CN112045463B - 齿轮泵浮动轴套固定工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了齿轮泵浮动轴套固定工装，包括工装平台，连接加工设备并承载第一工装和第二工装；第一工装，包括动态平衡夹具和相等夹具，动态平衡夹具包括两个对称设置的缸体以及设于缸体内部的活塞；相等夹具包括第一夹块的两侧对称设置顶针以及用于驱动顶针沿其轴向移动的第一直线动力源，顶针所在平面为两个缸体的对称面；第二工装用于加工齿轮泵浮动轴套的外圆面以及第二端面的造型时的装夹，包括基座、第二夹块和压紧块；本发明仅需要两次装夹即可完成轴孔、端面以及外圆面的加工，减少工序，提高加工效率，解决现有技术中固定工装装夹次数多的技术问题。

Description

齿轮泵浮动轴套固定工装

技术领域

本发明涉及齿轮泵加工技术领域，更具体地说，它涉及一种齿轮泵浮动轴套固定工装。

背景技术

齿轮马达是一种新型的径向、轴向浮动式外啮合高压齿轮泵。齿轮马达，采用一种借助于油压能沿径向浮动的轴套带动齿轮轴靠紧在高压侧，同时借助于油压轴套又能沿轴向靠紧在齿轮端面上，从而在未额外增加径向浮动装置的情况下实现了外啮合齿轮泵。齿轮泵一般采用“8”字形浮动轴套。齿轮由带圆锥轴伸的传动轴驱动，浮动轴套的“8”字形补偿面积由壳体和两个与齿轮同心的密封圈围成，压力油自高压引油孔引入并作用在“8”字形补偿面积上，泄漏油孔可把内部的泄漏油引入吸油腔。在泵启动或空载而油压还未建立时，0形密封圈可以使浮动轴套与齿轮间产生足够的、必要的预紧接触力。这种补偿装置结构简单，应用较为广泛；

例如申请号：CN201320370881.7的中国专利记载了“本实用新型提供了一种浮动轴套，包括用于装配于齿轮轴上的8字形轴套本体，该轴套本体的正面用于与齿轮接触；该轴套本体的背面开设有贯通的油路开口和密封圈油槽，正面上开设有平衡槽，连接正面和背面的侧面上开设有连通油槽，连通油槽将密封圈油槽和平衡槽连通；油路开口用于与齿轮泵的压油腔连通，平衡槽用于与齿轮的齿槽内部连通。同时本实用新型还提供了采用该浮动轴套的齿轮泵。本实用新型通过在浮动轴套上设置高压油通路，适当增加齿轮泵内过渡区油压力，并大大抵消压油腔的压力，从而有效减小齿轮所受的不平衡径向力，有效防止齿轮轴变形，并减轻齿顶刮削泵体内圆的现象发生，提高齿轮泵的使用寿命”；

诸如上述专利所述的浮动轴套，由于对于精度要求较高，需要进行轴孔、端面以及外圆面的精加工，现有技术中的固定工装采用先加工轴孔，并以轴孔为基准进行装夹方式，依次加工两个端面和外圆面，每次都需要重新装夹，至少需要装夹四次。

发明内容

本发明提供一种只需要两次装夹的齿轮泵浮动轴套固定工装，解决相关技术中固定工装装夹次数多的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种齿轮泵浮动轴套固定工装，包括：

工装平台，连接加工设备并承载第一工装和第二工装；

第一工装，用于加工齿轮泵浮动轴套的轴孔以及第一端面的造型时的装夹，包括：

动态平衡夹具，包括两个对称设置的缸体以及设于缸体内部的活塞，缸体上设有连接气源的进气口和连接排气管道的出气口，两个缸体之间通过平衡通道连通，活塞从缸体相对于另一个缸体的一端延伸出去，并且固定连接第一夹块，第一夹块上设有与齿轮泵浮动轴套的外圆面配合的弧形凹口；

相等夹具，包括第一夹块的两侧对称设置顶针以及用于驱动顶针沿其轴向移动的第一直线动力源，顶针所在平面为两个缸体的对称面；

第二工装，用于加工齿轮泵浮动轴套的外圆面以及第二端面的造型时的装夹，包括：

基座，基座固定设于工装平台的顶部，基座的顶部设有若干个第二夹块；

第二夹块，顶面设有与齿轮泵浮动轴套的第一端面的造型对应的凸起，第二夹块的两侧设有压紧块；

压紧块，用于将齿轮泵浮动轴套压紧在第二夹块上，底部连接驱动压紧块纵向移动的第二直线动力源。

通过采用上述技术方案，本发明仅需要两次装夹即可完成轴孔、端面以及外圆面的加工，减少工序，提高加工效率。

进一步地，所述平衡通道是连通缸体的管道或设置于工装平台上的腔体。

进一步地，所述齿轮泵浮动轴套的两个轴孔的连线与活塞的轴线垂直或齿轮泵浮动轴套的两个轴孔的连线与活塞的轴线位于同一垂直平面。

进一步地，所述第一夹块的底部通过直线滑轨连接工装平台。

进一步地，所述齿轮泵浮动轴套的第一端面加工出两个延伸到齿轮泵浮动轴套外沿构成开口的定位槽，导向块与定位槽配合，嵌入定位槽内将齿轮泵浮动轴套压紧在第二夹块上。

进一步地，所述第二夹块上设置与齿轮泵浮动轴套的轴孔过盈配合的环形凸起。

进一步地，所述加工齿轮泵浮动轴套的轴孔以及第一端面的造型时的装夹包括：

预先在齿轮泵浮动轴套的侧面加工两个定位点，这两个定位点位于同一竖直平面；

将齿轮泵浮动轴套置于两个顶针之间，直线动力源带动顶针缓慢向齿轮泵浮动轴套移动，顶针插入齿轮泵浮动轴套的定位点，然后直线动力源逐渐增大顶针与齿轮泵浮动轴套之间的压力达到第一预定值；

气源输出气体到一个缸体，直到缸体内部气压达到第二预定值，完成对于齿轮泵浮动轴套的装夹。

进一步地，所述定位点是具有预定深度的孔，预定深度为1~2mm。

进一步地，所述第一预定值为20~100N。

进一步地，所述加工齿轮泵浮动轴套的外圆面以及第二端面的造型时的装夹包括：

将齿轮泵浮动轴套的第一端面的造型对准第二夹块上的凸起，手动下压使齿轮泵浮动轴套与第二夹块初步配合；

第二直线驱动机构驱动压紧块向下移动将齿轮泵浮动轴套完全压紧在第二夹块上，完成对于齿轮泵浮动轴套的装夹。

本发明的有益效果在于：本发明仅需要两次装夹即可完成轴孔、端面以及外圆面的加工，减少工序，提高加工效率。

本发明通过两点定位以及随动的第一夹块对齿轮泵浮动轴套进行初始定位加工轴孔以及第一端面，装夹方便；

本发明通过第一次加工完毕的第一端面和轴孔为二次加工基准，直接压紧即可完成装夹。

附图说明

图1是齿轮泵浮动轴套的第一端面的示意图；

图2是齿轮泵浮动轴套的第二端面的示意图；

图3是本发明实施例的齿轮泵浮动轴套固定工装未装夹时的示意图；

图4是本发明实施例的齿轮泵浮动轴套固定工装已装夹时的示意图；

图5是本发明实施例的第二工装的结构示意图；

图6是本发明实施例的第一工装未装夹时的示意图；

图7是本发明实施例的第一工装已装夹时的示意图；

图8是本发明实施例的第二夹块未装夹时的示意图；

图9是本发明实施例的第二夹块已装夹时的示意图。

图中：齿轮泵浮动轴套100、轴孔110、两段外圆面120、凹陷造型130、第一端面140、第二端面150、工装平台200、第一工装300、动态平衡夹具310、缸体311、活塞312、平衡通道313、第一夹块314、相等夹具320、顶针321、第一直线动力源322、第二工装400、基座410、第二夹块420、压紧块430、第二直线动力源440。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。例如，所描述的方法可以按照与所描述的顺序不同的顺序来执行，以及各个步骤可以被添加、省略或者组合。另外，相对一些示例所描述的特征在其它例子中也可以进行组合。

如图1-2所示，关于本实施例所加工的齿轮泵浮动轴套100是适用于齿轮泵的齿轮的两端的零件，由于其需要配合轴以及需要提供用于构成油路的凹陷造型130，因此齿轮泵浮动轴套100至少具有以下条件：其为柱状，具有两个轴孔110，与两个轴孔110同心的两段外圆面120，两段外圆面120连续组成一个八字形结构曲面，端面具有凹陷造型130。

在本实施例中提供了齿轮泵浮动轴套固定工装，如图3所示是根据本发明的平面示意图，如图3-9所示，该齿轮泵浮动齿轮泵浮动轴套固定工装包括：

工装平台200，连接加工设备并承载第一工装300和第二工装400；

加工设备可以是各类机床或加工中心，工装平台200作为承载第一工装300和第二工装400的主体，用于连接固定在机床或加工中心等加工设备的加工平台上；

另一个方面，工装平台200可选的通过螺丝可拆卸的连接加工设备，便于拆卸，用于移位、更换、维修。

第一工装300，用于加工齿轮泵浮动轴套100的轴孔110以及第一端面140的造型时的装夹，包括：

动态平衡夹具310，包括两个对称设置的缸体311以及设于缸体311内部的活塞312，缸体311上设有连接气源的进气口和连接排气管道的出气口，两个缸体311之间通过平衡通道313连通，活塞312从缸体311相对于另一个缸体311的一端延伸出去，并且固定连接第一夹块314，第一夹块314上设有与齿轮泵浮动轴套100的外圆面120配合的弧形凹口；

相等夹具320，包括第一夹块314的两侧对称设置顶针321以及用于驱动顶针321沿其轴向移动的第一直线动力源322，顶针321所在平面为两个缸体311的对称面；

平衡通道313可选但不限于：管道或设置于工装平台200上的腔体。

关于第一夹块314限制加工齿轮泵浮动轴套100的形态应该是横向设置或纵向设置，也即齿轮泵浮动轴套100的两个轴孔110的连线与活塞312的轴线垂直或齿轮泵浮动轴套100的两个轴孔110的连线与活塞312的轴线位于同一垂直平面。

如图7所示，本实施例提供一种横向设置的齿轮泵浮动轴套100形态，第一夹块314上设有与齿轮泵浮动轴套100的两段外圆面120配合的开放式弧形凹口。

为了保持第一夹块314的平面内的运动，在第一夹块314的底部通过直线滑轨连接工装平台200，通过直线滑轨的导向保证第一夹块314在一个平面内的运动。

加工齿轮泵浮动轴套100的轴孔110以及第一端面140的造型时的装夹具体包括以下步骤：

预先在齿轮泵浮动轴套100的侧面加工两个定位点，这两个定位点位于同一竖直平面；

将齿轮泵浮动轴套100置于两个顶针321之间，直线动力源带动顶针321缓慢向齿轮泵浮动轴套100移动，顶针321插入齿轮泵浮动轴套100的定位点，然后直线动力源逐渐增大顶针321与齿轮泵浮动轴套100之间的压力达到第一预定值；

由于初加工的齿轮泵浮动轴套100虽然具有低精度的外圆面120，但是并未加工出轴孔110，端面也并非是平整的，也即此时齿轮泵浮动轴套100自身缺乏任何定位基准，因此本实施例以两个位于同一平面定位点作为第一基准，配合顶针321进行定位；

以这样一个基准在定位点也即顶针321的连线上加工出两个轴孔110，无论端面是否水平，是否平整，都能够为轴孔110提供准确的加工基准。

定位点应该是具有预定深度的孔，预定深度为1~2mm，当然预定深度需要小于齿轮泵浮动轴套100外圆面粗加工时留有的余量厚度。

该孔可以是由外至内直径逐渐减小，扩口的形状便于顶针321与定位点略有错位时能够准确插入；对应的顶针321的前端设置为圆台形。

气源输出气体到一个缸体311，直到缸体311内部气压达到第二预定值，完成对于齿轮泵浮动轴套100的夹紧；这中间伴随一个过程：气源输出气体到一个缸体311时会通过平衡通道313输送到另一个缸体311，也即两个缸体311的内部气压是平衡的，气源输出气体伴随缸体311内部压力逐渐增大，第一夹块314接触到齿轮泵浮动轴套100时与齿轮泵浮动轴套100之间的压力逐渐增大；

由于此时齿轮泵浮动轴套100的外圆面120并未进行精加工，那么基于两个定位点的连线形成的基准来说齿轮泵浮动轴套100基于这一基准并非是完全对称的，那么也即两个第一夹块314的移动距离是不相等的，两个气压平衡的缸体311以及活塞312的作用即在于解决这个问题，其具体是某一个第一夹块314率先接触齿轮泵浮动轴套100，该活塞312受到反作用力，此时气体更多的进入另一个活塞312对应的缸体311内，使两个活塞312受气压影响产生偏差，使另一个活塞312更快的接触齿轮泵浮动轴套100，之后在压力增加的过程中同样可能会存在对于齿轮泵浮动轴套100压力的偏差，伴随这个偏差同样会产生活塞312受气压影响产生偏差，基于这样一个动态平衡使齿轮泵浮动轴套100能够以两个定位点形成的第一基准被夹持固定，并且不会由于两侧压力不均导致顶针321受到径向力。

第一预定值可参照选取20~100N。

第二预定值参照机加工中夹具夹紧力的计算的方法进行计算齿轮泵浮动轴套100所需夹紧力后通过接触面积以及活塞312直径等参数计算，作为一般材料的小型号的齿轮泵浮动轴套100，在本实施例中第二预定值可参照选取0.2-1.0Mpa。

第二工装400，用于加工齿轮泵浮动轴套100的外圆面120以及第二端面150的造型时的装夹，包括：

基座410，基座410固定设于工装平台200的顶部，基座410的顶部设有若干个第二夹块420；

第二夹块420，顶面设有与齿轮泵浮动轴套100的第一端面140的造型对应的凸起（对于一般齿轮泵浮动轴套100来说都是凹陷造型130，如果是特殊的具有凸出造型的齿轮泵浮动轴套100，对应的设置凹槽即可），第二夹块420的两侧设有压紧块430；

压紧块430，用于将齿轮泵浮动轴套100压紧在第二夹块420上，底部连接驱动压紧块430纵向移动的第二直线动力源440。

第二直线动力源440可选但不限于：气缸、液压缸。

压紧块430的底部设置限制其仅做纵向移动的导向机构，该导向机构可以是一杆件，该杆件贯穿基座410，杆件的外壁设置导向块，基座410对应杆件的孔内设有与导向块配合的导向槽。

当然也可以采用设置贯穿压紧块430的导杆的方式作为导向机构，只要能够限制其仅做纵向移动的导向机构即可。

作为本实施例中一种优选的方式，在齿轮泵浮动轴套100的第一端面140加工出两个延伸到齿轮泵浮动轴套100外沿构成开口的定位槽，导向块与定位槽配合，嵌入定位槽内将齿轮泵浮动轴套100压紧在第二夹块420上。这样一种方式方便齿轮泵浮动轴套100的装夹，并且能够限制齿轮泵浮动轴套100的水平平面内的窜动。

第二夹块420上设置与齿轮泵浮动轴套100的轴孔110过盈配合的环形凸起。能够对应于轴孔110通过同心配合提高定位的准确度。

第二夹块420上设有对应于齿轮泵浮动轴套100的轴孔110的通孔，基座410上设有与该通孔对应的通孔，通孔内设置顶出杆，顶出杆的底部连接基座410下方的第三直线动力源。通过第三直线动力源驱动顶出杆顶出将齿轮泵浮动轴套100顶出。

加工齿轮泵浮动轴套100的外圆面120以及第二端面150的造型时的装夹包括以下步骤：

将齿轮泵浮动轴套100的第一端面140的造型对准第二夹块420上的凸起，手动下压使齿轮泵浮动轴套100与第二夹块420初步配合；

第二直线驱动机构驱动压紧块430向下移动将齿轮泵浮动轴套100完全压紧在第二夹块420上；

此时即可通过加工设备加工齿轮泵浮动轴套100的外圆面120以及第二端面150的造型。

本实施例提供了这样一种工装，在第一次装夹中采用两个定位点形成第一基准加工齿轮泵浮动轴套100的轴孔110以及第一端面140的造型，而后再以精加工完成的第一端面140以及第一端面140的造型作为二次装夹的基准，将齿轮泵浮动轴套100压紧在第二夹块420上完成二次装夹对齿轮泵浮动轴套100的外圆面120以及第二端面150造型进行精加工，本实施例的工装毫无疑问的具有结构简单的优势，并且方便操作。

Claims (6)

1.一种齿轮泵浮动轴套固定工装，其特征在于，包括：

-工装平台(200)，连接加工设备并承载第一工装(300)和第二工装(400)；

-第一工装(300)，用于加工齿轮泵浮动轴套(100)的轴孔(110)以及第一端面(140)的造型时的装夹；

其中，所述第一工装(300)包括：

-动态平衡夹具(310)，包括两个对称设置的缸体(311)以及设于所述缸体(311)内部的活塞(312)，所述缸体(311)上设有连接气源的进气口和连接排气管道的出气口，两个所述缸体(311)之间通过平衡通道(313)连通，所述活塞(312)从所述缸体(311)相对于另一个所述缸体(311)的一端延伸出去，并且固定连接第一夹块(314)，所述第一夹块(314)上设有与所述齿轮泵浮动轴套(100)的外圆面(120)配合的弧形凹口；

-相等夹具(320)，包括第一夹块(314)的两侧对称设置顶针(321)以及用于驱动所述顶针(321)沿其轴向移动的第一直线动力源(322)，所述顶针(321)所在平面为两个所述缸体(311)的对称面；

-第二工装(400)，用于加工所述齿轮泵浮动轴套(100)的外圆面(120)以及第二端面(150)的造型时的装夹；

其中，所述第二工装(400)包括：

-基座(410)，固定设于工装平台(200)的顶部，所述基座(410)的顶部设有若干个第二夹块(420)；

-第二夹块(420)，顶面设有与所述齿轮泵浮动轴套(100)的第一端面(140)的造型对应的凸起，所述第二夹块(420)的两侧设有压紧块(430)；

-压紧块(430)，用于将所述齿轮泵浮动轴套(100)压紧在所述第二夹块(420)上，底部连接驱动所述压紧块(430)纵向移动的第二直线动力源(440)；

所述加工齿轮泵浮动轴套(100)的轴孔(110)以及第一端面(140)的造型时的装夹包括以下步骤：

预先在齿轮泵浮动轴套(100)的侧面加工两个定位点，这两个定位点位于同一竖直平面；

将齿轮泵浮动轴套(100)置于两个顶针(321)之间，直线动力源带动顶针(321)缓慢向齿轮泵浮动轴套(100)移动，顶针(321)插入齿轮泵浮动轴套(100)的定位点，然后直线动力源逐渐增大顶针(321)与齿轮泵浮动轴套(100)之间的压力达到第一预定值；

气源输出气体到一个缸体(311)，直到缸体(311)内部气压达到第二预定值，完成对于齿轮泵浮动轴套(100)的装夹；

所述定位点是具有预定深度的孔，预定深度为1～2mm；

所述第一预定值为20～100N；

所述加工齿轮泵浮动轴套(100)的外圆面(120)以及第二端面(150)的造型时的装夹包括：

将齿轮泵浮动轴套(100)的第一端面(140)的造型对准第二夹块(420)上的凸起，手动下压使齿轮泵浮动轴套(100)与第二夹块(420)初步配合；

第二直线驱动机构驱动压紧块(430)向下移动将齿轮泵浮动轴套(100)完全压紧在第二夹块(420)上，完成对于齿轮泵浮动轴套(100)的装夹；

气源输出气体到一个缸体(311)，直到缸体(311)内部气压达到第二预定值，完成对于齿轮泵浮动轴套(100)的夹紧；这中间伴随一个过程：气源输出气体到一个缸体(311)时会通过平衡通道(313)输送到另一个缸体(311)，也即两个缸体(311)的内部气压是平衡的，气源输出气体伴随缸体(311)内部压力逐渐增大，第一夹块(314)接触到齿轮泵浮动轴套(100)时与齿轮泵浮动轴套(100)之间的压力逐渐增大；

由于此时齿轮泵浮动轴套(100)的外圆面(120)并未进行精加工，那么基于两个定位点的连线形成的基准来说齿轮泵浮动轴套(100)基于这一基准并非是完全对称的，那么也即两个第一夹块(314)的移动距离是不相等的，两个气压平衡的缸体(311)以及活塞(312)的作用即在于解决这个问题，其具体是某一个第一夹块(314)率先接触齿轮泵浮动轴套(100)，该活塞(312)受到反作用力，此时气体更多的进入另一个活塞(312)对应的缸体(311)内，使两个活塞(312)受气压影响产生偏差，使另一个活塞(312)更快的接触齿轮泵浮动轴套(100)，之后在压力增加的过程中同样会存在对于齿轮泵浮动轴套(100)压力的偏差，伴随这个偏差同样会产生活塞(312)受气压影响产生偏差，基于这样一个动态平衡使齿轮泵浮动轴套(100)能够以两个定位点形成的第一基准被夹持固定，并且不会由于两侧压力不均导致顶针(321)受到径向力。

2.根据权利要求1所述的齿轮泵浮动轴套固定工装，其特征在于，所述平衡通道(313)是连通所述缸体(311)的管道或设置于所述工装平台(200)上的腔体。

3.根据权利要求1所述的齿轮泵浮动轴套固定工装，其特征在于，所述齿轮泵浮动轴套(100)的两个轴孔(110)的连线与活塞(312)的轴线垂直或齿轮泵浮动轴套(100)的两个轴孔(110)的连线与活塞(312)的轴线位于同一垂直平面。

4.根据权利要求1所述的齿轮泵浮动轴套固定工装，其特征在于，所述第一夹块(314)的底部通过直线滑轨连接工装平台(200)。

5.根据权利要求1所述的齿轮泵浮动轴套固定工装，其特征在于，所述齿轮泵浮动轴套(100)的第一端面(140)加工出两个延伸到齿轮泵浮动轴套(100)外沿构成开口的定位槽，导向块与定位槽配合，嵌入定位槽内将齿轮泵浮动轴套(100)压紧在第二夹块(420)上。

6.根据权利要求1所述的齿轮泵浮动轴套固定工装，其特征在于，所述第二夹块(420)上设置与齿轮泵浮动轴套(100)的轴孔(110)过盈配合的环形凸起。

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