CN109663986A - 一种齿圈支座加工设备 - Google Patents

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刘彤
马健
王灼亮
陶华兵
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CHONGQING KANGTIAN GEAR Co Ltd
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    • B23Q3/06—Work-clamping means
    • B23Q3/062—Work-clamping means adapted for holding workpieces having a special form or being made from a special material

Abstract

本发明公开了一种齿圈支座加工设备，其特征在于:包括机架、转盘、分度驱动机构、五个工位、第一倒角机、第二倒角机、第三倒角机及第四倒角机；所述转盘可转动地安装于所述机架上，所述五个工位安装在所述转盘上且沿其周向均匀分布；所述分度驱动机构包括减速电机和分度器，所述减速电机输出端通过所述分度器与所述转盘连接；所述第一倒角机、第二倒角机、第三倒角机及第四倒角机分别与四个工位位置一一对应。本发明可实现在对齿圈支座一次装夹后，能分别对齿圈支座加工第一倒角、第二倒角、第三倒角及第四倒角，可成倍提高工作效率，降低生产成本。

Description

一种齿圈支座加工设备
技术领域
本发明属于一种齿圈支座加工设备。
背景技术
参见图1-2，现有一种齿圈支座(N)，该齿圈支座(N)外壁下端设有一圈外齿，该齿圈支座(N)内孔上端一圈内齿。而该齿圈支座(N)用于装配在汽车或拖拉机的前后驱动桥上。
而目前在对齿圈支座(N)加工时，该齿圈支座(N)的一圈内齿上端加工第一倒角(N-1)，该齿圈支座(N)外壁上端加工第二倒角(N-2)，该齿圈支座(N)的一圈外齿下侧加工第三倒角(N-3)，该该齿圈支座(N)的一圈外齿上侧加工第四倒角(N-4)。而现有倒角机在倒角加工时，一次装夹加工一个倒角，在加工上述四个倒角时需要四次装夹和四次倒角加工，存在自动化程度低、加工效率低，生产成本高等问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述一个或多个缺陷，本发明提供了一种齿圈支座加工设备。
为实现上述目的，本发明提供了一种齿圈支座加工设备，其特征在于:包括机架(1)、转盘(2)、分度驱动机构(3)、五个工位(4)、第一倒角机(5)、第二倒角机(6)、第三倒角机(7)及第四倒角机(8)；
所述转盘(2)可转动地安装于所述机架(1)上，所述五个工位(4)安装在所述转盘(2)上且沿其周向均匀分布；
所述分度驱动机构(3)包括减速电机(3-1)和分度器(3-2)，所述减速电机(3-1)输出端通过所述分度器(3-2)与所述转盘(2)连接；
所述第一倒角机(5)、第二倒角机(6)、第三倒角机(7)及第四倒角机(8)分别与四个工位(4)位置一一对应；该第一倒角机(5)用于其对应的一个工位(4)上的齿圈支座(N)的第一倒角(N-1)加工；该第二倒角机(6)用于其对应的一个工位(4)上的齿圈支座(N)的第二倒角(N-2)加工；该第三倒角机(7)用于其对应的一个工位(4)上的齿圈支座(N)的第三倒角(N-3)加工；该第四倒角机(8)用于其对应的一个工位(4)上的齿圈支座(N)的第四倒角(N-4)加工；
所述工位(4)包括夹具底板(4-1)、齿圈支座夹具(4-2)及旋转电机(4-3)；该夹具底板(4-1)可转动地安装在所述转盘(2)上，所述旋转电机(4-3)输出端与所述夹具底板(4-1)连接且用于驱动所述夹具底板(4-1)旋转运动，所述齿圈支座夹具(4-2)安装在所述夹具底板(4-1)上且用于定位固定齿圈支座(N)。
优选地，所述第一倒角机(5)包括第一倒角机主体(5-1)，该第一倒角机主体(5-1)输出端上安装有第一倒角刀具(5-2)。
优选地，所述第二倒角机(6)包括第二倒角机主体(6-1)，该第二倒角机主体(6-1)输出端上安装有第二倒角刀具(6-2)。
优选地，述第三倒角机(7)包括第三倒角机主体(7-1)，该第三倒角机主体(7-1)输出端上安装有第三倒角刀具(7-2)。
优选地，所述第四倒角机主体(8-1)，该第四倒角机主体(8-1)输出端上安装有第四倒角刀具(8-2)。
优选地，所述齿圈支座夹具(4-2)包括支承套(4-21)、弹性套(4-22)、锥柱(4-23)、伸缩缸(4-24)；该支承套(4-21)下端与所述夹具底板(4-1)固接；该弹性套(4-22)下部位于所述支承套(4-21)内，该弹性套(4-22)下部与所述支承套(4-21)内壁固接；该弹性套(4-22)上部侧壁设有多个轴向槽(4-221)，且各所述轴向槽(4-221)沿所述弹性套(4-22)周向分布，所述弹性套(4-22)内上端设有锥孔(4-222)；所述锥柱(4-23)位于所述锥孔(4-222)内且与所述锥孔(4-222)相配适；该伸缩缸(4-24)位于所述弹性套(4-22)下方，该伸缩缸(4-24)输出杆伸入所述弹性套(4-22)内且与所述锥柱(4-23)下端固接。
进一步地，该支承套(4-21)上端面设有多个操作缺口(4-211)。各所述多个操作缺口(4-211)沿所述支承套(4-21)周向分布。
优选地，该支承套(4-21)下端设有第一法兰(4-212)，该第一法兰(4-212)通过第一螺栓(4-25)与所述夹具底板(4-1)固接。
优选地，该弹性套(4-22)下端设有第二法兰(4-223)，该支承套(4-21)内壁设有凸环(4-214)，该第二法兰(4-223)通过第二螺栓(4-26)与所述凸环(4-214)固接。
优选地，所述转盘(2)通过转轴(2-1)与机架(1)可转动连接，该分度驱动机构(3)输出端与所述转轴(2-1)下端同轴固接。
本发明至少具有以下有益效果：
第一，本发明可依次装夹后可完成四个倒角加工，可成倍降低人工装夹次数，降低了工人的劳动强度，减少人工成本；同时各工位同步加工，可成倍提高加工效率，降低生产成本；
第二，本发明在对各倒角加工时，由于一次装夹即可，可避免现有多次装夹而导致的重复定位误差，进而提高了定位精度，同时保证加工尺寸精度、产品稳定性及一致性，利于批量生产；
第三，本发明只需要配置一个操作者或搬运机械手，可以原地不动的装卸工件，操作方便，人工成本更低，同时操作者远离加工危险区域，加工过程更安全。
第四，本发明由于所述弹性套上部径向半径扩大变形时，而定位中心不变，可保证该齿圈支座定位固定后的中心不变，可防止发生偏心而影响倒角加工，同时采用内撑固定齿圈支座，该四个倒角刀具可正常进给加工且都不会发生干涉，以保障所述齿圈支座上的四个倒角能分别被倒角加工。
附图说明
图1是现有一种齿圈支座的剖面图。
图2是现有一种齿圈支座的立体图。
图3是本发明在工作状态时的主视图。
图4是本发明在工作状态时的俯视图。
图5是本发明在工作状态时的立体图。
图6是图5中A处放大图。
图7是图5中B处放大图。
图8是图5中C处放大图。
图9是本发明在工作状态时的立体图(朝另外方向看时)。
图10是图9中D处放大图。
图11是转盘、分度驱动机构、五个工位之间连接关系的立体图。
图12是工位的剖面图。
图13是齿圈支座夹具的剖面图。
图14是支承套的立体图。
图15是弹性套的立体图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
参见图1-15，一种齿圈支座加工设备，其包括机架1、转盘2、分度驱动机构3、五个工位4、第一倒角机5、第二倒角机6、第三倒角机7及第四倒角机8。
所述转盘2可转动地安装于所述机架1上，所述五个工位4安装在所述转盘2上且沿其周向均匀分布。
所述分度驱动机构3包括减速电机3-1和分度器3-2，所述减速电机3-1输出端通过所述分度器3-2与所述转盘2连接。
具体地，该减速电机3-1与分度器3-2输入端连接，该分度器3-2输出端与转盘2同轴连接。
具体地，所述分度器3-2采用五工位分度器。而分度器也称分割器、凸轮分割器或间歇分割器。而该分度器可采用现有结构或直接市场购买装配，由于属于现有技术，故而不赘述。
参见图11-15，在本实施例中，所述工位4包括夹具底板4-1、齿圈支座夹具4-2及旋转电机4-3。该夹具底板4-1可转动地安装在所述转盘2上，所述旋转电机4-3输出端与所述夹具底板4-1连接且用于驱动所述夹具底板4-1旋转运动，所述齿圈支座夹具4-2安装在所述夹具底板4-1上且用于定位固定齿圈支座N。该旋转电机4-3可带动所述齿圈支座夹具4-2夹紧的齿圈支座N做旋转运动，可使所述齿圈支座N被周向倒角。
可参见图12，优选地，该转盘2上设有第二轴承孔2-3，该夹具底板4-1下端设有转轴部，该转轴部通过第二轴承2-2与第二轴承孔2-3配合连接，该旋转电机4-3固定安装在转盘2下侧面，该旋转电机4-3输出端与转轴部同轴连接。
参见图11-15，在本实施例中，所述齿圈支座夹具4-2包括支承套4-21、弹性套4-22、锥柱4-23、伸缩缸4-24；该支承套4-21下端与所述夹具底板4-1固接；该弹性套4-22下部位于所述支承套4-21内，该弹性套4-22下部与所述支承套4-21内壁固接；该弹性套4-22上部侧壁设有多个轴向槽4-221，且各所述轴向槽4-221沿所述弹性套4-22周向均匀分布，各所述轴向槽4-221使弹性套4-22上部受力后发生变形。
具体地，该轴向槽4-221为条形槽，该轴向槽4-221上端贯通位于所述弹性套4-22上端面。
所述弹性套4-22内上端设有锥孔4-222；所述锥柱4-23位于所述锥孔4-222内且其外锥面与所述锥孔4-222相配适；该伸缩缸4-24位于所述弹性套4-22下方，该伸缩缸4-24输出杆伸入所述弹性套4-22内且与所述锥柱4-23下端固接。
具体地，该伸缩缸4-24可采用气动缸、液压缸或电动缸。
当该对齿圈支座N装夹在齿圈支座夹具4-2上时，其操作方法和工作原理如下：首先，该齿圈支座N套在弹性套4-22上部，该齿圈支座N下端面与支承套4-21上端面接触，此时该支承套4-21上端面用于对所述齿圈支座N支承并高度定位；再启动伸缩缸4-24，该伸缩缸4-24的输出杆带动锥柱4-23向下运动，该锥柱4-23会与弹性套4-22内上端锥孔4-222锥面接触并使弹性套4-22上部变形半径扩大，进而将该齿圈支座N下端内孔N-5撑紧，此时该齿圈支座N被定位固定。
当齿圈支座N从该齿圈支座夹具4-2上卸下时，其操作方法和工作原理如下：先启动伸缩缸4-24工作，该伸缩缸4-24的输出杆带动锥柱4-23向上运动，该锥柱4-23会与弹性套4-22内上端锥孔4-222脱离接触，而该弹性套4-22上部会回弹复位到正常半径，该齿圈支座N与弹性套4-22上部间隙配合，然后可直接将该齿圈支座N从所述弹性套4-22上部向上取走。
进一步地，该支承套4-21上端面设有多个操作缺口4-211。各所述多个操作缺口4-211沿所述支承套4-21周向分布。方便该齿圈支座N松开后，手可伸入操作缺口4-211内上拨齿圈支座N，方便齿圈支座N取出；同时避免齿圈支座N在装夹套上时被夹手。
优选地，该支承套4-21下端设有第一法兰4-212，该第一法兰4-212通过第一螺栓4-25与所述夹具底板4-1固接。该支承套4-21可根据加工不同大小型号的齿圈支座N进行适应性更换。
优选地，该弹性套4-22下端设有第二法兰4-223，该支承套4-21内壁设有凸环4-214，该第二法兰4-223通过第二螺栓4-26与所述凸环4-214固接。可根据加工不同大小型号的齿圈支座N进行适应性更换。
优选地，所述转盘2通过转轴2-1与机架1可转动连接，该分度驱动机构3输出端与所述转轴2-1下端同轴固接。
优选地，参见图3，该机架1上设有第一轴承孔1-1，该转轴2-1通过第一轴承1-2中部与第一轴承孔1-1配合连接，该转轴2-1上端与转盘2下端中心固定连接。该转轴2-1上端与分度器3-2输出端同轴连接。
参见图3-5，所述第一倒角机5、第二倒角机6、第三倒角机7及第四倒角机8分别与四个工位4位置一一对应；该第一倒角机5用于其对应的一个工位4上的齿圈支座N的第一倒角N-1加工；该第二倒角机6用于其对应的一个工位4上的齿圈支座N的第二倒角N-2加工；该第三倒角机7用于其对应的一个工位4上的齿圈支座N的第三倒角N-3加工；该第四倒角机8用于其对应的一个工位4上的齿圈支座N的第四倒角N-4加工。
参见图5-6，优选地，所述第一倒角机5包括第一倒角机主体5-1，该第一倒角机主体5-1输出端上安装有第一倒角刀具5-2。该第一倒角刀具5-2与其对应的一个工位4上的齿圈支座N的第一倒角N-1加工位置对应。
参见图5和7，优选地，所述第二倒角机6包括第二倒角机主体6-1，该第二倒角机主体6-1输出端上安装有第二倒角刀具6-2。该第二倒角刀具6-2与其对应的一个工位4上的齿圈支座N的第二倒角N-2加工位置对应。
参见图5和8，优选地，所述第三倒角机7包括第三倒角机主体7-1，该第三倒角机主体7-1输出端上安装有第三倒角刀具7-2。该第三倒角刀具7-2与其对应的一个工位4上的齿圈支座N的第三倒角N-3加工位置对应。
参见图3和9-10，优选地，所述第四倒角机主体8-1，该第四倒角机主体8-1输出端上安装有第四倒角刀具8-2。该第四倒角刀具8-2与其对应的一个工位4上的齿圈支座N的第四倒角N-4加工位置对应。
另外，该第一倒角机5、第二倒角机6、第三倒角机7及第四倒角机8均可采用现有倒角机结构和直接市场购买装配，由于属于现有技术，故而不赘述。
本发明的工作原理和特点如下：
第一，在加工时，对于第一个工位4操作时，需要先将已加工的齿圈支座N松开取下，然后再将另一个未加工的齿圈支座N装夹上去；
第二，而对于第二个工位4，该第一倒角机5与第二个工位4位置对应，该第一倒角机5用于将第二个工位4上装夹的齿圈支座N加工第一倒角N-1，该第一倒角刀具5-2位于所述齿圈支座N正上方，该第一倒角机主体5-1驱动所述第一倒角刀具5-2转动并沿齿圈支座N轴向向下进给运动，加工完成后再驱动该第一倒角刀具5-2上行复位；
第三，而对于第三个工位4，该第二倒角机6与第三个工位4位置对应，该第二倒角机6用于将第三个工位4上装夹的齿圈支座N加工第二倒角N-2，该第二倒角刀具6-2位于所述齿圈支座N外壁上端的径向，该第二倒角机主体6-1驱动所述第二倒角刀具6-2转动并沿齿圈支座N径向进给运动，同时该第三个工位4的旋转电机4-3启动工作，并可带动第三个工位4上的齿圈支座N做旋转运动，可使所述齿圈支座N外壁上端被周向倒角，当该第二倒角N-2加工完成后再驱动该第二倒角刀具6-2径向远离复位。
第四，而对于第四个工位4，该第三倒角机7与第四个工位4位置对应，该第三倒角机7用于将第四个工位4上装夹的齿圈支座N加工第三倒角N-3，该第三倒角刀具7-2位于所述齿圈支座N上一圈外齿下侧的径向，该第三倒角机主体7-1驱动所述第三倒角刀具7-2转动并沿齿圈支座N径向进给运动，同时该第四个工位4的旋转电机4-3启动工作，并可带动第四个工位4上的齿圈支座N做旋转运动，可使所述齿圈支座N的一圈外齿下侧被周向倒角，当该第三倒角N-3加工完成后再驱动该第三倒角刀具7-2径向远离复位；
而对于第五个工位4，该第四倒角机8与第五个工位4位置对应，该第四倒角机8用于将第五个工位4上装夹的齿圈支座N加工第四倒角N-4，该第四倒角刀具8-2位于所述齿圈支座N上一圈外齿上侧的径向，该第四倒角机主体8-1驱动所述第四倒角刀具8-2转动并沿齿圈支座N径向进给运动，同时该第五个工位4的旋转电机4-3启动工作，并可带动第五个工位4上的齿圈支座N做旋转运动，可使所述齿圈支座N的一圈外齿下侧被周向倒角，当该第四倒角N-4加工完成后再驱动该第四倒角刀具8-2径向远离复位。
因此该五个工位4所对应的上述不同工作为同步进行：即卸料装夹、第一倒角机5、第二倒角机6、第三倒角机7及第四倒角机8同步工作。假如以前采用四次装夹和四次倒角方式需要20分钟完成，那么采用发明设备完成的平均时间可达到低于4分钟(由于减少三次装夹且四个倒角同步加工)。上述五个工位4中完成本工位时间最长的一个工位作为一个工作周期，以保证每个工位都能在一个工作周期内完成。
而当完成一个工作周期后，再启动所述分度驱动机构3工作，该转盘2转动一个工位角度(即72°)，然后进入下一个工作周期。而上工作周期的五个工位在转盘2上会依次被切换为下一个相邻的工位5上，使每一个齿圈支座N在本设备上依次连续完成装夹(待加工线)、第一倒角加工、第二倒角加工、第三倒角加工及第四倒角加工及卸料(加工完成件)工作。
另外，本发明只需要配置一个操作者或搬运机械手，可以原地不动的装卸工件，操作方便，人工成本更低，同时操作者远离加工危险区域，加工过程更安全。
另外，本发明由于所述弹性套上部径向半径扩大变形时，而定位中心不变，可保证该齿圈支座N定位固定后的中心不变，可防止发生偏心而影响倒角加工，同时采用内撑固定齿圈支座N，该四个倒角刀具可正常进给加工且都不会发生干涉，以保障所述齿圈支座N上的四个倒角能分别被倒角加工。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种齿圈支座加工设备，其特征在于:包括机架(1)、转盘(2)、分度驱动机构(3)、五个工位(4)、第一倒角机(5)、第二倒角机(6)、第三倒角机(7)及第四倒角机(8)；
所述转盘(2)可转动地安装于所述机架(1)上，所述五个工位(4)安装在所述转盘(2)上且沿其周向均匀分布；
所述分度驱动机构(3)包括减速电机(3-1)和分度器(3-2)，所述减速电机(3-1)输出端通过所述分度器(3-2)与所述转盘(2)连接；
所述第一倒角机(5)、第二倒角机(6)、第三倒角机(7)及第四倒角机(8)分别与四个工位(4)位置一一对应；该第一倒角机(5)用于其对应的一个工位(4)上的齿圈支座(N)的第一倒角(N-1)加工；该第二倒角机(6)用于其对应的一个工位(4)上的齿圈支座(N)的第二倒角(N-2)加工；该第三倒角机(7)用于其对应的一个工位(4)上的齿圈支座(N)的第三倒角(N-3)加工；该第四倒角机(8)用于其对应的一个工位(4)上的齿圈支座(N)的第四倒角(N-4)加工；
所述工位(4)包括夹具底板(4-1)、齿圈支座夹具(4-2)及旋转电机(4-3)；该夹具底板(4-1)可转动地安装在所述转盘(2)上，所述旋转电机(4-3)输出端与所述夹具底板(4-1)连接且用于驱动所述夹具底板(4-1)旋转运动，所述齿圈支座夹具(4-2)安装在所述夹具底板(4-1)上且用于定位固定齿圈支座(N)。
2.如权利要求1所述的一种齿圈支座加工设备，其特征在于：所述第一倒角机(5)包括第一倒角机主体(5-1)，该第一倒角机主体(5-1)输出端上安装有第一倒角刀具(5-2)。
3.如权利要求1或2所述的一种齿圈支座加工设备，其特征在于：所述第二倒角机(6)包括第二倒角机主体(6-1)，该第二倒角机主体(6-1)输出端上安装有第二倒角刀具(6-2)。
4.如权利要求1-3中任一项所述的一种齿圈支座加工设备，其特征在于：述第三倒角机(7)包括第三倒角机主体(7-1)，该第三倒角机主体(7-1)输出端上安装有第三倒角刀具(7-2)。
5.如权利要求1-4中任一项所述的一种齿圈支座加工设备，其特征在于：所述第四倒角机主体(8-1)，该第四倒角机主体(8-1)输出端上安装有第四倒角刀具(8-2)。
6.如权利要求1-5中任一项所述的一种齿圈支座加工设备，其特征在于：所述齿圈支座夹具(4-2)包括支承套(4-21)、弹性套(4-22)、锥柱(4-23)、伸缩缸(4-24)；
该支承套(4-21)下端与所述夹具底板(4-1)固接；
该弹性套(4-22)下部位于所述支承套(4-21)内，该弹性套(4-22)下部与所述支承套(4-21)内壁固接；
该弹性套(4-22)上部侧壁设有多个轴向槽(4-221)，且各所述轴向槽(4-221)沿所述弹性套(4-22)周向分布，所述弹性套(4-22)内上端设有锥孔(4-222)；
所述锥柱(4-23)位于所述锥孔(4-222)内且与所述锥孔(4-222)相配适；
该伸缩缸(4-24)位于所述弹性套(4-22)下方，该伸缩缸(4-24)输出杆伸入所述弹性套(4-22)内且与所述锥柱(4-23)下端固接。
7.如权利要求6所述的一种齿圈支座加工设备，其特征在于：该支承套(4-21)上端面设有多个操作缺口(4-211)。各所述多个操作缺口(4-211)沿所述支承套(4-21)周向分布。
8.如权利要求6所述的一种齿圈支座加工设备，其特征在于：该支承套(4-21)下端设有第一法兰(4-212)，该第一法兰(4-212)通过第一螺栓(4-25)与所述夹具底板(4-1)固接。
9.如权利要求6-8中任一项所述的一种齿圈支座加工设备，其特征在于：该弹性套(4-22)下端设有第二法兰(4-223)，该支承套(4-21)内壁设有凸环(4-214)，该第二法兰(4-223)通过第二螺栓(4-26)与所述凸环(4-214)固接。
10.如权利要求1-9中任一项所述的一种齿圈支座加工设备，其特征在于：所述转盘(2)通过转轴(2-1)与机架(1)可转动连接，该分度驱动机构(3)输出端与所述转轴(2-1)下端同轴固接。
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