CN107962203A - 齿轮减重孔加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明申请涉及齿轮加工技术领域，具体公开了一种齿轮减重孔加工方法，采用减重孔加工装置进行加工，加工步骤为:1、打磨齿轮；2、对齿轮进行定位和输送；3、对齿轮进行夹紧和钻孔。采用本方明所述的齿轮减重孔加工方法加工齿轮减重孔，能够实现齿轮的自动定位，使齿轮受力平衡，从而保证减重孔均匀分布在齿轮上，使分布的减重孔与齿轮同轴。

Description

齿轮减重孔加工方法

技术领域

本发明涉及齿轮加工技术领域，尤其涉及一种齿轮减重孔加工方法。

背景技术

齿轮是能互相啮合的有齿的机械零件，它在机械传动及整个机械领域中的应用极其广泛。为了减轻齿轮的重量，在使用过程中方便拿取和使用齿轮，在加工齿轮时通常会在齿轮上打多个减重孔，为了使齿轮在工作时能正常运转而不发生偏移，加工出的减重孔需要均匀分布在齿轮的端面上，即减重孔需要与齿轮具有相同的同轴度。目前，齿轮减重孔加工一般采用钻床钻削的方式，加工时，钻床主轴上固定安装有钻头，电机主轴通过皮带轮带动钻头高速转动，从而在齿轮上钻上减重孔。采用此方法加工齿轮减重孔，钻头高速旋转进行钻孔时，齿轮容易发生偏移，使得加工出来的减重孔精度不准确、分布不均匀，分布在齿轮上的减重孔与齿轮不同轴。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿轮减重孔加工方法，采用该方法加工齿轮减重孔，能够实现齿轮的自动定位，使齿轮受力平衡，从而保证减重孔均匀分布在齿轮上，使分布的减重孔与齿轮同轴。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：齿轮减重孔加工方法，包括以下步骤：

(1)对待加工的齿轮进行打磨；

(2)对齿轮进行定位和输送：利用齿轮输送机构对齿轮进行定位和输送，齿轮输送机构包括齿轮支撑盘和能上下伸缩的伸缩杆，伸缩杆与齿轮支撑盘下端固定连接，齿轮支撑盘边缘周向铰接有挡板，齿轮支撑盘和挡板组合成“碗状”，伸缩杆铰接有第一连杆，伸缩杆底端设有滑轨，第一连杆与滑轨滑动连接，挡板铰接有第二连杆，第二连杆与第一连杆铰接，使用时，将打磨后的齿轮放置在齿轮支撑盘和挡板组合的“碗状”结构内，伸缩杆向上伸长，第二连杆先带动挡板向靠近齿轮支撑盘的方向转动，再带动挡板向远离齿轮支撑盘的方向转动，使齿轮的中心轴与齿轮支撑盘的中心轴一致，并将齿轮输送至钻孔机构处，钻孔机构与齿轮输送机构的垂直距离为0.2-0.8m；

(3)对齿轮进行夹紧：钻孔机构包括支撑架、卡紧柱和多个钻头，卡紧柱和钻头均固定连接在支撑架上，卡紧柱包括主杆，主杆下端设有卡紧端，卡紧端呈倒立的圆台状，卡紧柱的主杆直径等于齿轮中心孔的直径，钻头连接有驱动其转动的驱动机构，卡紧柱的中心轴与齿轮支撑盘的中心轴位于同一直线上，钻头周向分布于卡紧柱的四周，利用钻孔机构的卡紧柱对齿轮进行夹紧，夹紧时，伸缩杆伸长至齿轮支撑盘上的齿轮中心孔与卡紧柱接触，圆台状的卡紧端嵌入齿轮中心孔内，伸缩杆继续伸长，卡紧柱随之通过嵌入齿轮中心孔的卡紧端卡紧齿轮；

(4)对齿轮进行钻孔：利用钻孔机构的钻头加工减重孔，卡紧柱卡紧齿轮后，钻头与齿轮表面接触，使驱动机构工作，驱动机构带动钻头进行旋转，钻头旋转即可对齿轮进行钻孔，钻头直径为0.5-1.5cm，钻头转速为1500-2500r/min。

对齿轮进行打磨，可以去除齿轮表面的毛刺、使之光滑，易于后续加工减重孔；将打磨后的齿轮随意放置在齿轮支撑盘和挡板组合成的“碗状”结构的内部，由于挡板与齿轮支撑盘边缘铰接，且与挡板组合成“碗状”结构，不同大小的齿轮均可以放置在其“碗状”结构的内部。使伸缩杆向上伸长，伸缩杆向上伸长将带动齿轮支撑盘和挡板上移，以使“碗状”结构内的齿轮逐渐靠近钻孔机构。在“碗状”结构内随意放置齿轮，齿轮由于没有进行定位有可能在“碗状”结构内倾斜，此时齿轮的中心轴与齿轮支撑盘的中心轴不在一条直线上，钻孔机构将无法对齿轮进行钻孔。在伸缩杆向上伸长时，伸缩杆还会带动与之铰接的第一连杆在滑轨上向靠近伸缩杆的方向移动，第一连杆向靠近伸缩杆的方向移动时，与之铰接的第二连杆随之发生偏移，第二连杆发生偏移，首先将顶起挡板，使挡板沿靠近齿轮支撑盘的方向转动，挡板转动后，“碗状”结构向内合拢，倾斜的齿轮将在“碗状”结构向内合拢的过程中被挡板逐渐调整为与齿轮支撑盘平行，且与齿轮支撑盘处于同一中心轴线上，由此，齿轮便实现了自动定位。齿轮定位完成后，伸缩杆继续向上伸长，齿轮支撑盘和挡板带动齿轮继续靠近钻孔机构，第一连杆继续在滑轨上向靠近伸缩杆的方向移动，而第二连杆继续偏移，但此时，第二连杆不再向上顶起挡板，而是向下拉扯挡板，使挡板沿远离齿轮支撑盘的方向转动，挡板转动后，“碗状”结构向外张开，齿轮逐渐滑至齿轮支撑盘上并被齿轮支撑盘支撑，齿轮滑至齿轮支撑盘上后，伸缩杆带动齿轮支撑盘上移至钻孔机构处，齿轮支撑盘上的齿轮中心孔与卡紧柱接触，卡紧柱圆台状的卡紧端嵌入齿轮中心孔内，伸缩杆继续带动齿轮支撑盘上移，卡紧柱随之通过嵌入齿轮中心孔的卡紧端稳固卡紧齿轮，卡紧柱卡紧齿轮后，钻头与齿轮表面接触，使驱动机构工作，驱动机构将带动钻头进行高速旋转，钻头高速旋转即可对齿轮进行钻孔，钻孔时，齿轮已经被卡紧柱稳固卡紧，不会发生偏移。

本方法利用伸缩杆、齿轮支撑盘、挡板、第一连杆和第二连杆的配合，便实现了对齿轮的输送和定位，使齿轮在钻孔时受力平衡，设计巧妙，结构简单，制作成本低，无需人工将齿轮定位在齿轮支撑盘的中心，省时省力，操作快捷；在对齿轮实现定位后，利用设置的卡紧柱即可稳固卡紧齿轮，进一步防止齿轮在被钻头钻孔的过程中发生偏移使得加工的减重孔分布不均,保证分布的减重孔与齿轮同轴。

进一步，步骤(3)中所述支撑架上设有凹槽，卡紧柱嵌入凹槽并能在凹槽内滑动，凹槽内设有弹性支撑物，弹性支撑物一端与凹槽底部固定连接，另一端与卡紧柱固定连接。

当卡紧柱嵌入齿轮的中心孔并逐渐卡紧齿轮时，卡紧柱还会受到齿轮向上的挤压力，而设置的弹性支撑物将对此挤压力进行缓冲，避免卡紧柱由于受到的挤压力过大而损坏，延长卡紧柱的使用寿命。

进一步，弹性支撑物为弹簧。弹簧来源广泛、价格低廉。

进一步，步骤(2)中所述滑轨上设有滑槽，滑槽内滑动连接有滑块，第一连杆与滑块铰接。

当伸缩杆上下伸缩时，第一连杆将通过滑块在滑槽内进行水平移动，结构简单且稳固。

进一步，所述伸缩杆连接有气缸。

气缸工作便可以带动伸缩杆进行上下伸缩，实现对齿轮的输送，且气缸品类繁多，可选择性多，来源广泛。

进一步，步骤(3)中所述驱动机构为电机。

电机工作便可以带动钻头进行旋转，实现钻孔，结构简单，且电机来源广泛、价格低廉。

附图说明

图1为本发明齿轮减重孔加工方法实施例1中减重孔加工装置的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：箱体1、支撑架2、卡紧柱21、凹槽211、弹簧212、钻头22、电机221、伸缩杆31、气缸311、齿轮支撑盘32、挡板33、第一连杆332、第二连杆331、第一滑块333、滑槽4、第一锥齿轮51、第二锥齿轮52、曲柄53、连杆54、第二滑块55、固定槽56、活塞57、集渣室58、吸渣管581、第一单向门582、吸嘴583、出渣管584、第二单向门585。

实施例1

齿轮减重孔加工方法，采用减重孔加工装置进行加工，如附图1所示，所述减重孔加工装置包括箱体1，箱体1内设有钻孔机构和齿轮输送机构，钻孔机构位于齿轮输送机构上方，钻孔机构包括支撑架2、卡紧柱21和多个钻头22，卡紧柱21和钻头22均固定连接在支撑架2上，卡紧柱21包括主杆，主杆下端设有卡紧端，卡紧端呈倒立的圆台状，主杆直径等于齿轮中心孔的直径，钻头22连接有驱动其转动的电机221，支撑架2上设有凹槽211，卡紧柱21嵌入凹槽211并能在凹槽211内滑动，卡紧柱21与凹槽211底部之间设有弹簧212，弹簧212一端与凹槽211底部固定连接，另一端与卡紧柱21固定连接；齿轮输送机构包括齿轮支撑盘32和能上下伸缩的伸缩杆31，伸缩杆31与箱体1底端之间设有气缸311，伸缩杆31一端与气缸311的输出轴相连，伸缩杆31另一端与齿轮支撑盘32下端固定连接，齿轮支撑盘32边缘周向铰接有挡板33，齿轮支撑盘32和挡板33组合成“碗状”，伸缩杆31铰接有第一连杆332，箱体1底端设有滑轨，滑轨上设有滑槽4，滑槽4内滑动连接有第一滑块333，第一连杆332与第一滑块333铰接，挡板33铰接有第二连杆331，第二连杆331与第一连杆332铰接，伸缩杆31向上伸长时，第二连杆331先带动挡板33向靠近齿轮支撑盘32的方向转动，再带动挡板33向远离齿轮支撑盘32的方向转动；卡紧柱21的中心轴与齿轮支撑盘32的中心轴位于同一直线上，钻头22周向分布于卡紧柱21的四周。

齿轮钻孔装置还包括除渣机构，所述除渣机构包括第一锥齿轮51、第二锥齿轮52和曲柄53滑块单元，第一锥齿轮51的中心固定连接在气缸311的输出轴上，第二锥齿轮52与第一锥齿轮51啮合，第二锥齿轮52连接有转轴，曲柄53滑块单元包括曲柄53、连杆54和滑块，曲柄53一端与转轴固定连接，曲柄53另一端与连杆54一端铰接，连杆54另一端与滑块铰接，箱体1侧壁上设有支撑杆，支撑杆固定连接有固定槽56，滑块嵌入固定槽56内并能在固定槽56内滑动，滑块固定连接有活塞57，活塞57将固定槽56远离滑块的区域分隔成集渣室58，集渣室58连通有吸渣管581和出渣管584，吸渣管581末端设有吸嘴583，吸渣管581与集渣室58连通的一端设有用于进渣的第一单向门582，出渣管584与与集渣室58连通的一端设有用于出渣的第二单向门585。

加工方法包括以下步骤：

(1)对待加工的齿轮进行打磨；

(2)将打磨后的齿轮放置在齿轮支撑盘32和挡板33组合的“碗状”结构内，使伸缩杆31向上伸长，实现齿轮的自动定位并将齿轮输送至钻孔机构处，其中，钻孔机构与齿轮输送机构的垂直距离为0.2m。

(3)利用卡紧柱21卡紧齿轮，利用钻头22对齿轮进行钻孔，其中，钻头22直径为0.5cm，钻头22转速为1500r/min。

使用减重孔加工装置加工齿轮减重孔时，首先将打磨后的齿轮随意放置在齿轮支撑盘32和挡板33组合成的“碗状”结构的内部，由于挡板33与齿轮支撑盘32边缘铰接，且与挡板33组合成“碗状”结构，不同大小的齿轮均可以放置在其“碗状”结构的内部。使气缸311驱动伸缩杆31向上伸长，伸缩杆31向上伸长将带动齿轮支撑盘32和挡板33上移，以使“碗状”结构内的齿轮逐渐靠近钻孔机构。在“碗状”结构内随意放置齿轮，齿轮由于没有进行定位有可能在“碗状”结构内倾斜，此时齿轮的中心轴与齿轮支撑盘32的中心轴不在一条直线上，钻孔机构将无法对齿轮进行钻孔。在伸缩杆31向上伸长时，伸缩杆31还会带动与之铰接的第一连杆332通过第一滑块333在滑槽4内向靠近伸缩杆31的方向移动，第一连杆332向靠近伸缩杆31的方向移动时，与之铰接的第二连杆331随之发生偏移，第二连杆331发生偏移，首先将顶起挡板33，使挡板33沿靠近齿轮支撑盘32的方向转动，挡板33转动后，“碗状”结构向内合拢，倾斜的齿轮将在“碗状”结构向内合拢的过程中被挡板33逐渐调整为与齿轮支撑盘32平行，且与齿轮支撑盘32处于同一中心轴线上，由此，齿轮便实现了自动定位。齿轮定位完成后，伸缩杆31继续向上伸长，齿轮支撑盘32和挡板33带动齿轮继续靠近钻孔机构，第一连杆332继续在滑槽4内向靠近伸缩杆31的方向移动，而第二连杆331继续偏移，但此时，第二连杆331不再向上顶起挡板33，而是向下拉扯挡板33，使挡板33沿远离齿轮支撑盘32的方向转动，挡板33转动后，“碗状”结构向外张开，齿轮逐渐滑至齿轮支撑盘32上并被齿轮支撑盘32支撑，齿轮滑至齿轮支撑盘32上后，伸缩杆31带动齿轮支撑盘32上移至钻孔机构处，齿轮支撑盘32上的齿轮中心孔与卡紧柱21接触，卡紧柱21圆台状的卡紧端嵌入齿轮中心孔内，伸缩杆31继续带动齿轮支撑盘32上移，卡紧柱21随之通过嵌入齿轮中心孔的卡紧端稳固卡紧齿轮，卡紧柱21卡紧齿轮后，钻头22与齿轮表面接触，使电机221工作，电机221将带动钻头22进行高速旋转，钻头22高速旋转即可对齿轮进行钻孔，钻孔时，齿轮已经被卡紧柱21稳固卡紧，不会发生偏移。当卡紧柱21嵌入齿轮的中心孔并逐渐卡紧齿轮时，卡紧柱21还会受到齿轮向上的挤压力，而设置的弹簧212将对此挤压力进行缓冲，避免卡紧柱21由于受到的挤压力过大而损坏。气缸311带动钻头22转动时，还会带动与之固接的第一锥齿轮51转动，第一锥齿轮51转动将带动与之啮合的第二锥齿轮52转动，第二锥齿轮52转动将通过与之固接的转轴带动曲柄53旋转，曲柄53旋转将通过连杆54带动滑块在固定槽56内往复滑动了，滑块往复滑动会带动与之固接的活塞57在固定槽56内往复滑动，活塞57往复滑动将不断使集渣室58形成负压和正压，活塞57移动使集渣室58形成负压时，钻头22对齿轮钻孔产生的碎渣将通过吸嘴583和吸渣管581被吸入集渣室58中，此时第二单向门585处于关闭状态，出渣管584中的碎渣不会进入集渣室58；活塞57移动使集渣室58形成正压时，第二单向门585打开，被吸入集渣室58内的碎渣将通过第二单向门585进入出渣管584中，出渣管584中的碎渣可以输送至其他地方进行回收利用，此时第一单向门582处于关闭状态，集渣室58内的碎渣不会被挤入吸渣管581中。本除渣机构以带动钻头22旋转的电机221为动力来源，无需提供外部动力，结构简单，可节约能源；本除渣机构能够在钻头22钻孔的同时除去钻孔产生的碎渣，可防止钻孔产生的碎渣堆积在孔内给钻头22的旋转造成阻碍，可提高钻头22的钻孔效率；本除渣机构利用曲柄53滑块单元和活塞57的作用便实现了集渣和出渣的作用，设计巧妙、结构简单，不会使碎渣堆满集渣室58，可连续不断的进行除渣的操作。

实施例2

本实施例与实施1的区别在于：钻孔机构与齿轮输送机构的垂直距离为0.5m，钻头22直径为1cm，钻头22转速为1000r/min。

实施例3

本实施例与实施例1、实施例2的区别在于：钻孔机构与齿轮输送机构的垂直距离为0.8m，钻头22直径为1.5cm，钻头22转速为2500r/min。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (6)

1.齿轮减重孔加工方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)对待加工的齿轮进行打磨；

(2)对齿轮进行定位和输送：利用齿轮输送机构对齿轮进行定位和输送，齿轮输送机构包括齿轮支撑盘和能上下伸缩的伸缩杆，伸缩杆与齿轮支撑盘下端固定连接，齿轮支撑盘边缘周向铰接有挡板，齿轮支撑盘和挡板组合成“碗状”，伸缩杆铰接有第一连杆，伸缩杆底端设有滑轨，第一连杆与滑轨滑动连接，挡板铰接有第二连杆，第二连杆与第一连杆铰接，使用时，将打磨后的齿轮放置在齿轮支撑盘和挡板组合的“碗状”结构内，伸缩杆向上伸长，第二连杆先带动挡板向靠近齿轮支撑盘的方向转动，再带动挡板向远离齿轮支撑盘的方向转动，使齿轮的中心轴与齿轮支撑盘的中心轴一致，并将齿轮输送至钻孔机构处，钻孔机构与齿轮输送机构的垂直距离为0.2-0.8m；

(3)对齿轮进行夹紧：钻孔机构包括支撑架、卡紧柱和多个钻头，卡紧柱和钻头均固定连接在支撑架上，卡紧柱包括主杆，主杆下端设有卡紧端，卡紧端呈倒立的圆台状，卡紧柱的主杆直径等于齿轮中心孔的直径，钻头连接有驱动其转动的驱动机构，卡紧柱的中心轴与齿轮支撑盘的中心轴位于同一直线上，钻头周向分布于卡紧柱的四周，利用钻孔机构的卡紧柱对齿轮进行夹紧，夹紧时，伸缩杆伸长至齿轮支撑盘上的齿轮中心孔与卡紧柱接触，圆台状的卡紧端嵌入齿轮中心孔内，伸缩杆继续伸长，卡紧柱随之通过嵌入齿轮中心孔的卡紧端卡紧齿轮；

(4)对齿轮进行钻孔：利用钻孔机构的钻头加工减重孔，卡紧柱卡紧齿轮后，钻头与齿轮表面接触，使驱动机构工作，驱动机构带动钻头进行旋转，钻头旋转即可对齿轮进行钻孔，钻头直径为0.5-1.5cm，钻头转速为1500-2500r/min。

2.根据权利要求1所述的齿轮减重孔加工方法，其特征在于：步骤(3)中所述支撑架上设有凹槽，卡紧柱嵌入凹槽并能在凹槽内滑动，凹槽内设有弹性支撑物，弹性支撑物一端与凹槽底部固定连接，另一端与卡紧柱固定连接。

3.根据权利要求2所述的齿轮减重孔加工方法，其特征在于：弹性支撑物为弹簧。

4.根据权利要求3所述的齿轮减重孔加工方法，其特征在于：步骤(2)中所述滑轨上设有滑槽，滑槽内滑动连接有滑块，第一连杆与滑块铰接。

5.根据权利要求4所述的齿轮减重孔加工方法，其特征在于：所述伸缩杆连接有气缸。

6.根据权利要求1至5任一项所述的齿轮减重孔加工方法，其特征在于：步骤(3)中所述驱动机构为电机。