:包括主夹台(1)、螺栓件(9),所述主夹台(1)的上端面设有用于与定位孔(c)相抵的定位部(10),所述主夹台(1)的外侧壁对称分布有至少两个夹紧片(2),每个夹紧片(2)上下端分别为抵触端(21)、触发端(23),夹紧片(2)上设有补偿孔(22),补偿孔(22)位于抵触端(21)与触发端(23)之间,所述螺栓件(9)穿过补偿孔(22)并与主夹台(1)的外侧壁相连,所述螺栓件(9)的直径大小小于补偿孔(22)的孔径大小,所述主夹台(1)内设有与夹紧片(2)一一对应的触发通道(4),所述触发通道(4)一端与外接供油装置相连,且另一端贯穿于主夹台(1)的外侧壁,所述触发通道(4)内设有滑移件(5),触发通道(4)内的油液能推动滑移件(5)的端部与触发端(23)发生抵触,并驱动夹紧片(2)绕补偿孔(22)翻转以使抵触端(21)抵触于延伸段(b)外侧壁。
2.根据权利要求1所述的齿轮夹具,其特征是:所述滑移件(5)为钢珠,所述触发通道(4)靠近对应夹紧片(2)的口部设有阻挡环(6),滑移件(5)能与阻挡环(6)的内环相抵且突出于触发通道(4)口部。
3.根据权利要求1所述的齿轮夹具,其特征是:所述夹紧片(2)的数量为四个,每相对设置的两个夹紧片(2)为一组且分别为第一夹片组(7)和第二夹片组(8),所述螺栓件(9)包括第一螺栓(91)、第一螺母(92)、第二螺栓(93)、第二螺母(94),所述第一螺栓(91)同时穿过第一夹片组(7)内两个夹紧片(2)的补偿孔(22)、主夹台(1)并通过第一螺母(92)进行端部锁紧;所述第二螺栓(93)同时穿过第二夹片组(8)内两个夹紧片(2)的补偿孔(22)、主夹台(1)并通过第二螺母(94)进行端部锁紧;所述第一螺栓(91)和第二螺栓(93)呈上下错位设置,每个所述夹紧片(2)上的抵触端(21)、补偿孔(22)之间的间距与触发端(23)、补偿孔(22)之间的间距比例均保持一致,所述滑移件(5)所在位置对应于触发端(23)所在位置。
4.根据权利要求1所述的齿轮夹具,其特征是:所述定位部(10)包括安装于主夹台(1)的上端部的定位块(101),所述定位块(101)的上端部设有用于与定位孔(c)相对的尖端(102)。
5.根据权利要求4所述的齿轮夹具,其特征是:所述主夹台(1)的上端面设有安装孔(11),所述安装孔(11)的深度方向为竖直方向,所述定位块(101)螺纹连接于安装孔(11)。
6.根据权利要求5所述的齿轮夹具,其特征是:所述安装孔(11)贯穿于主夹台(1)的下端面,所述触发通道(4)端部贯穿于安装孔(11)孔壁,外接供油装置上的注油管(24)通过主夹台(1)的下端面伸入到安装孔(11)并与触发通道(4)端部相接,所述安装孔(11)的孔壁上固定设有安装盘(26),所述安装盘(26)内设置有多个分流通道(27),所述安装盘(26)的两端分别设有汇流口(28)以及与触发通道(4)一一对应的分流口(29),所述汇流口(28)位于安装盘(26)中部位置,多个分流口(29)通过分流通道(27)汇集于汇流口(28),所述分流口(29)与触发通道(4)之间一一对接有连通管道(30),外接供油装置上注油管(24)通过主夹台(1)的下端面并旋转连接于汇流口(28)。
7.根据权利要求3所述的齿轮夹具,其特征是:还包括与触发通道(4)数量一致的触发套(12),所述触发通道(4)位于触发套(12)内,所述主夹台(1)上贯穿设有与触发套(12)一一对应的螺纹孔(13),所述触发套(12)螺纹连接于螺纹孔(13)内。
8.根据权利要求1所述的齿轮夹具,其特征是:所述抵触端(21)上设有能与待加工齿轮延伸段(b)外侧壁相贴合的弧形凹面(14)。
9.一种滚齿机,其特征是:包括机架(20),所述机架(20)上设有上顶部(15)、加工部(17)、如权利要求1~8任意一项所述的齿轮夹具、用于驱动齿轮夹具旋转的驱动电机(18),所述齿轮夹具整体呈竖直设置且上顶部(15)位于齿轮夹具的正上方,所述上顶部(15)包括驱动件(16)、与定位部(10)相对的上顶头(21),所述驱动件(16)用于推动上顶头(21)往齿轮夹具一侧移动并与待加工齿轮的定位孔(c)相抵,所述加工部(17)用于对待加工齿轮的中部齿轮段(a)进行滚齿加工。
10.根据权利要求9所述的滚齿机,其特征是:还包括吹气管(19),所述吹气管(19)一端与外接气源相接,且另一端与夹紧片(2)的触发端(23)位置相对。
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