CN109277862A - 棘轮加工夹具及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种棘轮加工夹具及加工方法，夹具包括左模和右模，左模和右模拼合成长方体，拼合面沿竖直方向，拼合面开有容纳并夹持待加工零件的夹持槽，使待加工零件被夹持时其中心轴线位于拼合面上且沿水平方向；右模沿竖直方向开有一供冲床刀头伸入的加工孔，加工孔连通右模顶面与夹持槽，加工孔中心轴线到拼合面的距离小于待加工零件待加工位置外圆周的半径。采用与零件贴合夹持固定的左模和右模将车削成的待加工零件夹紧固定，使冲床的刀头伸入右模的加工孔内加工出棘齿和凹槽。本发明的夹具和加工方法颠覆了棘轮加工的传统方法，极大地简化了工艺步骤，降低了各工序的设备及加工精度要求，从而显著降低了平均生产成本，提高了生产效率。

Description

棘轮加工夹具及加工方法
技术领域
本发明涉及棘轮加工领域，更具体地说，本发明涉及一种棘轮加工夹具及加工方法。
背景技术
需生产的棘轮结构如图1所示，其侧壁设有棘齿，棘齿一侧开有凹槽。对于此种棘轮，由于其尺寸较小，其生产过程通常只能采用如下工艺：
(1)将原材料车削成预定的形状，在需要加工棘齿及凹槽的位置留有一圈余料；
(2)将余料中多余的部分铣削去除，仅留出棘齿所需；
(3)使用电火花对棘齿进行修形，并加工出所需凹槽。
这种生产方法工艺复杂，各步骤工艺难度均较大，第(1)步中因棘齿较小，车削时预留的一圈余料很窄，因此其定位难度较大；而第(2)步中将第(1)步预留的余料铣削加工是在圆柱面上操作，且剩余的棘齿所需的料特别少，加工难度也很大，还难以保证铣过的圆柱面与车削的圆柱面共面；第(3)步采用电火花将棘齿修整成所需形状，还要在棘齿侧面开设凹槽，成本尤其高。因此此工艺方法各步骤精度要求都很高，略有偏差就会出现残次品，甚至残次品无法重新修整使用，因此只能使用超高精度的设备，即使这样，该种方法合格品率相对也较低，更进一步地增加了生产成本。目前，每个棘轮的平均成本价高达245元。
发明内容
本发明提供了一种棘轮加工夹具及使用该夹具加工棘轮的加工方法，极大地简化了棘轮加工工艺，显著降低生产成本。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种棘轮加工夹具，包括左模和右模，左模和右模拼合成长方体，拼合面沿竖直方向，二者拼合面开有容纳并夹持待加工零件的夹持槽，使待加工零件被夹持时其中心轴线位于拼合面上且沿水平方向；所述右模沿竖直方向开有一供冲床刀头伸入的加工孔，加工孔连通右模顶面与夹持槽，加工孔中心轴线到拼合面的距离小于待加工零件待加工位置外圆周的半径。
相应地，本发明还公开了一种使用所述夹具加工棘轮的加工方法，包括如下步骤：
a.将原材料车削加工成胚体；
b.将胚体卡接于所述夹具左模和右模之间的夹持槽中；
c.将左模和右模拼合后夹紧固定于冲床平台的预定位置，使冲床的刀头正对加工孔，并使刀头的刀尖朝向胚体方向；
d.将刀头下压，同时得到所需凹槽和棘齿；
e.拆开夹具，取出成品零件。
相比于现有技术，本发明所采用的夹具及配套加工方法具有如下有益效果：
(1)使用设备种类减少，只需使用普通的车床和冲床即可完成加工；
(2)各步骤加工精度要求降低，定位也更加简便；
(3)极大地提高了生产效率；
(4)降低次品率，显著降低生产成本。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所需加工的零件棘轮结构示意图。
图2为本发明一种棘轮加工夹具的结构示意图。
图3为本发明一种棘轮加工夹具另一角度的结构示意图。
图4为本发明一种棘轮加工夹具定位槽的位置示意图。
图5为本发明棘轮加工方法示意简图。
说明书附图中的附图标记包括：棘齿1、凹槽2、左模3、右模4、加工孔5、夹持槽6、定位槽7、刀座8、刀头9、左挡块10、右挡块11、后挡块12、气缸13。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述：
如图2-4，本发明公开了一种棘轮加工夹具，包括左模3和右模4，左模3和右模4拼合成长方体，拼合面沿竖直方向，二者拼合面开有容纳并夹持待加工零件的夹持槽6，使待加工零件被夹持时其中心轴线位于拼合面上且沿水平方向；所述右模4沿竖直方向开有一供冲床刀头9伸入的加工孔5，加工孔5连通右模4顶面与夹持槽6，加工孔5中心轴线到拼合面的距离小于待加工零件待加工位置外圆周的半径。
加工孔5所处位置要使冲床的刀头9伸入加工孔5后与零件接触位置刚好为棘齿1应处的位置。
所述夹持槽6为与待加工零件外形相仿的若干同心且不等径的圆柱形槽叠合而成。夹持槽6与待加工零件恰好卡接，使待加工零件在夹具中所处的位置唯一，并且在冲床加工时零件被夹紧而不会发生位移。
优选的是，夹持槽6开有容纳并定位已加工棘齿1的定位槽7。各定位槽7沿夹持槽6周向等间距分布，并且定位槽7形状与棘齿1形状相配合。当所需棘齿1只有一个时便不需如此设置，若棘齿1为多个，则需要设置此种定位槽7，当将夹具拆开，旋转胚体并再次夹持时起到容纳已加工棘齿1和定位的作用，使加工出的各棘齿1间距相等。
如图5，一种使用所述夹具加工棘轮的加工方法，包括如下步骤：
a.将原材料车削加工成胚体；
b.将胚体卡接于所述夹具左模3和右模4之间的夹持槽6中；
c.将左模3和右模4拼合后夹紧固定于冲床平台的预定位置，使冲床的刀头9正对加工孔5，并使刀头9的刀尖朝向胚体方向；
d.将刀头9下压，同时得到所需凹槽2和棘齿1；
e.拆开夹具，取出成品零件。
在步骤d中，刀头9为斜口刀头9，且具有一定厚度，并且刀头9较低侧朝向胚体一侧，使胚体上受冲击切割出的凹槽2处原有材料受压变形外翻而形成棘齿1。
其中，若冲床为数控冲床，所述步骤d中刀头9下压定位可在测量后由冲床预先设定控制。若步骤c中提及的冲床为手动冲床则所述步骤d中刀头9下压定位由夹具高度控制，即当刀座8底面撞击夹具顶面时即行程停止，保证了刀头9的进给距离恒定，从而提高了产品的合格率。本发明中选用的冲床选用了上海申康机床有限公司温岭分公司的型号为JA-2的长友牌手盘冲床。因手盘冲床力度更好控制，可以减少对夹具的撞击损伤。
步骤c中冲床平台上固定有左挡块10和后挡块12，将拼合好的左模3和右模4置于冲床平台上，使左模3与左挡块10和后挡块12均贴合接触，同时右模4与左模3和后挡块12贴合接触然后由压紧机构推动右挡块11向左移动，与固定的左挡块10共同将夹具夹紧，右挡块11在向左移动过程中其后侧面贴合后挡块12的前侧面。固定好的左挡块10和后挡块12对夹具起到了夹持和定位的作用，无需每次都要调节夹具与刀头9的相对位置，只需将夹具贴合到指定位置，并通过右挡块11推动夹紧即可保证刀头9正对准加工孔5，显著提高了加工效率。
所述压紧机构可以为气缸13，也可以为其它方式控制的推杆、螺杆等结构。
使用此夹具及加工方法颠覆了传统加工工艺，不仅工艺简单、各工序精度要求降低，工人操作方便，而且显著提升了生产效率，每个棘轮的成本也有了显著的下降，从每个棘轮245元的成本降低为每个棘轮不到20元。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尤其左、右、后等方位描述只是为了便于本领域技术人员理解，而不应影响其保护范围。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种棘轮加工夹具，其特征在于：包括左模和右模，左模和右模拼合成长方体，拼合面沿竖直方向，二者拼合面开有容纳并夹持待加工零件的夹持槽，使待加工零件被夹持时其中心轴线位于拼合面上且沿水平方向；所述右模沿竖直方向开有一供冲床刀头伸入的加工孔，加工孔连通右模顶面与夹持槽，加工孔中心轴线到拼合面的距离小于待加工零件待加工位置外圆周的半径。
2.如权利要求1所述的一种棘轮加工夹具，其特征在于：所述夹持槽为与待加工零件外形相仿的若干同心且不等径的圆柱形槽叠合而成。
3.如权利要求2所述的一种棘轮加工夹具，其特征在于：夹持槽内开有容纳并定位已加工棘齿的定位槽。
4.一种使用权利要求1所述夹具加工棘轮的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
a.将原材料车削加工成胚体；
b.将胚体卡接于所述夹具左模和右模之间的夹持槽中；
c.将左模和右模拼合后夹紧固定于冲床平台的预定位置，使冲床的刀头正对加工孔，并使刀头的刀尖朝向胚体方向；
d.将刀头下压，同时得到所需凹槽和棘齿；
e.拆开夹具，取出成品零件。
5.如权利要求4所述的棘轮加工方法，其特征在于：所述步骤d中刀头下压定位由冲床预先设定控制。
6.如权利要求4所述的棘轮加工方法，其特征在于：所述步骤c中的冲床为手动冲床。
7.如权利要求6所述的棘轮加工方法，其特征在于：所述步骤d中刀头下压定位由夹具高度决定，刀座撞击夹具顶面时即行程停止。
8.如权利要求4所述的棘轮加工方法，其特征在于：所述步骤c中冲床平台上固定有左挡块和后挡块，将拼合好的左模和右模置于冲床平台上，使左模与左挡块和后挡块均贴合接触，同时右模与左模和后挡块贴合接触然后由压紧机构推动右挡块向左移动，与固定的左挡块共同将夹具夹紧，右挡块在向左移动过程中其后侧面贴合后挡块的前侧面。
9.如权利要求8所述的棘轮加工方法，其特征在于：所述压紧机构为气缸。
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