CN107336040B - 一种同步器齿环内环加工复合夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同步器齿环内环加工复合夹具，包括中空卡盘，中空卡盘内设置有卡盘拉杆连动机构，所述连动机构带动中空卡盘内部的工件拉杆，工件拉杆上设有旋转卡槽，在限位销作用下实现自转以带动工件拉杆上的工件压板旋转固定和松开工件，机床尾座设计有与中空卡盘配套的工件内锥顶盘和顶针，进行工件的内环轴向和径向定位；所述夹具能一次将同步器齿环内环装夹加工成型，在保证同步器齿环内环内外面同轴度、圆度、跳动加工等要求下，方便自动化机械手上料的同时实现同步器齿环内环的精准加工，避免工序间尺寸衔接问题，加工效率高，取消了中间在制品库存，订单易跟踪，周转时间短，满足现有单件流发展趋势。

Description

一种同步器齿环内环加工复合夹具

技术领域

本发明涉及一种汽车同步器齿环内环加工领域，具体为一种同步器齿环内环加工复合夹具。

背景技术

目前同步器齿环内环加工工艺一般分两道工序或三道工序加工，内环内锥加工与外锥加工是分两道工序加工，齿环内外锥同轴度要求在≤0.03mm，内锥圆度≤0.03mm、外锥圆度≤0.03mm，内锥/外锥相对大端面跳动≤0.05mm；实际加工中，加工外锥时以内锥定位加工，由于内锥定位锥体与工件内锥无法完全吻合，实际加工时同轴度在0.04mm-0.08mm，过程质量不稳定，内锥/外锥相对大端面跳动0.1mm左右，圆度在0.02mm-0.05mm无法保证工件满足现有同轴度，圆度，大端面跳动要求。

目前同步器齿环内环分多道工序加工，不仅工序间尺寸无法有效衔接，且周转时间长，中间在制品库存多，订单排程不易跟踪。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种同步器齿环内环加工复合夹具，所述夹具能一次将同步器齿环内环装夹加工成型，在保证同步器齿环内环内外面同轴度、圆度、跳动加工等要求下，方便自动化机械手上料的同时实现同步器齿环内环的精准加工，避免工序间尺寸衔接问题，一次性加工完成同步器齿环内环内外面，加工效率高，取消了中间在制品库存，订单易跟踪，周转时间短，满足现有单件流发展趋势。

本发明的技术方案为：

一种同步器齿环内环加工复合夹具，其特征在于，包括中空卡盘，所述中空卡盘包括卡盘侧壁、底盘和连接盘；所述底盘和连接盘分别位于卡盘侧壁围绕形成的空腔两端；

所述底盘盘面中心部位水平贯穿有卡盘拉杆，所述卡盘拉杆一端通过螺母与主轴拉杆一端相接，所述主轴拉杆位于空腔外、且另一端与机床相接；所述卡盘拉杆中部接有浮动球柱，所述浮动球柱位于空腔内部且与卡盘拉杆同轴；所述卡盘拉杆另一端与浮动球柱同轴相接；所述浮动球柱外同轴套有浮动支撑盘，所述浮动支撑盘边缘周向上设有若干个卡位端；

所述卡盘侧壁内面延轴向水平贴合设置有若干个圆柱形工件拉杆，卡盘侧壁上与所述工件拉杆相贴合的部位设有限位销，所述工件拉杆外壁上设有与卡位端相配合的卡位槽和与限位销相配合的旋转凹槽；所述旋转凹槽延工件拉杆外壁周向盘旋且轴向延伸；所述工件拉杆背离底盘的一端与工件压板一端相接，所述工件压板另一端为夹爪，所述夹爪与连接盘相平行且位于空腔外；

所述连接盘中部设有中心孔，所述中心孔与卡盘拉杆位于空腔内的端部相对应，中心孔上卡有夹具体，所述夹具体包括夹具盘体，所述夹具盘体中心部位设有夹具中心定位孔，夹具盘体一侧面上设有夹具体定位块，所述夹具体定位块围绕于夹具中心定位孔边缘且卡在所述中心孔内，夹具盘体另一侧面上设有夹持端，所述夹持端包括若干个以夹具盘体为基座向外伸展的弹爪，所述若干个弹爪沿夹具中心定位孔周向均匀分布；所述夹具盘体上设有若干缺口，所述每个缺口对应于相邻弹爪之间的夹缝位置；所述连接盘上设有若干个工件定位块，所述工件定位块与所述缺口位置对应且顶住工件端面；所述连接盘与夹具盘体通过螺钉贴合固定；

所述空腔外设有与夹具体同轴的工件内锥顶盘和顶针，所述工件内锥顶盘包括顶盘，顶盘一侧面中心部设有同轴的顶盘中心柱、另一侧面接有顶盘支撑体，所述顶盘中心柱穿过所述夹具中心定位孔，所述顶盘支撑体背离顶盘的一端接有顶针，所述顶针与机床尾座相接；所述顶盘与工件配合相接。

所述浮动球柱为两平行面切除球体两端后所剩球体中部形成的柱体，所述球体的直径大于卡盘拉杆直径。

所述浮动支撑盘的内壁与浮动球柱的外壁相贴合，所述浮动支撑盘上沿浮动球柱外壁周向设置有若干限位螺钉。

所述限位销底部位于旋转凹槽内，限位销在旋转凹槽两端点之间滑动带动所述夹爪转动的最大角度为80°。

所述顶盘中心柱穿过夹具中心定位孔的一端与卡盘拉杆的端部相抵。

所述顶盘与轴心线相平行的侧壁与工件内壁相抵，顶盘轴向长度小于工件轴向长度。

所述底盘外侧面与机床相固定。

所述弹爪为弹簧钢材料。

所述顶盘支撑体与顶针的连接部设有碟形弹簧。

所述工件为同步器齿环内环。

本发明的技术效果为：

1)所述主轴拉杆在机床作用下轴向水平移动，当卡盘拉杆在主轴拉杆的带动下顶住夹具体定位块时，夹具体上夹持端的弹爪发生弹性形变，此时若干个弹爪围成的的夹持端内设定的定位直径增大0.5mm-0.8mm，方便机械手上料。

2)卡盘拉杆上设有浮动球柱和浮动支撑盘，浮动支撑盘上的卡位端置于工件拉杆的卡位槽中，当卡盘拉杆向连接盘方向运动时，带动浮动球柱运动，浮动球柱带动浮动支撑盘运动，浮动支撑盘上的卡位端带动工件拉杆轴向运动，此时工件拉杆上的限位销底部在旋转凹槽中滑动以实现工件拉杆的自转，从而使得工件压板上的夹爪发生80°幅度的旋转，以此来控制夹爪夹持工件或松开工件，实现工件被夹持后内壁和外壁的分别加工。

3)机床尾座设计有与中空卡盘配套的工件内锥顶盘和顶针，顶针推动工件内锥顶盘向连接盘方向运动，工件内锥顶盘上的顶盘与工件内壁相抵实现工件的径向定位；顶盘中心柱穿过夹具体中心定位孔且与卡盘拉杆端部相抵，实现工件的轴向定位，保证了工件同轴度稳定度，同时使得工件不依赖工件压板的夹爪定位，方便工件外壁的加工，防止夹爪对工件外壁加工造成的干涉。

4)所述若干个工件压板都是通过同一个浮动球柱带动浮动支撑盘实现转动，保证所有工件压板同时拉紧或松开工件端面，且工件轴向上受力均匀，工件径向不受力，保证工件圆度质量。

5)所述工件定位块用于支撑工件端部，使工件端部所受支撑力均匀稳定，防止工件在受到顶盘施力时随夹持部弹爪形变而轴心偏移，保证轴向精度。

6)所述顶盘轴向长度小于工件轴向长度，顶盘完全推入到工件内环中，不干涉工件压板上的夹爪工作。

7)所述顶盘支撑体与顶针的连接部设有碟形弹簧，使工件受力均匀，工件外锥圆度不变。

本发明所述复合夹具能在机械手上料工件后，保证工件的轴向和径向位置精度不变，保证工件圆度，防止工件端面超幅跳动，分布完成工件外壁和内壁的加工，实现同步器齿环内环的一次性上料加工，减少传统加工方式的分步环节，提高生产效率，取消了中间在制品库存，订单易跟踪，周转时间短，满足现有单件流发展趋势。

附图说明

图1是本发明实施例结构剖视图。

图2是本发明实施例立体结构示意图

图3是本发明实施例侧视图。

图4为本发明实施例中工件拉杆立体图。

图5为本发明实施例中夹具体立体图。

图6为本发明实施例中工件立体图。

图7为本发明实施例中部分结构示意图。

图中：中空卡盘1；卡盘侧壁2；底盘3；连接盘4；空腔5；卡盘拉杆6；主轴拉杆7；浮动球柱8；浮动支撑盘9；卡位端10；工件拉杆11；限位销12；卡位槽13；旋转凹槽14；工件压板15；夹爪16；中心孔17；夹具体18；夹具盘体19；夹具中心定位孔20；夹具体定位块21；夹持端22；弹爪23；缺口24；工件定位块25；工件26；工件内锥顶盘27；顶针28；顶盘29；顶盘中心柱30；顶盘支撑体31；限位螺钉32，工件爪部33。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1-图7所示，一种同步器齿环内环加工复合夹具，包括中空卡盘1，中空卡盘1包括卡盘侧壁2、底盘3和连接盘4；底盘3和连接盘4分别位于卡盘侧壁2围绕形成的空腔5两端；底盘3外侧面与机床相固定，底盘3盘面中心部位水平贯穿有卡盘拉杆6，卡盘拉杆6一端通过螺母与主轴拉杆7一端相接，主轴拉杆7位于空腔5外、且另一端与机床相接；卡盘拉杆6中部接有浮动球柱8，浮动球柱8为两平行面切除球体两端后所剩球体中部形成的柱体，所述球体的直径大于卡盘拉杆6直径，浮动球柱8位于空腔5内部且与卡盘拉杆6同轴；卡盘拉杆6另一端与浮动球柱8同轴相接；浮动球柱8外同轴套有浮动支撑盘9，浮动支撑盘9的内壁与浮动球柱8的外壁相贴合，浮动支撑盘9上沿浮动球柱8外壁周向设置有3个限位螺钉32，浮动支撑盘9边缘周向上设有3个卡位端10；卡盘侧壁2内面延轴向水平贴合设置有3个圆柱形工件拉杆11，卡盘侧壁2上与工件拉杆11相贴合的部位设有限位销12，工件拉杆11外壁上设有与卡位端10相配合的卡位槽13和与限位销12相配合的旋转凹槽14；旋转凹槽14延工件拉杆11外壁周向盘旋且轴向延伸，限位销12底部位于旋转凹槽14内，限位销12在旋转凹槽14两端点之间滑动带动所述夹爪16转动的最大角度为80°。工件拉杆11背离底盘3的一端与工件压板15一端相接，工件压板15另一端为夹爪16，夹爪16与连接盘4相平行且位于空腔5外；连接盘4中部设有中心孔17，中心孔17与卡盘拉杆6位于空腔5内的端部相对应，中心孔17上卡有夹具体18，夹具体18包括夹具盘体19，夹具盘体19中心部位设有夹具中心定位孔20，夹具盘体19一侧面上设有夹具体定位块21，夹具体定位块21围绕于夹具中心定位孔20边缘且卡在所述中心孔17内，夹具盘体19另一侧面上设有夹持端22，夹持端22包括3个以夹具盘体19为基座向外伸展的弹爪23，弹爪23为弹簧钢材料，3个弹爪23沿夹具中心定位孔20周向均匀分布；夹具盘体19上设有3缺口24，每个缺口24对应于相邻弹爪23之间的夹缝位置；连接盘4上设有若3个工件定位块25，工件定位块25与缺口24位置对应且顶住工件26端面，工件26为同步器齿环内环；连接盘4与夹具盘体19通过螺钉贴合固定；空腔5外设有与夹具体18同轴的工件内锥顶盘27和顶针28，所述顶针28具有莫式锥度，工件内锥顶盘27包括顶盘29，顶盘29一侧面中心部设有同轴的顶盘中心柱30、另一侧面接有顶盘支撑体31，顶盘中心柱30穿过所述夹具中心定位孔20与卡盘拉杆6的端部相抵。顶盘支撑体31背离顶盘29的一端接有顶针28，顶盘支撑体31与顶针28的连接部设有碟形弹簧，顶针28与机床尾座相接；顶盘29与工件26配合相接，顶盘29与轴心线相平行的侧壁与工件26内壁相抵，顶盘29轴向长度小于工件26轴向长度。

本发明的工作原理为：

夹具体18的夹持端22内周为圆形，其径向定位圆直径比工件爪部33径向定位尺寸直径大0.01mm-0.03mm，夹具体18上的弹爪23采用的是弹簧钢材料，可实现弹性变形，并且夹具寿命高，当机床控制主轴拉杆7向空腔5内运动时，卡盘拉杆6在主轴拉杆7的带动下顶住夹具体定位块21，使得弹爪23发生弹性形变，此时夹持端22内设定的定位直径增大0.5mm-0.8mm，与此同时，卡盘拉杆6带动浮动球柱8和浮动支撑盘9，浮动支撑盘9带动工件拉杆11向连接盘4方向运动，限位销12和工件拉杆11上的旋转凹槽14配合作用，工件拉杆11拉杆发生自转带动工件压板15上的夹爪16转动80°，夹爪16远离夹持端22，此时机械手上料工件26，工件26一端面抵在工件定位块25上，机床松开主轴拉杆7，夹爪16反转80°，夹持住工件26另一端面，再用具有莫式锥度的顶针28推动工件内锥顶盘27，顶盘29与工件26内壁相抵实现工件26的径向定位，且顶盘29完全进入到工件26环内，避免顶盘29对工件26的加工干涉；顶盘中心柱30穿过夹具体中心定位孔20，此时主轴拉杆7再次向连接盘4方向运动，夹爪16偏离所夹持的工件26端部，顶盘中心柱30与卡盘拉杆6端部相抵，防止卡盘拉杆6使弹爪23变形，工件26仅在工件内锥顶盘27的作用下，露出外锥面和外端面，方便工件26外壁的加工，工件26外壁加工完成后，收回主轴拉杆7，使夹爪16再次固定工件26外端面，收回顶针28，工件内锥顶盘27离开工件26，此时加工工件26的内锥面，最终实现工件26内外锥面和端面的一次性上料加工。

本发明所述的复合夹具在每一步加工中均保证了工件26的轴向和径向定位，保证了工件26内外锥面的圆度和同轴度，加工过程精准，效率高，减少传统加工方式的分步环节，提高生产效率，取消了中间在制品库存，订单易跟踪，周转时间短，满足现有单件流发展趋势。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的原则之内所做的任何简单修改、等同变换与改型，仍应属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种同步器齿环内环加工复合夹具，其特征在于，包括中空卡盘（1），所述中空卡盘（1）包括卡盘侧壁（2）、底盘（3）和连接盘（4）；所述底盘（3）和连接盘（4）分别位于卡盘侧壁（2）围绕形成的空腔（5）两端；

所述底盘（3）盘面中心部位水平贯穿有卡盘拉杆（6），所述卡盘拉杆（6）一端通过螺母与主轴拉杆（7）一端相接，所述主轴拉杆（7）位于空腔（5）外、且另一端与机床相接；所述卡盘拉杆（6）中部接有浮动球柱（8），所述浮动球柱（8）位于空腔（5）内部且与卡盘拉杆（6）同轴；所述卡盘拉杆（6）另一端与浮动球柱（8）同轴相接；所述浮动球柱（8）外同轴套有浮动支撑盘（9），所述浮动支撑盘（9）边缘周向上设有若干个卡位端（10）；

所述卡盘侧壁（2）内面延轴向水平贴合设置有若干个圆柱形工件拉杆（11），卡盘侧壁（2）上与所述工件拉杆（11）相贴合的部位设有限位销（12），所述工件拉杆（11）外壁上设有与卡位端（10）相配合的卡位槽（13）和与限位销（12）相配合的旋转凹槽（14）；所述旋转凹槽（14）延工件拉杆（11）外壁周向盘旋且轴向延伸；所述工件拉杆（11）背离底盘（3）的一端与工件压板（15）一端相接，所述工件压板（15）另一端为夹爪（16），所述夹爪（16）与连接盘（4）相平行且位于空腔（5）外；

所述连接盘（4）中部设有中心孔（17），所述中心孔（17）与卡盘拉杆（6）位于空腔（5）内的端部相对应，中心孔（17）上卡有夹具体（18），所述夹具体（18）包括夹具盘体（19），所述夹具盘体（19）中心部位设有夹具中心定位孔（20），夹具盘体（19）一侧面上设有夹具体定位块（21），所述夹具体定位块（21）围绕于夹具中心定位孔（20）边缘且卡在所述中心孔（17）内，夹具盘体（19）另一侧面上设有夹持端（22），所述夹持端（22）包括若干个以夹具盘体（19）为基座向外伸展的弹爪（23），夹具体（18）的夹持端（22）内周为圆形，其径向定位圆直径比工件爪部（33）径向定位尺寸直径大0.01mm-0.03mm；

所述若干个弹爪（23）沿夹具中心定位孔（20）周向均匀分布；所述夹具盘体（19）上设有若干缺口（24），所述每个缺口（24）对应于相邻弹爪（23）之间的夹缝位置；所述连接盘（4）上设有若干个工件定位块（25），所述工件定位块（25）与所述缺口（24）位置对应且顶住工件（26）端面；所述连接盘（4）与夹具盘体（19）通过螺钉贴合固定；

所述空腔（5）外设有与夹具体（18）同轴的工件内锥顶盘（27）和顶针（28），所述工件内锥顶盘（27）包括顶盘（29），顶盘（29）一侧面中心部设有同轴的顶盘中心柱（30）、另一侧面接有顶盘支撑体（31），所述顶盘中心柱（30）穿过所述夹具中心定位孔（20），所述顶盘支撑体（31）背离顶盘（29）的一端接有顶针（28），所述顶针（28）与机床尾座相接；所述顶盘（29）与工件（26）配合相接。

2.根据权利要求1所述的一种同步器齿环内环加工复合夹具，其特征在于， 所述浮动球柱（8）为两平行面切除球体两端后所剩球体中部形成的柱体，所述球体的直径大于卡盘拉杆（6）直径。

3.根据权利要求2所述的一种同步器齿环内环加工复合夹具，其特征在于，所述浮动支撑盘（9）的内壁与浮动球柱（8）的外壁相贴合，所述浮动支撑盘（9）上沿浮动球柱（8）外壁周向设置有若干限位螺钉（32）。

4.根据权利要求1所述的一种同步器齿环内环加工复合夹具，其特征在于，所述限位销（12）底部位于旋转凹槽（14）内，限位销（12）在旋转凹槽（14）两端点之间滑动带动所述夹爪（16）转动的最大角度为80°。

5.根据权利要求1所述的一种同步器齿环内环加工复合夹具，其特征在于，所述顶盘中心柱（30）穿过夹具中心定位孔（20）的一端与卡盘拉杆（6）的端部相抵。

6.根据权利要求1所述的一种同步器齿环内环加工复合夹具，其特征在于，所述顶盘（29）与轴心线相平行的侧壁与工件（26）内壁相抵，顶盘（29）轴向长度小于工件（26）轴向长度。

7.根据权利要求1所述的一种同步器齿环内环加工复合夹具，其特征在于，所述底盘（3）外侧面与机床相固定。

8.根据权利要求1所述的一种同步器齿环内环加工复合夹具，其特征在于，所述弹爪（23）为弹簧钢材料。

9.根据权利要求1所述的一种同步器齿环内环加工复合夹具，其特征在于，所述顶盘支撑体（31）与顶针（28）的连接部设有碟形弹簧。

10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的一种同步器齿环内环加工复合夹具，其特征在于，所述工件（26）为同步器齿环内环。