CN110773777B - 一种犁刀齿轮变速箱钻床夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种犁刀齿轮变速箱钻床夹具，包括底座；钻模板，通过立柱固定于底座的上方，所述工件位于所述钻模板和底座之间；端面定位组件，连接于所述钻模板的底部，适于限定待钻孔端面与所述钻模板端面平行；侧向定位块，连接于所述钻模板的底部，适于限制工件沿X向位移的自由度；轴端定位组件，固定于所述底座的顶部，适于定位所述工件的中心轴；压紧件，位于所述底座的顶部，适于将工件压紧于所述压紧件和所述钻模板之间。本发明所述的犁刀齿轮变速箱钻床夹具，针对工件独特的外形结构，在满足端面钻孔加工要求的条件下简化了夹具结构，从而大大加快了装夹速度，提高了加工效率。

Description

一种犁刀齿轮变速箱钻床夹具

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，特别涉及装夹工具技术领域，尤其涉及一种犁刀齿轮变速箱钻床夹具。

背景技术

犁刀齿轮变速箱的箱体结构(以下简称工件)的圆周侧面上具有凸台斜面，当对位于工件圆周侧面上的安装面进行加工时，凸台斜面会影响所述工件的定位，因此使用普通的平面夹具无法实现其准确定位夹紧，往往需要使用许多辅助工具或者多种夹角叠加使用，装夹速度大大降低，装夹工具结构复杂，加工成本高，为此需要设计一种适用于犁刀齿轮变速箱的箱体结构的装夹工具。

本发明是针对工件圆周侧面上的安装端面的钻孔加工工序设计的装夹工具，钻孔加工时需要保证孔位精准，因此需要实现六个自由度的全面定位。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中在对犁刀齿轮变速箱的箱体安装面钻孔加工工序中，用于装夹犁刀齿轮变速箱的箱体的夹具结构复杂，装夹速度较慢，加工效率低技术问题，本发明提供了一种犁刀齿轮变速箱钻床夹具来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种犁刀齿轮变速箱钻床夹具，包括底座；钻模板，通过立柱固定于底座的上方，所述工件位于所述钻模板和底座之间；端面定位组件，连接于所述钻模板的底部，适于限定待钻孔端面与所述钻模板端面平行；侧向定位块，连接于所述钻模板的底部，适于限制工件沿X向位移的自由度；轴端定位组件，固定于所述底座的顶部，适于定位所述工件的中心轴；压紧件，位于所述底座的顶部，适于将工件压紧于所述压紧件和所述钻模板之间。

其中端面定位组件用于限定待钻孔端面所在平面，从而限制工件的以下三个自由度：绕X向旋转、绕Y向旋转、以及沿Z向位移。侧向定位块限制工件沿X向位移的自由度，轴端定位组件用于限制工件的以下两个自由度：绕Z向旋转和沿Y向位移，从而实现工件六个自由度的全面定位，钻模板作为钻孔基准端面使用，结合轴端定位组件和侧向定位块与钻模板的相对位置在钻模板上预先标记钻孔位置，可以实现孔位的精准定位。

进一步的，所述钻模板上还固定有与钻孔位置点对应的一个或者多个钻套，所述钻套的轴线方向与所述钻模的上端面垂直。

进一步的，所述端面定位组件为固定于所述钻模板的底部的两个或者两个以上支撑块，所述支撑块的下表面与所述钻模板的上端面平行，且每个所述支撑块分别与待钻孔端面上不同的表面贴合。

优选的，所述支撑块设置有两组，每组所述支撑块中的两个支撑块分别与待钻孔端面上的两个平行端面贴合，两组所述支撑块分别与待钻孔端面上的相邻端面贴合。

进一步的，所述侧向定位块为固定于所述钻模板的底部且适于同时贴合工件的两个相互平行的内侧壁的对中定位块，所述内侧壁对应于，所述工件上与所述轴孔的中心轴垂直的侧壁。

优选的，所述轴端定位组件对称设置有两组，分别顶压工件的两端轴孔。

进一步的，所述轴端定位组件包括轴向气缸和定位心轴，所述轴向气缸固定于所述底座的顶部，所述定位心轴的一端与所述轴向气缸的第一活塞杆连接，另一端插入所述工件的轴孔，且定位心轴与朝向所述轴向气缸的所述工件端面挤压接触。

优选的，靠近所述工件的所述定位心轴的一端为沿轴线向工件延伸方向径向尺寸逐渐减小的锥形结构。

进一步的，所述压紧件包括固定于所述底座的底部的垂向气缸和与所述垂向气缸的第一活塞杆连接的V型块，当所述垂向气缸的第一活塞杆伸出时，所述V型块适于挤压所述工件的下表面。

进一步的，所述V型块的顶面包含中间平面和位于所述中间平面的两侧并适于与所述工件的圆周侧面相切压紧的第一斜面和第二斜面，所述第一斜面的中部具有适于容纳工件的凸台斜面的凹槽。

本发明的有益效果是：

(1)本发明所述的犁刀齿轮变速箱钻床夹具，针对工件独特的外形结构，在满足端面钻孔加工要求的条件下简化了夹具结构，从而大大加快了装夹速度，提高了加工效率。

(2)本发明通过端面定位组件、侧向定位块和端面定位组件实现工件六个自由度的全面定位，钻模板作为钻孔基准端面使用，结合轴端定位组件和侧向定位块与钻模板的相对位置在钻模板上预先标记钻孔位置，可以实现孔位的精准定位。

(3)本发明中所述轴端定位组件采用气缸推动的方式将定位心轴顶入工件的轴孔内，自动化程度较高，且可以有效保证两端轴孔沿水平轴方向设置。

(4)本发明中所述侧向定位块为贴合工件的两个相互平行的内侧壁的对中定位块，利用待钻孔端面内侧壁的对称性结构，使工件轴向对中定位，同时根据所述侧向定位块的位置可以实现对称标记钻孔位置。

(5)本发明通过带有V型块的压紧件实现工件的Z向压紧，V型块根据工件独特的外形特征设置顶面结构，避免结构干涉，且由垂向气缸带动升降，操作简单快速。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是犁刀齿轮变速箱的结构示意图；

图2是本发明所述的犁刀齿轮变速箱钻床夹具的具体实施方式的立体图；

图3是图2所示犁刀齿轮变速箱钻床夹具的主视图；

图4是图2所示犁刀齿轮变速箱钻床夹具的俯视图；

图5是图3中a处放大图；

图6是图3的A-A向剖视图；

图7是图4的B-B向剖视图；

图8是图7中b处放大图；

图9是本发明所述的犁刀齿轮变速箱钻床夹具中所述X型块的结构示意图；

图10是使用本发明所述夹具时工件的定位夹紧方案示意图。

图中，1、底座，2、钻模板，3、支撑块，4、侧向定位块，5、轴端定位组件，501、轴向气缸，5011、第一缸筒，5012、第一前盖，5013、第一后盖，5014、第一活塞，5015、第一活塞杆，502、定位心轴，5021、锥形结构，6、压紧件， 601、垂向气缸，6011、第二缸筒，6012、第二前盖，6013、第二后盖，6014、第二活塞，6015、第二活塞杆，602、V型块，6021、中间平面，6022、第一斜面，6023、第二斜面，6024、凹槽，7、工件，701、待钻孔端面，702、安装孔， 703、定位孔，704、轴孔，705、凸台斜面，8、立柱，9、固定钻套，10、快换钻套，11、内侧壁。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明中所述中心轴是指工件7的轴孔704的中心轴。

如图1所示为工件7的结构示意图，工件7的上表面为待钻孔端面701，待钻孔端面701具有六个待钻孔位，其中四个顶角处的孔位为安装孔702，孔径较大，位于相邻安装孔702之间的孔位为定位孔703，孔径较小，工件7的前后端面圆孔即为轴孔704，工件7的右下方具有凸台斜面705。

如图2、图3、图6所示，一种犁刀齿轮变速箱钻床夹具，包括底座1、钻模板2、端面定位组件、侧向定位块4、轴端定位组件5和压紧件6，钻模板2 为平板结构，通过立柱8固定于底座1的上方，工件7位于钻模板2和底座1 之间，立柱8为可拆卸的结构，例如螺栓螺母连接，立柱8优选设置四个，中心对称布置于钻模板2的四个顶角处；端面定位组件，连接于钻模板2的底部，适于限定待钻孔端面701与钻模板2端面平行，即待钻孔端面701与Z轴垂直，此时工件7仅能绕Z向旋转以及沿X向和Y向位移；侧向定位块4，连接于钻模板2的底部，适于限制工件7沿X向位移的自由度；轴端定位组件5，固定于底座1的顶部，适于定位工件7的中心轴，对工件7轴向定位，并限制工件7 绕Z向旋转；压紧件6，位于底座1的顶部，适于将工件7压紧于压紧件6和钻模板2之间。从而使本发明实现工件7六个自由度的全面限制并保证钻孔过程中工件7始终处于夹紧状态，由于侧向定位块4和端面定位组件均固定于钻模板2上，通过侧向定位块4和端面定位组件的位置可在钻模板2上预先标记钻孔位置，有利于精确定位。

实际钻孔时往往在待钻孔部位设置钻套，钻头经钻套对工件7表面钻孔，钻套可有效避免钻头弯曲，在本发明的一个具体实施例中，钻模板2上还固定有与钻孔位置点对应的一个或者多个钻套，钻套的轴线方向与钻模的上端面垂直。以加工图1所示工件7为例，钻模板2上固定有六个钻套，分别为四个固定钻套9和两个快换钻套10(如图4所示)，四个固定钻套9与工件7上的四个安装孔702对应，可一次加工成型，两个快换钻套10与工件7上的两个定位孔 703对应，定位孔703为细孔，需要更换钻头完成钻孔。

在本发明的一个具体实施例中，如图6和图8所示，端面定位组件为固定于钻模板2的底部的两个或者两个以上支撑块3，支撑块3的下表面与钻模板2 的上端面平行，且每个支撑块3分别与待钻孔端面701上不同的表面贴合。安装时支撑块3的下表面与待钻孔表面贴合，待钻孔端面701由四个矩形面首尾相接围成，相邻矩形面相互垂直布置，通过在不同矩形面上贴合设置支撑块3 可以实现平面定位。支撑块3的底部设置沉孔，采用螺钉或者铆钉从支撑块3 的底部沉孔处与钻模板2安装固定。

作为优选的，支撑块3设置有两组，每组支撑块3中的两个支撑块3分别与待钻孔端面701上的两个平行端面贴合，两组支撑块3分别与待钻孔端面701 上的相邻端面贴合。即共设置有四个支撑块3，四个支撑块3分别与四个矩形面贴合布置。

在本发明的一个具体实施例中，如图6和图8所示，侧向定位块4为固定于钻模板2的底部且适于同时贴合工件7的两个相互平行的内侧壁11的对中定位块，内侧壁11对应于，工件7上与轴孔704的中心轴垂直的侧壁。图1中所示工件7为对称结构，对称面位于两端轴孔704之间并与中心轴垂直，对中定位块与工件7上两个相互对称的内侧壁11贴合，实现工件7的X向位置定位，同时对中定位块的对称轴即为待钻孔端面701的对称轴，通过对中定位块即可在钻模板2上得到孔位的X向位置。对中定位块与钻模板2也采用螺钉或者铆钉从对中定位块的底部安装固定。

轴端定位组件5对称设置有两组，分别顶压工件7的两端轴孔704。轴端定位组件5可以为但不仅限于如下结构：如图7所示，包括轴向气缸501和定位心轴502，轴向气缸501固定于底座1的顶部，定位心轴502的一端与轴向气缸 501的第一活塞杆5015连接，另一端插入工件7的轴孔704，且定位心轴502 与朝向轴向气缸501的工件7端面挤压接触。轴向气缸501即普通气缸，为现有技术，本发明中仅作简要介绍，轴向气缸501的气缸轴与工件7的中心轴同轴，主要包括第一缸筒5011、第一前盖5012、第一后盖5013、第一活塞5014 和第一活塞杆5015，第一前盖5012和第一后盖5013封闭于第一缸筒5011的前后端面上，第一前盖5012和第一后盖5013分别固定在底座1上，第一活塞5014 位于第一缸筒5011内并带动第一活塞杆5015运动，第一活塞杆5015的伸出端具有安装螺纹孔，用于安装定位心轴502，定位心轴502可以与轴孔704采用过盈配合，在本发明的一个优选实施例中，靠近工件7的定位心轴502的一端为沿轴线向工件7延伸方向径向尺寸逐渐减小的锥形结构5021，即位于轴孔704 内部的定位心轴502的径向尺寸较小，位于轴孔704外侧的定位心轴502的径向尺寸较大，通过两端轴端定位组件5夹紧工件7。如图6所示，伸入轴孔704 内部的定位心轴502横截面边缘优选由线段和圆弧组成，从而使定位心轴502 与轴孔704之间具有足够间隙，有利于定位心轴502迅速插入轴孔704内。

压紧件6为能够实现沿Z向向上压紧工件7的结构，作为优选的，如图6 所示，包括固定于底座1的底部的垂向气缸601和与垂向气缸601的活塞杆连接的V型块602，当垂向气缸601的活塞杆伸出时，V型块602适于挤压工件7 的下表面。垂向气缸601的结构与轴向气缸501相同，区别仅在于垂向气缸601 的气缸轴与工件7的中心轴垂直，如图8所示，垂向气缸601包括第二缸筒6011、第二前盖6012、第二后盖6013、第二活塞6014和第二活塞杆6015，垂向气缸 601设置于底座1的底部是为了节约底座1上部空间，降低工件7悬空距离，提高装夹可靠性，此时底座1的两边具有支撑脚、中部抬高，用于容纳垂向气缸 601。由于工件7的下表面为圆周面，故使用带有倾角的V型块602挤压工件7，使工件7挤压时始终受到指向V型块602的凹陷处的力，避免工件7打滑脱出。 V型块602与第二活塞杆6015可以采用螺钉连接。

在本发明的一个具体实施例中，如图5、图6和图9所示，V型块602 的顶面包含中间平面6021和位于中间平面6021的两侧并适于与工件7的圆周侧面相切压紧的第一斜面6022和第二斜面6023，第一斜面6022与第二斜面6023 形成V型结构，第一斜面6022的中部具有适于容纳工件7的凸台斜面705的凹槽6024。

使用本发明进行工件7装夹时，工件7的安装过程为：先将待钻孔端面701 与四个支撑块3接触，同时两个内侧面与对中定位块的两个外侧面接触，紧固立柱8，接着用手扳动气阀使轴向气缸501进气，两个轴向气缸501同时工作并推动两个第一活塞杆5015伸出，带动两个定位心轴502分别插入工件7的两个轴孔704中，实现了完全定位，然后再扳动另一气阀使垂向气缸601进气，垂向气缸601推动第二活塞杆6015伸出，使V型块602向上压紧工件7；等待加工。

工件7的拆卸过程是：首先，扳动气阀使垂向气缸601出气，第二活塞杆 6015缩回，V型块602松开工件7，随后，扳动另一个气阀使轴向气缸501出气，两个轴向气缸501同时带动两个第一活塞杆5015缩回，带动两个定位心轴 502分别拔出工件7的两个轴孔704，接着拆除立柱8，移除钻模板2；最后取出工件7。

图10中示出了本发明的定位夹紧方案，所述方向一以待钻孔端面701为定位平面，限制绕X向旋转、绕Y向旋转、以及沿Z向位移三个自由度，所述方向二为内侧对中定位，限制X向位移的自由度，所述方向三为向上夹紧，所述位置一以两端轴孔704为粗定位基准，限制绕Z向旋转和沿Y向位移两个自由度。

在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种犁刀齿轮变速箱钻床夹具，其特征在于，包括：

底座(1)；

钻模板(2)，通过立柱(8)固定于底座(1)的上方，工件(7)位于所述钻模板(2)和底座(1)之间；

端面定位组件，连接于所述钻模板(2)的底部，适于限定待钻孔端面(701)与所述钻模板(2)端面平行；

侧向定位块(4)，连接于所述钻模板(2)的底部，适于限制工件(7)沿X向位移的自由度；

轴端定位组件(5)，固定于所述底座(1)的顶部，适于定位所述工件(7)的中心轴；

压紧件(6)，位于所述底座(1)的顶部，适于将工件(7)压紧于所述压紧件(6)和所述钻模板(2)之间；

所述轴端定位组件(5)对称设置有两组，分别顶压工件(7)的两端轴孔(704)；

所述轴端定位组件(5)包括轴向气缸(501)和定位心轴(502)，所述轴向气缸(501)固定于所述底座(1)的顶部，所述定位心轴(502)的一端与所述轴向气缸(501)的第一活塞杆(5015)连接，另一端插入所述工件(7)的轴孔(704)，且定位心轴(502)与朝向所述轴向气缸(501)的所述工件(7)端面挤压接触。

2.根据权利要求1所述的犁刀齿轮变速箱钻床夹具，其特征在于：所述钻模板(2)上还固定有与钻孔位置点对应的一个或者多个钻套，所述钻套的轴线方向与所述钻模的上端面垂直。

3.根据权利要求1所述的犁刀齿轮变速箱钻床夹具，其特征在于：所述端面定位组件为固定于所述钻模板(2)的底部的两个或者两个以上的支撑块(3)，所述支撑块(3)的下表面与所述钻模板(2)的上端面平行，且每个所述支撑块(3)分别与待钻孔端面(701)上不同的表面贴合。

4.根据权利要求3所述的犁刀齿轮变速箱钻床夹具，其特征在于：所述支撑块(3)设置有两组，每组所述支撑块(3)中的两个支撑块(3)分别与待钻孔端面(701)上的两个平行端面贴合，两组所述支撑块(3)分别与待钻孔端面(701)上的相邻端面贴合。

5.根据权利要求1所述的犁刀齿轮变速箱钻床夹具，其特征在于：所述侧向定位块(4)为固定于所述钻模板(2)的底部且适于同时贴合工件(7)的两个相互平行的内侧壁(11)的对中定位块，所述内侧壁(11)对应于，所述工件(7)上与轴孔(704)的中心轴垂直的侧壁。

6.根据权利要求1所述的犁刀齿轮变速箱钻床夹具，其特征在于：靠近所述工件(7)的所述定位心轴(502)的一端为沿轴线向工件(7)延伸方向径向尺寸逐渐减小的锥形结构(5021)。

7.根据权利要求1所述的犁刀齿轮变速箱钻床夹具，其特征在于：所述压紧件(6)包括固定于所述底座(1)的底部的垂向气缸(601)和与所述垂向气缸(601)的第一活塞杆(5015)连接的V型块(602)，当所述垂向气缸(601)的第一活塞杆(5015)伸出时，所述V型块(602)适于挤压所述工件(7)的下表面。

8.根据权利要求7所述的犁刀齿轮变速箱钻床夹具，其特征在于：所述V型块(602)的顶面包含中间平面(6021)和位于所述中间平面(6021)的两侧并适于与所述工件(7)的圆周侧面相切压紧的第一斜面(6022)和第二斜面(6023)，所述第一斜面(6022)的中部具有适于容纳工件(7)的凸台斜面(705)的凹槽(6024)。

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