CN112427749A - 一种齿轮定相位滚齿夹具 - Google Patents

一种齿轮定相位滚齿夹具 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种齿轮定相位滚齿夹具，包括与机床液压油缸连接的定位芯轴，套设在定位芯轴上与机床滚齿宝塔座连接的定位底板，套设在定位芯轴上位于定位底板上方的压板，待加工齿轮位于定位底板和压板之间；定位底板设有下定位槽，定位芯轴上设有下定位键，下定位键与下定位槽适配并对定位底板周向限位；定位底板上设有用于定位待加工齿轮信号源凸台间槽的下周向定位装置。本发明通过设计径向定位芯轴，和下端面定位底板；并在下定位底板上增加一个下方工件信号源凸台间槽浮动自适应相位定位部件，同时在上压板上增加一个上方工件信号源凸台间槽浮动自适应相位定位部件，通过上下定位键进行基准传递，解决了该类产品定相位滚齿加工的难题。

Description

一种齿轮定相位滚齿夹具
技术领域
本发明属于汽车齿轮制造技术领域，具体涉及一种齿轮定相位滚齿夹具，其是对于存在螺旋角的斜齿轮齿形存在相对孔基准和端面信号台基准有相位关系要求的，定相位滚齿夹具。
背景技术
如图示1所示，为某发动机公司引进的一款6缸电控发动机内所使用的凸轮轴齿轮，基本结构是宽度一定的盘型带螺旋角的斜齿轮，有安装孔，孔内有定位键槽。产品上的“6+1”共7个信号台，对外圆齿部齿槽中心基准和内孔基准有相位精度要求。其功能为：凸轮轴位置传感器通过检测凸轮轴齿轮上的信号台转角位置信号，ECU以此确定某缸(如1缸)活塞上止点位置，并确定6缸一个发动机工作周期循环，是控制喷油和点火时刻的关键信号。为了降低材料和制造成本，信号台设计为锻造成型方法。工艺上需要毛坯半精车后，在滚齿工序保证信号台对齿槽中心基准和内孔基准的相位精度要求。产品要求的信号台对齿槽中心基准和内孔基准的相位精度要求高，工艺设计分配到滚齿工序的信号台对齿槽中心基准和内孔基准的相位精度要求高。此种滚齿夹具和工艺，国外对中国进行严格的技术封锁，在国内没有成功案例。通过进口齿轮，满足国内装机的需要，成本高、周期长。
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加工效率高、定位准确的齿轮定相位滚齿夹具。
为达到上述目的，本发明设计的齿轮定相位滚齿夹具，其特征在于：包括与机床液压油缸连接的定位芯轴，套设在定位芯轴上与机床滚齿宝塔座连接的定位底板，套设在定位芯轴上位于定位底板上方的压板，待加工齿轮位于定位底板和压板之间；所述定位底板设有下定位槽，所述定位芯轴上设有下定位键，所述下定位键与下定位槽适配并对定位底板周向限位；所述定位底板上设有用于定位待加工齿轮信号源凸台间槽的下周向定位装置。
优选的，所述定位底板与压板之间设有两个待加工齿轮，两个待加工齿轮朝向相反；所述压板上设有用于定位待加工齿轮信号源凸台间槽的上周向定位装置；所述压板设有上定位槽，所述定位芯轴上设有上定位键，所述上定位键与上定位槽适配并对压板周向限位；所述上定位槽与下定位槽的中垂面重合。
进一步优选的，过所述下周向定位装置中心线和定位芯轴轴线的面与过所述上周向定位装置中心线和定位芯轴轴线的面之间的夹角为β，β＜90°。
更进一步优选的，所述β根据待加工齿轮的螺旋角和厚度确定。
作为优选方案，所述下周向定位装置包括下浮动定位销；所述下浮动定位销一端能抵接在待加工齿轮信号源凸台间槽定位，另一端与定位底板滑动连接。
优选的，所述下周向定位装置还包括与定位底板连接的下衬套，所述定位底板设有容置所述下衬套的第一孔，所述下浮动定位销一端插入下衬套中并与第一孔同轴；下衬套上设有下限位销，下浮动定位销上设有下限位槽，下限位销一端伸入下限位槽中；所述下浮动定位销底部与第一孔底部之间或与下衬套底部之间设有下弹簧。
进一步优选的，所述第一孔下方设有与定位底板连接的下盖板，所述下盖板为所述第一孔或下衬套的底部。
进一步优选的，所述下浮动定位销与待加工齿轮信号源凸台间槽接触的一端设有锥面。
优选的，所述下浮动定位销上还套设有防护套。
作为另一优选方案，所述上周向定位装置包括上浮动定位销，所述上浮动定位销一端能抵接在待加工齿轮信号源凸台间槽定位，另一端与压板滑动连接。
优选的，所述上周向定位装置还包括与压板连接的上衬套，所述压板设有容置所述上衬套的第二孔，所述上浮动定位销一端插入上衬套中并于第二孔同轴；上衬套上设有上限位销，上浮动定位销上设有上限位槽，上限位销一端伸入上限位槽中；所述上浮动定位销底部与第二孔底部之间或与上衬套底部之间设有上弹簧。
进一步优选的，所述第二孔上方设有与压板连接的上盖板，所述上盖板为所述第二孔或上衬套的底部。
进一步优选的，所述上浮动定位销与待加工齿轮信号源凸台间槽接触的一端设有锥面。
作为再一优选方案，所述芯轴端部设有锁紧装置。
本发明的有益效果是：本发明通过设计定位芯轴和定位底板；并在定位底板上增加一个下方工件信号源凸台间槽可弹性浮动自适应相位定位部件，同时在上压板上增加一个上方工件信号源凸台间槽可弹性浮动自适应相位定位部件，通过上下定位键进行基准传递，解决了该类产品定相位滚齿加工的难题。
本发明以产品内孔和端面做径向和轴向定位基准，选择已经锻造成型的两联信号源凸台间槽为周向相位基准，理论槽间角11°。尤其是周向定位元件，需要满足自适应锻造粗大误差的需求，采用可自动周向位置调整的锥度结构定位件，并沿轴向可弹性浮动自适应调整，达到周向精确定位的目的；
为了提高加工效率，本发明设计了带径向定位，可自动周向位置调整的锥度结构定位作用的压板，并通过上下定位键，实现与定位底板上周向定位元件的基准传递。实现两件产品一次定位夹紧，完成滚齿加工；
利用设备自带油缸的轴向位移，通过带花键的锁紧装置，将油缸的拉紧力转换为工件的压紧力，实现工件的自动夹紧。
通过以上措施，确保了滚齿后产品，7个信号台Φ2.74位置度的要求。
附图说明
图1是齿轮工件图
图2是本发明的装配剖视示意图
图3是图2中A-A剖视示意图
图4是图2中B-B剖视示意图
其中，图2上半部分为图3中的C-C截面，下半部分为图4中的D-D截面。
图中：1、机床液压油缸；2、机床滚齿宝塔座；3、定位芯轴；4、定位底板；5、压板；6、待加工齿轮；7、下定位槽；8、下定位键；9、上定位槽；10、上定位键；11、下周向定位装置；11.1、下浮动定位销；11.2、下衬套；11.3、第一孔；11.4、下限位销；11.5、下限位槽；11.6、下弹簧；11.7、下盖板；11.8、防护套；12、上周向定位装置；12.1、上浮动定位销；12.2、上衬套；12.3、第二孔；12.4、上限位销；12.5、上限位槽；12.6、上弹簧；12.7、上盖板；13、锁紧装置。
具体实施方式
下面通过图2～图4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2至图4所示，本发明设计的齿轮定相位滚齿夹具，包括与机床液压油缸1连接的定位芯轴3，套设在定位芯轴3上与机床滚齿宝塔座2连接的定位底板4，套设在定位芯轴3上位于定位底板4上方的压板5，待加工齿轮6位于定位底板4和压板5之间；所述定位底板4设有下定位槽7，所述定位芯轴3上设有下定位键8，所述下定位键8与下定位槽7适配并对定位底板4周向限位；所述定位底板4上设有用于定位待加工齿轮6信号源凸台间槽的下周向定位装置11。
优选的，所述定位底板4与压板5之间设有两个待加工齿轮6，两个待加工齿轮6朝向相反；所述压板5上设有用于定位待加工齿轮6信号源凸台间槽的上周向定位装置12；所述压板5设有上定位槽9，所述定位芯轴3上设有上定位键10，所述上定位键10与上定位槽9适配并对压板5周向限位；所述上定位槽9与下定位槽7的中垂面重合。
进一步优选的，过所述下周向定位装置11中心线和定位芯轴3轴线的面与过所述上周向定位装置12中心线和定位芯轴3轴线的面之间的夹角为β，β＜90°。
更进一步优选的，所述β根据待加工齿轮6的螺旋角和厚度确定。
作为优选方案，所述下周向定位装置11包括下浮动定位销11.1；所述下浮动定位销11.1一端能抵接在待加工齿轮6信号源凸台间槽定位，另一端与定位底板4滑动连接。
优选的，所述下周向定位装置11还包括与定位底板4连接的下衬套11.2，所述定位底板4设有容置所述下衬套11.2的第一孔11.3，所述下浮动定位销11.1一端插入下衬套11.2中并与第一孔11.3同轴；下衬套11.2上设有下限位销11.4，下浮动定位销11.1上设有下限位槽11.5，下限位销11.4一端伸入下限位槽11.5中；所述下浮动定位销11.1底部与第一孔11.3底部之间或与下衬套11.2底部之间设有下弹簧11.6。
进一步优选的，所述第一孔11.3下方设有与定位底板4连接的下盖板11.7，所述下盖板11.7为所述第一孔11.3或下衬套11.2的底部。
进一步优选的，所述下浮动定位销11.1与待加工齿轮6信号源凸台间槽接触的一端设有锥面。
优选的，所述下浮动定位销11.1上还套设有防护套11.8。
作为另一优选方案，所述上周向定位装置12包括上浮动定位销12.1，所述上浮动定位销12.1一端能抵接在待加工齿轮6信号源凸台间槽定位，另一端与压板5滑动连接。
优选的，所述上周向定位装置12还包括与压板5连接的上衬套12.2，所述压板5设有容置所述上衬套12.2的第二孔12.3，所述上浮动定位销12.1一端插入上衬套12.2中并于第二孔12.3同轴；上衬套12.2上设有上限位销12.4，上浮动定位销12.1上设有上限位槽12.5，上限位销12.4一端伸入上限位槽12.5中；所述上浮动定位销12.1底部与第二孔12.3底部之间或与上衬套12.2底部之间设有上弹簧12.6。
进一步优选的，所述第二孔12.3上方设有与压板5连接的上盖板12.7，所述上盖板12.7为所述第二孔12.3或上衬套12.2的底部。
进一步优选的，所述上浮动定位销12.1与待加工齿轮6信号源凸台间槽接触的一端设有锥面。
作为再一优选方案，所述芯轴端部设有锁紧装置13。
由定位芯轴3、定位底板4、下浮动定位销11.1、上浮动定位销12.1共同构成工件定位系统；由锁紧套装置通过定位芯轴3与机床液压油缸1螺纹联接，将油缸的下拉力，转换为向下方向的压力，通过压板5压紧工件。在工件压紧的过程中，下浮动定位销11.1、上浮动定位销12.1依靠定位销的锥度面，自动调节工件周向位置，实现工件的信号源凸台间槽在夹具体内精确地周向定位。
通过定位芯轴3、下定位键8、上定位键10，传递工件和定位底板4以及压板5间的定位基准。定位底板4上设计有下浮动定位销11.1，兼有支撑和下方工件定位的作用。压板5上也设计有上动定位销，兼有压紧和上方工件定位的作用。确保上下两件工件精确的相位定位关系，从而实现两件一串一次定位夹紧安装，完成滚齿加工，提高滚齿效率。
由于信号台锻造工艺的限制，存在粗大误差，深度方向有拔模斜度，同时厚度散差大，在上浮动定位销12.1、浮动定位销内设计了弹簧，用于弹性浮动自适应消隙调整。
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)

1.一种齿轮定相位滚齿夹具，其特征在于：包括与机床液压油缸连接的定位芯轴，套设在定位芯轴上与机床滚齿宝塔座连接的定位底板，套设在定位芯轴上位于定位底板上方的压板，待加工齿轮位于定位底板和压板之间；所述定位底板设有下定位槽，所述定位芯轴上设有下定位键，所述下定位键与下定位槽适配并对定位底板周向限位；所述定位底板上设有用于定位待加工齿轮信号源凸台间槽的下周向定位装置。
2.根据权利要求1所述的齿轮定相位滚齿夹具，其特征在于：所述定位底板与压板之间设有两个待加工齿轮，两个待加工齿轮朝向相反；所述压板上设有用于定位待加工齿轮信号源凸台间槽的上周向定位装置；所述压板设有上定位槽，所述定位芯轴上设有上定位键，所述上定位键与上定位槽适配并对压板周向限位；所述上定位槽与下定位槽的中垂面重合。
3.根据权利要求2所述的齿轮定相位滚齿夹具，其特征在于：过所述下周向定位装置中心线和定位芯轴轴线的面与过所述上周向定位装置中心线和定位芯轴轴线的面之间的夹角为β，β＜90°。
4.根据权利要求1或2或3所述的齿轮定相位滚齿夹具，其特征在于：所述下周向定位装置包括下浮动定位销；所述下浮动定位销一端能抵接在待加工齿轮信号源凸台间槽定位，另一端与定位底板滑动连接。
5.根据权利要求4所述的齿轮定相位滚齿夹具，其特征在于：所述下周向定位装置还包括与定位底板连接的下衬套，所述定位底板设有容置所述下衬套的第一孔，所述下浮动定位销一端插入下衬套中并与第一孔同轴；下衬套上设有下限位销，下浮动定位销上设有下限位槽，下限位销一端伸入下限位槽中；所述下浮动定位销底部与第一孔底部之间或与下衬套底部之间设有下弹簧。
6.根据权利要求5所述的齿轮定相位滚齿夹具，其特征在于：所述第一孔下方设有与定位底板连接的下盖板，所述下盖板为所述第一孔或下衬套的底部；所述下浮动定位销与待加工齿轮信号源凸台间槽接触的一端设有锥面。
7.根据权利要求2或3所述的齿轮定相位滚齿夹具，其特征在于：作为另一优选方案，所述上周向定位装置包括上浮动定位销，所述上浮动定位销一端能抵接在待加工齿轮信号源凸台间槽定位，另一端与压板滑动连接。
8.根据权利要求7所述的齿轮定相位滚齿夹具，其特征在于：所述上周向定位装置还包括与压板连接的上衬套，所述压板设有容置所述上衬套的第二孔，所述上浮动定位销一端插入上衬套中并于第二孔同轴；上衬套上设有上限位销，上浮动定位销上设有上限位槽，上限位销一端伸入上限位槽中；所述上浮动定位销底部与第二孔底部之间或与上衬套底部之间设有上弹簧。
9.根据权利要求8所述的齿轮定相位滚齿夹具，其特征在于：所述第二孔上方设有与压板连接的上盖板，所述上盖板为所述第二孔或上衬套的底部；所述上浮动定位销与待加工齿轮信号源凸台间槽接触的一端设有锥面。
10.根据权利要求1所述的齿轮定相位滚齿夹具，其特征在于：所述芯轴端部设有锁紧装置。
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