CN111571231B - 一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动加工技术领域，具体是涉及一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备，包括有第一直线位移机构、旋转驱动机构、旋转工作台、同步夹紧机构、固定工装、第一对接机构、第二对接机构、第二直线位移机构、车削刀头和控制器；旋转驱动机构安装在第一直线位移机构上，旋转工作台设置于旋转驱动机构上，同步夹紧机构设置在旋转工作台上，固定工装安装在同步夹紧机构工作端上，第一对接机构安装在同步夹紧机构上，第二对接机构架设在第一直线位移机构行程末端上方，第二直线位移机构固定安装在第一对接机构中央位置，车削刀头可拆卸地安装在第二直线位移机构工作端上；该方案定位准确，良品率高，工作效率高，降低了人力成本。

Description

一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备

技术领域

本发明涉及自动加工技术领域，具体是涉及一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备。

背景技术

同步器是汽车变速箱的关键部件之一，同步器滑动齿套的尺寸精度不仅影响同步器分总成的装配精度，同时对变速器整箱的使用寿命，精度等级以及噪音都有直接影响。

变速箱副箱同步器中，多采用锁销式同步器结构，同步器滑动齿套为其核心部件。

同步器滑动齿套加工过程中先将外圈车削出外槽，然后再对其内壁车削沟槽。现有技术中对同步器滑动齿套的沟槽的自动加工设备复杂，成本高，且需要配备大量定位组件，否则会影响其良品率，成本大大提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备，该技术方案解决了上述问题，定位准确，加工效果好，良品率高，提高了工作效率，降低了人力成本。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备，利用工件的外槽对其加工沟槽，其特征在于，包括有第一直线位移机构、旋转驱动机构、旋转工作台、同步夹紧机构、固定工装、第一对接机构、第二对接机构、第二直线位移机构、车削刀头和控制器；

旋转驱动机构安装在第一直线位移机构工作端上，旋转工作台可旋转地设置于旋转驱动机构上，同步夹紧机构均匀地围绕旋转工作台轴线分布且工作端沿旋转工作台径向移动，固定工装安装在同步夹紧机构的多个工作端上且数量与同步夹紧机构工作端数量相同，第一对接机构安装在同步夹紧机构位于旋转工作台中央部分的上方，第二对接机构架设在第一直线位移机构行程末端上方且工作端竖直向下设置，第一对接机构和第二对接机构上设有用于相互感应的传感器，第二直线位移机构固定安装在第一对接机构中央位置，车削刀头可拆卸地沿水平方向固定安装在第二直线位移机构工作端上，第一直线位移机构、旋转驱动机构、同步夹紧机构、第二对接机构、第二直线位移机构均与控制器电连接。

作为一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备的一种优选方案，所述旋转驱动机构包括有安装箱、第一旋转驱动器、蜗杆、蜗轮和导向组件；安装箱安装在第一直线位移机构工作端上，第一旋转驱动器安装在安装箱上，蜗杆两端与安装箱两侧转动连接且端部与第一旋转驱动器输出端固定连接，蜗轮套接在旋转工作台底端且与旋转工作台处于同一轴线上，蜗轮与蜗杆啮合传动，导向组件与旋转工作台同轴设置且上下两端分别与旋转工作台工作端底面、安装箱上端面固定连接，旋转工作台还与安装箱的上下两端转动连接，第一旋转驱动器与控制器电连接。

作为一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备的一种优选方案，所述导向组件包括有安装环、导柱、滚珠、导向环和导向槽；安装环围绕旋转工作台轴线设置在旋转工作台工作端底面上，若干导柱围绕安装环轴线垂直设置在安装环底端，滚珠与导柱底端的球形凹槽球连接，导向环围绕旋转工作台轴线设置在安装箱上端，环形的导向槽围绕导向环开设在导向环上端，滚珠底侧与导向槽球连接。

作为一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备的一种优选方案，所述旋转工作台包括有下层台板、上层台板、旋转轴和导轨；上层台板、下层台板、旋转轴自上而下地同轴设置，下层台板直径大于上层台板，与同步夹紧机构工作端数量相同组数的导轨围绕上层台板轴线均匀开设在上层台板上，每组导轨的对称轴均沿上层台板径向设置，同步夹紧机构固定端一端围绕旋转工作台轴线设置在下层台板外缘处，同步夹紧机构固定端的另一端设置在下层台板中央位置，旋转轴与旋转驱动机构的输出端固定连接且与旋转驱动机构的固定端转动连接。

作为一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备的一种优选方案，所述同步夹紧机构包括有安装耳、第二旋转驱动器、安装框体、滑块、螺杆、第一锥齿轮和第二锥齿轮；若干安装耳均匀围绕旋转工作台轴线分布在旋转工作台上端外缘处，第二旋转驱动器安装在任一安装耳上并与螺杆端部固定连接，安装框体安装在旋转工作台中央位置，与安装耳数量对应的螺杆一端与安装耳转动连接，若干螺杆的另一端均同时与安装耳铰接，滑块与旋转工作台滑动连接且与螺杆螺纹连接，与螺杆数量相同的第一锥齿轮固定安装在螺杆靠近安装框体的一端上，第二锥齿轮与旋转工作台中央位置转动连接且轴线共线，若干第一锥齿轮同时与第二锥齿轮啮合，固定工装固定安装在滑块上端，第二旋转驱动器与控制器电连接。

作为一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备的一种优选方案，所述固定工装包括有外圆抵接部、外槽卡接部和上缘下压部；外圆抵接部整体为与工件尺寸匹配的弧形结构，外圆抵接部、外槽卡接部、上缘下压部依次自下而上形成一个整体，工作状态下，外圆抵接部靠近旋转工作台轴线方向的一侧抵紧工件外槽下方外部弧面，外槽卡接部卡接到工件的外槽内且上下两端分别抵紧工件外槽上下端面，上缘下压部为向旋转工作台轴线方向倾斜的斜面结构，上缘下压部底端抵紧工件上端外缘。

作为一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备的一种优选方案，所述第一对接机构包括有端盖、薄壁轴承、卡接圆台和异形凹陷部；端盖固定安装在同步夹紧机构中央位置上方，薄壁轴承外圈与端盖顶端中央位置处的凹槽过盈配合，卡接圆台与薄壁轴承内圈过盈配合，异形凹陷部开设在卡接圆台中央位置，异形凹陷部横截面与第二对接机构工作端恒截面形状相同。

作为一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备的一种优选方案，所述第二对接机构包括有龙门架、直线驱动器、滑行挂架、固定板和异形插接杆；龙门架架设在第一直线位移机构行程末端上方，直线驱动器设置在龙门架上且工作方向沿竖直方向设置，滑行挂架与直线驱动器滑动连接，固定板固定安装在滑行挂架上，异形插接杆垂直安装在固定板底端且轴线竖直设置，直线驱动器与控制器电连接。

作为一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备的一种优选方案，所述第二直线位移机构包括有折弯安装架、第三旋转驱动器、驱动齿轮、齿条和导向部；折弯安装架安装在第一对接机构活动端上，第三旋转驱动器安装在折弯安装架的水平部上且输出端竖直向下设置，驱动齿轮安装在第三旋转驱动器的输出端上，导向部沿齿条的长度方向设置在齿条上，导向部与折弯安装架的竖直部滑动连接，齿条与驱动齿轮啮合，车削刀头可拆卸地水平设置在齿条的一端上，第三旋转驱动器与控制器电连接。

作为一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备的一种优选方案，所述导向部为燕尾形凸块。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

初始状态下第一直线位移机构工作端位于远离第二对接机构的位置处，此时若干同步夹紧机构上的固定工装均与旋转工作台的轴线保持相同距离且相互间间距较大。工作人员将已经加工过外槽的工件围绕着第一对接机构放置到若干同步夹紧机构工作端顶端，然后控制器发送信号给同步夹紧机构,同步夹紧机构收到信号后同步地驱动若干个工作端沿旋转工作台径向相互靠近并逐渐压紧工件的外圈使其无法在同步夹紧机构工作端端面上进行水平移动，图中同步夹紧机构工作端及固定工装数量为三个，通过三个方向夹紧工件，并通过卡接其外槽上下端面使其无法沿自身轴线方向即竖直方向窜动，固定工装还将工件上端外缘向下压紧，进一步保证其稳定性，至此工件与旋转工作台轴线共线，且内圈车削沟槽位置与车削刀头工作端处于同一水平面上，车削刀头此时处于工件内圈处。然后控制器发送信号给第一直线位移机构，旋转驱动机构收到信号后其工作端带着旋转驱动机构、旋转工作台、同步夹紧机构、固定工装、第一对接机构、第二直线位移机构、车削刀头移动到第一直线位移机构的行程末端并处于第二对接机构正下方。控制器通过第二对接机构和第一对接机构之间设置的两对漫反射式红外光电传感器和用于感应的螺栓来进行两点定位从而确保第一对接机构此时工作端对接处正对第二对接机构工作端。当第一对接机构位置发生偏转时，控制器发送信号给旋转驱动机构,旋转驱动机构收到信号后驱动旋转工作台旋转进而带动第一对接机构旋转到正确位置。当第一对接机构和第二对接机构对齐后，控制器发送信号给第二对接机构,第二对接机构收到信号后驱动其工作端下行从而与第一对接机构顶端相互卡接使第一对接机构活动端无法发生旋转。然后控制器再发送信号给旋转驱动机构,旋转驱动机构收到信号后带着旋转工作台高速旋转，被固定工装固定住的工件围绕自身轴线高速旋转，而第一对接机构的活动端则与第二直线位移机构工作端一同保持静止，因而与工件发生高速的相对旋转。然后控制器发送信号给第二直线位移机构，第二直线位移机构收到信号后驱动车削刀头进行水平直线位移从而使其端部逐渐靠近工件内壁并进行车削，最终车削形成沟槽。当加工完成后，控制器控制各组件复位从而使工件重新回到第一直线位移机构初始位置，然后工作人员将工件卸下进行后续的作业。车削刀头长期使用后会有一定磨损，通过螺栓固定连接的方式固定安装，可以方便地更换，确保设备的工作效果。除人工手动上下料外还可以通过机器人机器手自动上下料。通过将导向部设置为燕尾形状使提高其装配效果，防止齿条松动影响车削刀头的工作效果，进一步提高了结构的稳定性。

1、定位准确，加工效果好，良品率高；

2、提高了工作效率；

3、降低了人力成本。

附图说明

图1为本发明的所加工的工件立体图；

图2为本发明的整体立体图；

图3为本发明的局部立体图；

图4为图3的正视图；

图5为图4中A-A截面立体剖视图；

图6为本发明的导向组件立体分解图；

图7为本发明的旋转工作台立体图；

图8为本发明的同步夹紧机构安装于旋转工作台上的俯视图；

图9为本发明的固定工装立体图；

图10为本发明的局部立体图二；

图11为图10第二视角立体图；

图12为本发明的第二对接机构立体图。

图中标号为：

1、第一直线位移机构；

2、旋转驱动机构；2a、安装箱；2b、第一旋转驱动器；2c、蜗杆；2d、蜗轮；2e、导向组件；2e1、安装环；2e2、导柱；2e3、滚珠；2e4、导向环；2e5、导向槽；

3、旋转工作台；3a、下层台板；3b、上层台板；3c、旋转轴；3d、导轨；

4、同步夹紧机构；4a、安装耳；4b、第二旋转驱动器；4c、安装框体；4d、滑块；4e、螺杆；4f、第一锥齿轮；4g、第二锥齿轮；

5、固定工装；5a、外圆抵接部；5b、外槽卡接部；5c、上缘下压部；

6、第一对接机构；6a、端盖；6b、薄壁轴承；6c、卡接圆台；6d、异形凹陷部；

7、第二对接机构；7a、龙门架；7b、直线驱动器；7c、滑行挂架；7d、固定板；7e、异形插接杆；

8、第二直线位移机构；8a、折弯安装架；8b、第三旋转驱动器；8c、驱动齿轮；8d、齿条；8e、导向部；

9、车削刀头。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至3所示，一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备，利用工件SS的外槽S1对其加工沟槽S2，其特征在于，包括有第一直线位移机构1、旋转驱动机构2、旋转工作台3、同步夹紧机构4、固定工装5、第一对接机构6、第二对接机构7、第二直线位移机构8、车削刀头9和控制器；

旋转驱动机构2安装在第一直线位移机构1工作端上，旋转工作台3可旋转地设置于旋转驱动机构2上，同步夹紧机构4均匀地围绕旋转工作台3轴线分布且工作端沿旋转工作台3径向移动，固定工装5安装在同步夹紧机构4的多个工作端上且数量与同步夹紧机构4工作端数量相同，第一对接机构6安装在同步夹紧机构4位于旋转工作台3中央部分的上方，第二对接机构7架设在第一直线位移机构1行程末端上方且工作端竖直向下设置，第一对接机构6和第二对接机构7上设有用于相互感应的传感器，第二直线位移机构8固定安装在第一对接机构6中央位置，车削刀头9可拆卸地沿水平方向固定安装在第二直线位移机构8工作端上，第一直线位移机构1、旋转驱动机构2、同步夹紧机构4、第二对接机构7、第二直线位移机构8均与控制器电连接。

初始状态下第一直线位移机构1工作端位于远离第二对接机构7的位置处，此时若干同步夹紧机构4上的固定工装5均与旋转工作台3的轴线保持相同距离且相互间间距较大。工作人员将已经加工过外槽S1的工件围绕着第一对接机构6放置到若干同步夹紧机构4工作端顶端，然后控制器发送信号给同步夹紧机构4,同步夹紧机构4收到信号后同步地驱动若干个工作端沿旋转工作台3径向相互靠近并逐渐压紧工件的外圈使其无法在同步夹紧机构4工作端端面上进行水平移动，图中同步夹紧机构4工作端及固定工装5数量为三个，通过三个方向夹紧工件，并通过卡接其外槽S1上下端面使其无法沿自身轴线方向即竖直方向窜动，固定工装5还将工件上端外缘向下压紧，进一步保证其稳定性，至此工件与旋转工作台3轴线共线，且内圈车削沟槽S2位置与车削刀头9工作端处于同一水平面上，车削刀头9此时处于工件内圈处。然后控制器发送信号给第一直线位移机构1，旋转驱动机构2收到信号后其工作端带着旋转驱动机构2、旋转工作台3、同步夹紧机构4、固定工装5、第一对接机构6、第二直线位移机构8、车削刀头9移动到第一直线位移机构1的行程末端并处于第二对接机构7正下方。控制器通过第二对接机构7和第一对接机构6之间设置的两对漫反射式红外光电传感器和用于感应的螺栓来进行两点定位从而确保第一对接机构6此时工作端对接处正对第二对接机构7工作端。当第一对接机构6位置发生偏转时，控制器发送信号给旋转驱动机构2,旋转驱动机构2收到信号后驱动旋转工作台3旋转进而带动第一对接机构6旋转到正确位置。当第一对接机构6和第二对接机构7对齐后，控制器发送信号给第二对接机构7,第二对接机构7收到信号后驱动其工作端下行从而与第一对接机构6顶端相互卡接使第一对接机构6活动端无法发生旋转。然后控制器再发送信号给旋转驱动机构2,旋转驱动机构2收到信号后带着旋转工作台3高速旋转，被固定工装5固定住的工件围绕自身轴线高速旋转，而第一对接机构6的活动端则与第二直线位移机构8工作端一同保持静止，因而与工件发生高速的相对旋转。然后控制器发送信号给第二直线位移机构8，第二直线位移机构8收到信号后驱动车削刀头9进行水平直线位移从而使其端部逐渐靠近工件内壁并进行车削，最终车削形成沟槽S2。当加工完成后，控制器控制各组件复位从而使工件重新回到第一直线位移机构1初始位置，然后工作人员将工件卸下进行后续的作业。车削刀头9长期使用后会有一定磨损，通过螺栓固定连接的方式固定安装，可以方便地更换，确保设备的工作效果。除人工手动上下料外还可以通过机器人机器手自动上下料。

如图4和图5所示，所述旋转驱动机构2包括有安装箱2a、第一旋转驱动器2b、蜗杆2c、蜗轮2d和导向组件2e；安装箱2a安装在第一直线位移机构1工作端上，第一旋转驱动器2b安装在安装箱2a上，蜗杆2c两端与安装箱2a两侧转动连接且端部与第一旋转驱动器2b输出端固定连接，蜗轮2d套接在旋转工作台3底端且与旋转工作台3处于同一轴线上，蜗轮2d与蜗杆2c啮合传动，导向组件2e与旋转工作台3同轴设置且上下两端分别与旋转工作台3工作端底面、安装箱2a上端面固定连接，旋转工作台3还与安装箱2a的上下两端转动连接，第一旋转驱动器2b与控制器电连接。

所述第一旋转驱动器2b为伺服电机。控制器发送信号给第一旋转驱动器2b,第一旋转驱动器2b收到信号后驱动蜗杆2c旋转，蜗杆2c将扭矩传递给蜗轮2d进而带动旋转工作台3旋转，通过设置导向组件2e对旋转工作台3的旋转进行导向，使其运动更加流畅和稳定。通过蜗杆2c和蜗轮2d的配合提高了机械效率和旋转精度，便于对旋转工作台3进行位置调整。

如图6所示，所述导向组件2e包括有安装环2e1、导柱2e2、滚珠2e3、导向环2e4和导向槽2e5；安装环2e1围绕旋转工作台3轴线设置在旋转工作台3工作端底面上，若干导柱2e2围绕安装环2e1轴线垂直设置在安装环2e1底端，滚珠2e3与导柱2e2底端的球形凹槽球连接，导向环2e4围绕旋转工作台3轴线设置在安装箱2a上端，环形的导向槽2e5围绕导向环2e4开设在导向环2e4上端，滚珠2e3底侧与导向槽2e5球连接。

通过导柱2e2和滚珠2e3共同形成的结构对旋转工作台3进行支撑，通过滚珠2e3使旋转工作台3的旋转产生的滑动摩擦转变为滚动摩擦，提高了结构的流畅度并延长了设备的使用寿命。导向环2e4通过导向槽2e5进一步限定了旋转工作台3的旋转方向，使结构稳定可靠。

如图7所示，所述旋转工作台3包括有下层台板3a、上层台板3b、旋转轴3c和导轨3d；上层台板3b、下层台板3a、旋转轴3c自上而下地同轴设置，下层台板3a直径大于上层台板3b，与同步夹紧机构4工作端数量相同组数的导轨3d围绕上层台板3b轴线均匀开设在上层台板3b上，每组导轨3d的对称轴均沿上层台板3b径向设置，同步夹紧机构4固定端一端围绕旋转工作台3轴线设置在下层台板3a外缘处，同步夹紧机构4固定端的另一端设置在下层台板3a中央位置，旋转轴3c与旋转驱动机构2的输出端固定连接且与旋转驱动机构2的固定端转动连接。

通过下层台板3a和上层台板3b对同步夹紧机构4进行固定和支撑，通过导轨3d对同步夹紧机构4工作端的运动提供导向作用。通过旋转轴3c与旋转驱动机构2的连接使旋转工作台3整体可以流畅且稳定地在旋转驱动机构2上旋转。

如图8所示，所述同步夹紧机构4包括有安装耳4a、第二旋转驱动器4b、安装框体4c、滑块4d、螺杆4e、第一锥齿轮4f和第二锥齿轮4g；若干安装耳4a均匀围绕旋转工作台3轴线分布在旋转工作台3上端外缘处，第二旋转驱动器4b安装在任一安装耳4a上并与螺杆4e端部固定连接，安装框体4c安装在旋转工作台3中央位置，与安装耳4a数量对应的螺杆4e一端与安装耳4a转动连接，若干螺杆4e的另一端均同时与安装耳4a铰接，滑块4d与旋转工作台3滑动连接且与螺杆4e螺纹连接，与螺杆4e数量相同的第一锥齿轮4f固定安装在螺杆4e靠近安装框体4c的一端上，第二锥齿轮4g与旋转工作台3中央位置转动连接且轴线共线，若干第一锥齿轮4f同时与第二锥齿轮4g啮合，固定工装5固定安装在滑块4d上端，第二旋转驱动器4b与控制器电连接。

所述第二旋转驱动器4b为安装有减速机的伺服电机，通过减速机提高了伺服电机的输出扭矩。控制器发送信号给第二旋转驱动器4b,第二旋转驱动器4b驱动与其固定连接的螺杆4e旋转，螺杆4e另一端的第一锥齿轮4f驱动第二锥齿轮4g旋转，第二锥齿轮4g驱动另外几个第一锥齿轮4f同步旋转，另外几个第一锥齿轮4f带动与其固定连接的螺杆4e旋转，由此若干个螺杆4e同步旋转。在旋转工作台3导向和限位作用下，若干螺杆4e同步地驱动与其数量相同的滑块4d同步地相互靠近或远离。

如图9所示，所述固定工装5包括有外圆抵接部5a、外槽卡接部5b和上缘下压部5c；外圆抵接部5a整体为与工件尺寸匹配的弧形结构，外圆抵接部5a、外槽卡接部5b、上缘下压部5c依次自下而上形成一个整体，工作状态下，外圆抵接部5a靠近旋转工作台3轴线方向的一侧抵紧工件外槽S1下方外部弧面，外槽卡接部5b卡接到工件的外槽S1内且上下两端分别抵紧工件外槽S1上下端面，上缘下压部5c为向旋转工作台3轴线方向倾斜的斜面结构，上缘下压部5c底端抵紧工件上端外缘。

通过若干个固定工装5的上缘下压部5c将工件向旋转工作台3轴线处集中，通过外槽卡接部5b对工件外槽S1的抵接和上缘下压部5c斜面对工件产生的压下作用，工件被稳定地固定在同步夹紧机构4工作端上。

如图10所示，所述第一对接机构6包括有端盖6a、薄壁轴承6b、卡接圆台6c和异形凹陷部6d；端盖6a固定安装在同步夹紧机构4中央位置上方，薄壁轴承6b外圈与端盖6a顶端中央位置处的凹槽过盈配合，卡接圆台6c与薄壁轴承6b内圈过盈配合，异形凹陷部6d开设在卡接圆台6c中央位置，异形凹陷部6d横截面与第二对接机构7工作端恒截面形状相同。

异形凹陷部6d上方开设有便于第二对接机构7工作端滑入的倒角。与第二对接机构7对应的定位传感器组件的一端设置于卡接圆台6c上。图中异形凹陷部6d为三角形结构。通过薄壁轴承6b的作用，当第二对接机构7工作端与异形凹陷部6d相互卡接后，卡接圆台6c可以与第二对接机构7工作端保持静止从而与工件处于相对旋转的状态。通过端盖6a将第一对接机构6整体安装在同步夹紧机构4上使其可以随旋转工作台3一同运动。

如图12所示，所述第二对接机构7包括有龙门架7a、直线驱动器7b、滑行挂架7c、固定板7d和异形插接杆7e；龙门架7a架设在第一直线位移机构1行程末端上方，直线驱动器7b设置在龙门架7a上且工作方向沿竖直方向设置，滑行挂架7c与直线驱动器7b滑动连接，固定板7d固定安装在滑行挂架7c上，异形插接杆7e垂直安装在固定板7d底端且轴线竖直设置，直线驱动器7b与控制器电连接。

所述直线驱动器7b为同步带滑台。通过龙门架7a使第二对接机构7整体处于工件上方，且不会对第一直线位移机构1工作端的运动产生阻挡。当工件随第一直线位移机构1工作端移动到第二对接机构7工作端正下方时，控制器通过安装于固定板7d上的传感器对第一对接机构6上的对应组件进行定位，当第一对接机构6上的对应组件与异形插接杆7e完全对齐时，控制器发送信号给直线驱动器7b。直线驱动器7b收到信号后驱动滑行挂架7c带着固定板7d、异形插接杆7e一同竖直下行，异形插接杆7e底端插入第一对接机构6对应组件使第一对接机构6活动端与第二对接机构7保持相对静止。

如图11所示，所述第二直线位移机构8包括有折弯安装架8a、第三旋转驱动器8b、驱动齿轮8c、齿条8d和导向部8e；折弯安装架8a安装在第一对接机构6活动端上，第三旋转驱动器8b安装在折弯安装架8a的水平部上且输出端竖直向下设置，驱动齿轮8c安装在第三旋转驱动器8b的输出端上，导向部8e沿齿条8d的长度方向设置在齿条8d上，导向部8e与折弯安装架8a的竖直部滑动连接，齿条8d与驱动齿轮8c啮合，车削刀头9可拆卸地水平设置在齿条8d的一端上，第三旋转驱动器8b与控制器电连接。

所述第三旋转驱动器8b为安装有螺杆减速机的伺服电机，通过螺杆减速机对伺服电机提供自锁能力，且可以进一步提高伺服电机的控制精度。控制器发送信号给第三旋转驱动器8b,第三旋转驱动器8b收到信号后带动驱动齿轮8c旋转，驱动齿轮8c驱动齿条8d沿自身长度方向做直线运动，通过导向部8e与折弯安装架8a的滑动连接对齿条8d的移动提供导向和限位，齿条8d后端还设置有用于提供限位的凸块，也可以通过螺栓提供限位，可以方便地调节齿条8d的位移，进而确保车削刀头9的车削效果。

如图11所示，所述导向部8e为燕尾形凸块。

通过将导向部8e设置为燕尾形状使提高其装配效果，防止齿条8d松动影响车削刀头9的工作效果，进一步提高了结构的稳定性。

本发明的工作原理：

初始状态下第一直线位移机构1工作端位于远离第二对接机构7的位置处，此时若干同步夹紧机构4上的固定工装5均与旋转工作台3的轴线保持相同距离且相互间间距较大。工作人员将已经加工过外槽S1的工件围绕着第一对接机构6放置到若干同步夹紧机构4工作端顶端，然后控制器发送信号给同步夹紧机构4,同步夹紧机构4收到信号后同步地驱动若干个工作端沿旋转工作台3径向相互靠近并逐渐压紧工件的外圈使其无法在同步夹紧机构4工作端端面上进行水平移动，图中同步夹紧机构4工作端及固定工装5数量为三个，通过三个方向夹紧工件，并通过卡接其外槽S1上下端面使其无法沿自身轴线方向即竖直方向窜动，固定工装5还将工件上端外缘向下压紧，进一步保证其稳定性，至此工件与旋转工作台3轴线共线，且内圈车削沟槽S2位置与车削刀头9工作端处于同一水平面上，车削刀头9此时处于工件内圈处。然后控制器发送信号给第一直线位移机构1，旋转驱动机构2收到信号后其工作端带着旋转驱动机构2、旋转工作台3、同步夹紧机构4、固定工装5、第一对接机构6、第二直线位移机构8、车削刀头9移动到第一直线位移机构1的行程末端并处于第二对接机构7正下方。控制器通过第二对接机构7和第一对接机构6之间设置的两对漫反射式红外光电传感器和用于感应的螺栓来进行两点定位从而确保第一对接机构6此时工作端对接处正对第二对接机构7工作端。当第一对接机构6位置发生偏转时，控制器发送信号给旋转驱动机构2,旋转驱动机构2收到信号后驱动旋转工作台3旋转进而带动第一对接机构6旋转到正确位置。当第一对接机构6和第二对接机构7对齐后，控制器发送信号给第二对接机构7,第二对接机构7收到信号后驱动其工作端下行从而与第一对接机构6顶端相互卡接使第一对接机构6活动端无法发生旋转。然后控制器再发送信号给旋转驱动机构2,旋转驱动机构2收到信号后带着旋转工作台3高速旋转，被固定工装5固定住的工件围绕自身轴线高速旋转，而第一对接机构6的活动端则与第二直线位移机构8工作端一同保持静止，因而与工件发生高速的相对旋转。然后控制器发送信号给第二直线位移机构8，第二直线位移机构8收到信号后驱动车削刀头9进行水平直线位移从而使其端部逐渐靠近工件内壁并进行车削，最终车削形成沟槽S2。当加工完成后，控制器控制各组件复位从而使工件重新回到第一直线位移机构1初始位置，然后工作人员将工件卸下进行后续的作业。车削刀头9长期使用后会有一定磨损，通过螺栓固定连接的方式固定安装，可以方便地更换，确保设备的工作效果。除人工手动上下料外还可以通过机器人机器手自动上下料。通过将导向部8e设置为燕尾形状使提高其装配效果，防止齿条8d松动影响车削刀头9的工作效果，进一步提高了结构的稳定性。

Claims (10)

1.一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备，利用工件（SS）的外槽（S1）对其加工沟槽（S2），其特征在于，包括有第一直线位移机构（1）、旋转驱动机构（2）、旋转工作台（3）、同步夹紧机构（4）、固定工装（5）、第一对接机构（6）、第二对接机构（7）、第二直线位移机构（8）、车削刀头（9）和控制器；

旋转驱动机构（2）安装在第一直线位移机构（1）工作端上，旋转工作台（3）可旋转地设置于旋转驱动机构（2）上，同步夹紧机构（4）均匀地围绕旋转工作台（3）轴线分布且工作端沿旋转工作台（3）径向移动，固定工装（5）安装在同步夹紧机构（4）的多个工作端上且数量与同步夹紧机构（4）工作端数量相同，第一对接机构（6）安装在同步夹紧机构（4）位于旋转工作台（3）中央部分的上方，第二对接机构（7）架设在第一直线位移机构（1）行程末端上方且工作端竖直向下设置，第一对接机构（6）和第二对接机构（7）上设有用于相互感应的传感器，第二直线位移机构（8）固定安装在第一对接机构（6）中央位置，车削刀头（9）可拆卸地沿水平方向固定安装在第二直线位移机构（8）工作端上，第一直线位移机构（1）、旋转驱动机构（2）、同步夹紧机构（4）、第二对接机构（7）、第二直线位移机构（8）均与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备，其特征在于，所述旋转驱动机构（2）包括有安装箱（2a）、第一旋转驱动器（2b）、蜗杆（2c）、蜗轮（2d）和导向组件（2e）；安装箱（2a）安装在第一直线位移机构（1）工作端上，第一旋转驱动器（2b）安装在安装箱（2a）上，蜗杆（2c）两端与安装箱（2a）两侧转动连接且端部与第一旋转驱动器（2b）输出端固定连接，蜗轮（2d）套接在旋转工作台（3）底端且与旋转工作台（3）处于同一轴线上，蜗轮（2d）与蜗杆（2c）啮合传动，导向组件（2e）与旋转工作台（3）同轴设置且上下两端分别与旋转工作台（3）工作端底面、安装箱（2a）上端面固定连接，旋转工作台（3）还与安装箱导向组件（2e）的上端转动连接，第一旋转驱动器（2b）与控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备，其特征在于，所述导向组件（2e）包括有安装环（2e1）、导柱（2e2）、滚珠（2e3）、导向环（2e4）和导向槽（2e5）；安装环（2e1）围绕旋转工作台（3）轴线设置在旋转工作台（3）工作端底面上，若干导柱（2e2）围绕安装环（2e1）轴线垂直设置在安装环（2e1）底端，滚珠（2e3）与导柱（2e2）底端的球形凹槽球连接，导向环（2e4）围绕旋转工作台（3）轴线设置在安装箱（2a）上端，环形的导向槽（2e5）围绕导向环（2e4）开设在导向环（2e4）上端，滚珠（2e3）底侧与导向槽（2e5）球连接。

4.根据权利要求1所述的一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备，其特征在于，所述旋转工作台（3）包括有下层台板（3a）、上层台板（3b）、旋转轴（3c）和导轨（3d）；上层台板（3b）、下层台板（3a）、旋转轴（3c）自上而下地同轴设置，下层台板（3a）直径大于上层台板（3b），与同步夹紧机构（4）工作端数量相同组数的导轨（3d）围绕上层台板（3b）轴线均匀开设在上层台板（3b）上，每组导轨（3d）的对称轴均沿上层台板（3b）径向设置，同步夹紧机构（4）固定端一端围绕旋转工作台（3）轴线设置在下层台板（3a）外缘处，同步夹紧机构（4）固定端的另一端设置在下层台板（3a）中央位置，旋转轴（3c）与旋转驱动机构（2）的输出端固定连接且与旋转驱动机构（2）的固定端转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备，其特征在于，所述同步夹紧机构（4）包括有安装耳（4a）、第二旋转驱动器（4b）、安装框体（4c）、滑块（4d）、螺杆（4e）、第一锥齿轮（4f）和第二锥齿轮（4g）；若干安装耳（4a）均匀围绕旋转工作台（3）轴线分布在旋转工作台（3）上端外缘处，第二旋转驱动器（4b）安装在任一安装耳（4a）上并与螺杆（4e）端部固定连接，安装框体（4c）安装在旋转工作台（3）中央位置，与安装耳（4a）数量对应的螺杆（4e）一端与安装耳（4a）转动连接，若干螺杆（4e）的另一端均同时与安装耳（4a）铰接，滑块（4d）与旋转工作台（3）滑动连接且与螺杆（4e）螺纹连接，与螺杆（4e）数量相同的第一锥齿轮（4f）固定安装在螺杆（4e）靠近安装框体（4c）的一端上，第二锥齿轮（4g）与旋转工作台（3）中央位置转动连接且轴线共线，若干第一锥齿轮（4f）同时与第二锥齿轮（4g）啮合，固定工装（5）固定安装在滑块（4d）上端，第二旋转驱动器（4b）与控制器电连接。

6.根据权利要求1所述的一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备，其特征在于，所述固定工装（5）包括有外圆抵接部（5a）、外槽卡接部（5b）和上缘下压部（5c）；外圆抵接部（5a）整体为与工件尺寸匹配的弧形结构，外圆抵接部（5a）、外槽卡接部（5b）、上缘下压部（5c）依次自下而上形成一个整体，工作状态下，外圆抵接部（5a）靠近旋转工作台（3）轴线方向的一侧抵紧工件外槽（S1）下方外部弧面，外槽卡接部（5b）卡接到工件的外槽（S1）内且上下两端分别抵紧工件外槽（S1）上下端面，上缘下压部（5c）为向旋转工作台（3）轴线方向倾斜的斜面结构，上缘下压部（5c）底端抵紧工件上端外缘。

7.根据权利要求1所述的一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备，其特征在于，所述第一对接机构（6）包括有端盖（6a）、薄壁轴承（6b）、卡接圆台（6c）和异形凹陷部（6d）；端盖（6a）固定安装在同步夹紧机构（4）中央位置上方，薄壁轴承（6b）外圈与端盖（6a）顶端中央位置处的凹槽过盈配合，卡接圆台（6c）与薄壁轴承（6b）内圈过盈配合，异形凹陷部（6d）开设在卡接圆台（6c）中央位置，异形凹陷部（6d）横截面与第二对接机构（7）工作端恒截面形状相同。

8.根据权利要求1所述的一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备，其特征在于，所述第二对接机构（7）包括有龙门架（7a）、直线驱动器（7b）、滑行挂架（7c）、固定板（7d）和异形插接杆（7e）；龙门架（7a）架设在第一直线位移机构（1）行程末端上方，直线驱动器（7b）设置在龙门架（7a）上且工作方向沿竖直方向设置，滑行挂架（7c）与直线驱动器（7b）滑动连接，固定板（7d）固定安装在滑行挂架（7c）上，异形插接杆（7e）垂直安装在固定板（7d）底端且轴线竖直设置，直线驱动器（7b）与控制器电连接。

9.根据权利要求1所述的一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备，其特征在于，所述第二直线位移机构（8）包括有折弯安装架（8a）、第三旋转驱动器（8b）、驱动齿轮（8c）、齿条（8d）和导向部（8e）；折弯安装架（8a）安装在第一对接机构（6）活动端上，第三旋转驱动器（8b）安装在折弯安装架（8a）的水平部上且输出端竖直向下设置，驱动齿轮（8c）安装在第三旋转驱动器（8b）的输出端上，导向部（8e）沿齿条（8d）的长度方向设置在齿条（8d）上，导向部（8e）与折弯安装架（8a）的竖直部滑动连接，齿条（8d）与驱动齿轮（8c）啮合，车削刀头（9）可拆卸地水平设置在齿条（8d）的一端上，第三旋转驱动器（8b）与控制器电连接。

10.根据权利要求9所述的一种汽车同步器滑动齿套的沟槽自动加工设备，其特征在于，所述导向部（8e）为燕尾形凸块。

Images