CN111975133B - 一种锥孔齿轮的磨齿夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种锥孔齿轮的磨齿夹具，包括与机床固定部连接的定位轴、与机床活动部连接的顶尖座；顶尖座上设有与顶尖座同轴的顶尖和上压头；上压头一端位于顶尖座内，另一端伸出顶尖座且该端端面能与待加工齿轮抵接，且上压头的顶面与顶尖座之间设有弹簧；顶尖一端位于顶尖座内，另一端从弹簧和上压头中穿出且该端与定位轴中心孔的接触面为锥面；锥面顶顶部为平面且该平面与上压头的端面平齐。本发明消除了磨齿时产品随机超差现象、满足了磨齿要求。

Description

一种锥孔齿轮的磨齿夹具

技术领域

本发明属于加工夹具技术领域，具体是一种齿轮的分度圆直径与其安装锥孔的大头尺寸之比大于4的薄盘类齿轮的磨齿夹具。

背景技术

在KAPP磨齿机上磨削如图1所示齿轮(齿轮精度为DIN 7)、以锥孔(α) 定位、K面压紧。以前KAPP上的夹具见图2，由于被加工齿轮的d/d1大于4，因为夹具没有足够的刚性、在KAPP机床施加压力时定位轴有可能变形，实测：压紧前P1处跳动0.003mm左右，P2处跳动0.005mm左右，压紧后P1处跳动0.05mm左右，P2处跳动0.025mm左右，进而造成被加工齿轮的周节累积Fp、齿圈跳动Fr等随即超差。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种解决了夹具的精度、刚性问题的锥孔齿轮的磨齿夹具。

为达到上述目的，本发明设计的锥孔齿轮的磨齿夹具，包括与机床固定部连接的定位轴，其特征在于：还包括与机床活动部连接的顶尖座，所述顶尖座上设有与顶尖座同轴的顶尖和上压头；所述上压头一端位于顶尖座内，另一端伸出顶尖座且该端端面能与待加工齿轮抵接，且上压头的顶面与顶尖座之间设有弹簧；所述顶尖一端位于顶尖座内，另一端从所述弹簧和上压头中穿出且该端与定位轴中心孔的接触面为锥面；所述锥面顶顶部为平面且该平面与上压头的端面平齐。

优选的，所述锥面的锥角为60°±1’。

优选的，所述顶尖与顶尖座之间为过盈配合。

优选的，所述上压头与顶尖座之间为间隙配合。

优选的，所述顶尖座上设有与所述上压头外壁密封接触的第一密封圈。

优选的，所述上压头上设有与所述顶尖外壁密封接触的第二密封圈。

优选的，所述顶尖上设有环形槽，所述上压头上设有限位螺钉；所述限位螺钉沿上压头径向从上压头外壁插入并渗入所述环形槽内。这样，限制上压头的位置，起到限制顶尖行程的作用。

优选的，所述弹簧与所述上压头顶面之间设有调整垫片。这样，通过修磨调整垫片的厚度来调节上压头的压紧力。

进一步优选的，所述弹簧为蝶形弹簧。

优选的，所述上压头与待加工齿轮接触的面设有橡胶垫圈，所述上压头上设有环形嵌槽；所述橡胶垫圈放置在所述环形嵌槽内，且所述橡胶垫圈的直径大于所述环形嵌槽的深度。

本发明的有益效果是：本发明处于工作状态时，顶尖的60°锥面与定位轴的中心孔贴合，依靠蝶形弹簧变形产生的压力通过上压头压紧待加工齿轮，此时形成了一个过定位状态：顶尖与定位轴贴合后依靠蝶形弹簧与橡胶垫圈的变形保证橡胶垫圈与待加工齿轮贴合、保证了夹具的刚性；依靠橡胶垫圈的微小变形消除上压头压紧齿轮时对齿轮的损伤、同时补偿待加工齿轮的锥面A与K 面的垂直度误差，保证压紧部分压紧齿轮后待加工齿轮的锥孔与定位轴的锥面贴合，从而保证了磨齿夹具的精度。

经实测P1和P2两处的值，本发明消除了磨齿时产品随机超差现象、满足了磨齿要求。

附图说明

图1是待加工齿轮的结构示意图

图2是现有KAPP夹具工作状态示意图

图3是本发明的工作状态示意图

图4a是本发明定位轴的主视示意图

图4b是本发明定位轴的俯视示意图

图5是本发明压紧部分的结构示意图

图6a是本发明顶尖座的主视示意图

图6b是本发明顶尖座的俯视示意图

图7a是本发明压紧前的状态示意图

图7b是本发明压紧后的状态示意图

图中：定位轴1(中心孔1.1、槽1.2)、顶尖座2(第一密封圈安装槽2.1、螺纹通孔2.2)、顶尖3(环形槽3.1)、蝶形弹簧4、调整垫片5、限位螺钉6、第一密封圈7、第二密封圈8、橡胶垫圈9、调整螺钉10、上压头11。

具体实施方式

下面通过图3～图7b以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图3和图5所示，本发明设计的锥孔齿轮的磨齿夹具，分为定位轴1和压紧部分，顶尖座2、顶尖3、蝶形弹簧4、调整垫片5、限位螺钉6、第一密封圈7、第二密封圈8、橡胶垫圈9、三个调整螺钉10、上压头11组成压紧部分。压紧部分通过其基准B及A与KAPP磨齿机上的夹具相连；压紧部分的60°尖与定位轴1的中心孔1.1贴合。

顶尖3与顶尖座2采用过盈配合、达到保证夹具刚性、精度的目的。顶尖3 上有60°±1′的圆锥面且与其基准A同轴不大于0.003,；顶尖3上有环形槽3.1，其与限位螺钉6配合使用达到限制上压头11的位置的作用。

上压头11与顶尖3采用小间隙配合、达到上压头11沿顶尖3运动灵活且保证夹具精度的目的；上压头11上设有用于安装第二密封圈8的第二密封圈安装槽、用于安装限位螺钉6的限位螺钉安装孔、用于安装橡胶垫圈的安装槽。

第一密封圈7和第二密封圈8均为O型密封圈，都是用于防止磨削齿轮过程中产生的冷却液、砂轮灰等杂质进入夹具内影响夹具精度。

如图4a和图4b所示，定位轴1通过Y及Y1面与KAPP机床上的夹具相连、并用3个螺栓紧固在该夹具上。定位轴1的上表面设有沿周向三等分的槽1.2，且槽1.2的长度方向沿定位轴的径向，该槽的作用是容纳待加工齿轮的锥孔上可能存在的些许污垢。

如图6a和图6b所示，顶尖座2通过其基准面A、B与KAPP磨齿机上的工装相连，顶尖座2上设有用于安装第一密封圈7的第一密封圈安装槽2.1，用于安装调整螺钉10的3个圆周均布的螺纹通孔2.2。

如图7a和图7b所示，夹具压紧部分向下运动，此时蝶形弹簧4处于自由状态、自由高度为H1，压紧部分持续向下运动直至压紧部位的基准G面与定位部位的基准C(中心孔)贴合；此时蝶形弹簧4的变形量为δ、蝶形弹簧4的高度为H1-δ，通过修磨调整垫片5的厚度H2使压紧部分的Q面压紧在待加工齿轮的K面上；此时压紧部位的G面、Q面同时定位，使压紧部位在工作时处于过定位、提高了夹具的刚性。定位轴的锥圆与基准C同轴不大于0.002、保证了夹具的精度。

通过修磨调整垫片5的厚度，当蝶形弹簧的变形量为δ时，保证压紧部分的G、Q面分别与定位部分的C面、齿轮的K面贴合，使压紧部位在工作时处于类似于过定位、提高了夹具的刚性。

橡胶垫圈9安装于上压头11的环形槽中，依靠其受压力后的变形量消除上压头压紧齿轮的K面时对K面的损伤；待加工齿轮的锥面A与K面肯定存在垂直度误差，依靠橡胶垫圈的微量变形予以补偿，保证压紧部分压紧齿轮后待加工齿轮的锥孔与定位轴的锥面贴合，从而保证了磨齿夹具的精度。

本领域技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不以限制本发明，凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锥孔齿轮的磨齿夹具，包括与机床固定部连接的定位轴，其特征在于：还包括与机床活动部连接的顶尖座，所述顶尖座上设有与顶尖座同轴的顶尖和上压头；所述上压头一端位于顶尖座内，另一端伸出顶尖座且该端端面能与待加工齿轮抵接，且上压头的顶面与顶尖座之间设有弹簧；所述顶尖一端位于顶尖座内，另一端从所述弹簧和上压头中穿出且该端与定位轴中心孔的接触面为锥面；所述锥面顶顶部为平面且该平面与上压头的端面平齐。

2.根据权利要求1所述的锥孔齿轮的磨齿夹具，其特征在于：所述锥面的锥角为60°±1’。

3.根据权利要求1或2所述的锥孔齿轮的磨齿夹具，其特征在于：所述顶尖与顶尖座之间为过盈配合。

4.根据权利要求1所述的锥孔齿轮的磨齿夹具，其特征在于：所述上压头与顶尖座之间为间隙配合。

5.根据权利要求1所述的锥孔齿轮的磨齿夹具，其特征在于：所述顶尖座上设有与所述上压头外壁密封接触的第一密封圈。

6.根据权利要求1所述的锥孔齿轮的磨齿夹具，其特征在于：所述上压头上设有与所述顶尖外壁密封接触的第二密封圈。

7.根据权利要求3所述的锥孔齿轮的磨齿夹具，其特征在于：所述顶尖上设有环形槽，所述上压头上设有限位螺钉；所述限位螺钉沿上压头径向从上压头外壁插入并渗入所述环形槽内。

8.根据权利要求1所述的锥孔齿轮的磨齿夹具，其特征在于：所述弹簧与所述上压头顶面之间设有调整垫片。

9.根据权利要求8所述的锥孔齿轮的磨齿夹具，其特征在于：所述弹簧为蝶形弹簧。

10.根据权利要求1所述的锥孔齿轮的磨齿夹具，其特征在于：所述上压头与待加工齿轮接触的面设有橡胶垫圈，所述上压头上设有环形嵌槽；所述橡胶垫圈放置在所述环形嵌槽内，且所述橡胶垫圈的直径大于所述环形嵌槽的深度。

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