CN112475477A - 齿轮精加工装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及齿轮加工领域，公开了齿轮精加工装置，包括刀具安装单元和齿轮安装单元，所述齿轮安装单元包括安装台和夹具，安装台上安装有驱动夹具转动的转动件，夹具包括支撑箱、固定柱、定位轴和挡盖，固定柱位于支撑箱顶端且与支撑箱固定连接，所述定位轴的底部穿过支撑箱的顶端，且定位轴的顶端穿出固定柱的顶端且与固定柱竖向滑动配合，齿轮穿设在固定柱外侧，挡盖能够盖在固定柱上部，挡盖上开设有用于定位轴穿过的第一轴孔，定位轴上部设有限位块，支撑箱内安装有驱动定位轴竖向往复移动的升降单元，定位轴向下移动时能够使限位块压紧挡盖，挡盖上设有供限位块穿过的通槽。本发明能够提高磨齿效率，装夹齿轮快速方便。

Description

齿轮精加工装置及方法

技术领域

本发明涉及齿轮加工领域，具体涉及一种齿轮精加工装置及方法。

背景技术

目前加工齿轮的工艺过程中，需要先加工出齿轮的齿形，然后再对齿轮进行热处理，目前对齿轮的加工要求越来越高，因此为了提高齿轮的精度，热处理后的齿轮还需要进行磨齿、珩齿等热处理后的精加工工序。

目前对热处理后的齿轮进行精加工的过程中，由于生产制造齿轮的材料具有不稳定性或者热处理后产生变形等因素，为了确保后期精加工的顺利进行，需要预留较大的磨齿余量，才能够修正热处理后的齿轮的变形且提高齿轮的精度，然而提高磨齿余量后，容易造成磨齿难度系数大，对磨齿机寿命严重削弱，并且容易造成磨齿工序的磨削时间特长，严重降低磨齿效率还会导致加工效率低。

另外，现有技术中针对大批量的齿轮进行精加工的时候，需要对齿轮进行夹紧固定，避免齿轮差生位移而影响对齿轮的加工精度，现有技术中通过定心轴来进行装夹，装夹的过程中需要将齿轮穿插在心轴上，然后还需要通过螺母固定，当齿轮加工完毕后，需要将螺母拧松从而取出齿轮，采用现有技术中的方式操作麻烦，安装齿轮时需要拧紧螺母，取出齿轮时又需要拧松螺母，非常的费时费力，工作效率较低。

发明内容

本发明意在提供一种齿轮精加工装置及方法，能够提高磨齿效率，且装夹齿轮快速方便。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：齿轮精加工装置，包括刀具安装单元和齿轮安装单元，所述刀具安装单元包括机架和刀具，所述机架上安装有驱动刀具工作的驱动件，所述齿轮安装单元包括安装台和夹具，所述安装台上安装有驱动夹具转动的转动件，所述夹具包括支撑箱、固定柱、定位轴和挡盖，所述固定柱位于支撑箱顶端且与支撑箱固定连接，所述定位轴的底部穿过支撑箱的顶端，且定位轴的顶端穿出固定柱的顶端且与固定柱竖向滑动配合，齿轮穿设在固定柱外侧，所述挡盖能够盖在固定柱上部，所述挡盖上开设有用于定位轴穿过的第一轴孔，所述定位轴上部设有限位块，所述支撑箱内安装有驱动定位轴竖向往复移动的升降单元，所述挡盖上设有供限位块穿过的通槽，转动挡盖使限位块与所述通槽交错设置时，定位轴向下移动时能够使限位块压紧挡盖。

本方案的原理及优点是：本技术方案中的夹具中，通过将齿轮套设在固定柱上，然后再将挡盖盖在固定住上，并与齿轮相抵，然后再通过驱动升降单元而向下拉动定位轴，使定位轴上的限位块压紧挡盖，从而起到对齿轮的压紧固定作用。

本技术方案中对齿轮的安装方式简单快速，无需像现有技术中需要通过旋松螺母取放齿轮，本技术方案中只需要通过升降单元驱动定位轴的上下移动而使限位块对挡盖进行压紧和松开，无需人工对挡盖进行压紧或松开，本技术方案中的挡盖与限位块松开后只需要将挡盖取出，并在固定柱上穿设待加工的齿轮即可，对齿轮的装夹固定方式简单快速，有效的提高了工效率。

在使用的时候需要转动挡盖，使挡盖与通过交错设置，从而避免定位轴向下移动的时候穿出通槽，进而能够使定位轴上的限位块对挡盖起到施压的作用，而将齿轮进行压紧。

优选的，作为一种改进，所挡盖上还开设有限位槽，所述限位槽与所述通槽形成十字交叉结构，且限位槽和所述通槽相通，所述限位槽的底部为封闭结构，所述限位块能够插入限位槽内。

本技术方案中在挡盖上开设的限位槽与通槽形成十字交叉结构，这样的设置中，通槽能够使限位块顺利的穿过挡盖，从而使挡盖能够顺利的套在固定柱上，而限位盖的设置能够在将挡盖盖在固定柱上后，通过旋转挡盖，使挡盖的限位槽与限位块正对，这样在向下拉动定位轴时，能够使限位块位于限位槽内，限位槽能够对限位块起到限位的作用，同时能够避免限位块被拉出挡盖，限位槽的设置能够对限位块起到更加稳定的限位作用，使限位块能够对挡盖紧紧的压紧。

优选的，作为一种改进，所述定位轴的底部固定连接有滑板，所述滑板与所述支撑箱的内侧壁竖向滑动连接。

如此设置，本技术方案中滑板的设置以及滑板与支撑箱之间的滑动连接关系能够对定位轴的移动起到导向的作用，使定位轴的移动更加的平稳。

优选的，作为一种改进，所述升降单元为气缸，所述气缸的输出轴与所述滑板固定连接。

本技术方案中升降单元为气缸，气缸的工作状态稳定且便于控制，且气缸的输出轴的伸缩运动能够使定位轴的往复升降运动更加的平稳且能够使限位块对挡盖的压紧力更强。

优选的，作为一种改进，所述固定柱同轴开设有第二轴孔，所述定位轴穿过第二轴孔，所述固定柱上部还开设有与第二轴孔相互连通的导向槽，所述定位轴上两侧固定连接有导向块，所述导向块与所述导向槽竖向滑动配合。

如此设置，本技术方案中在固定柱上开设的第二轴孔便于定位轴穿过且便于定位轴的往复升降运动，而导向槽的设置能够与定位轴上设置的导向块相互滑动配合，这样能够对定位轴的上下移动起到进一步的限位和导向的作用，能够增强对齿轮的压紧固定作用，这样在对齿轮进行精加工的时候能够使齿轮更加的稳固，避免出现跳动而影响加工精度。

优选的，作为一种改进，所述挡盖的底部固定连接有橡胶垫。

如此设置，橡胶垫的设置能够对齿轮的端部起到保护的作用，且能够增大挡盖与齿轮之间的摩擦力，从而增强对齿轮的固定作用。

本发明还提供了一种使用上述的齿轮精加工装置对齿轮精加工的方法，包括以下步骤：

步骤(一)，热前剃齿，将完成粗加工所形成的毛坯齿轮放置在剃齿机上进行剃齿加工；

步骤(二)，热处理，将步骤(一)剃齿完成的齿轮进行热处理；

步骤(三)，装夹工件，将步骤(二)中完成热处理加工的齿轮放置在夹具上，先将挡盖从固定柱上取出，再将齿轮套在固定柱外侧，然后将挡盖上的通槽对准定位轴上的限位块并插入到固定柱外侧而与齿轮的端部相抵，转动挡盖使限位块与通槽相互错开，再驱动升降单元使定位轴向下移动，而使限位块向下压紧挡盖，并使挡盖对齿轮压紧固定；

步骤(四)，磨齿，启动驱动件和转动件，使刀具对齿轮进行磨齿加工。

本技术方案中采用热前剃齿工艺，在热处理、材料不变的前提下摸索热处理变形，剃齿修正热处理变形，能够减少后续磨齿余量；在对齿轮进行磨齿的时候能够缩短磨齿时间。

本技术方案中的夹具能够对齿轮起到紧密的限位固定作用，能够减小加工时齿轮出现跳动的情况，从而提高加工的精度，另外本技术方案中的夹具装夹齿轮方便且快捷，能够有效提高工人的工作效率，进而提升整个精加工的效率。

附图说明

图1为本发明齿轮精加工装置实施例一的纵截面剖视图。

图2为本发明齿轮精加工装置实施例一中固定柱的立体图。

图3为本发明齿轮精加工装置实施例一中挡盖的立体图。

图4为图1中A处的局部放大图。

图5为本发明齿轮精加工装置实施例二中固定柱的俯视图。

图6为本发明齿轮精加工装置实施例二中挡盖的纵截面剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：安装台1、齿轮3、砂轮4、驱动件5、底板6、机架7、支撑台9、支撑箱10、气缸11、滑板12、固定柱13、挡盖14、定位轴15、限位块16、第二轴孔17、导向槽18、导向块19、第一轴孔20、通槽21、限位槽22、驱动箱23、环形槽24、分割块25、移动块26。

实施例一

实施例基本如附图1所示：齿轮精加工装置，包括刀具安装单元和齿轮安装单元，刀具安装单元包括机架7和刀具，机架7上安装有驱动刀具工作的驱动件5，本实施例中的刀具为砂轮4，驱动件5用于驱动砂轮4往复升降运动，驱动件5可以采用现有技术中齿轮3齿条机构、液压缸等驱动件。

本实施例中齿轮安装单元包括安装台1和夹具，安装台1上安装有驱动夹具转动的转动件，本实施例中转动件采用电机，本实施例中安装台1底部还设有底板6，安装台1与底板6滑动连接，且安装台1上设有驱动安装台1沿底板6的前后方向往复滑动的动力件，该动力件可以采用丝杠副结构、齿轮齿条机构等。这样在动力件和转动件的驱动下能够使夹具转动的同时产生前后往复移动的效果，便于使齿轮3与砂轮4进行磨齿操作。

本实施例中夹具包括支撑箱10、固定柱13、定位轴15和挡盖14，固定柱13位于支撑箱10顶端且与支撑箱10焊接固定，定位轴15的底部穿过支撑箱10的顶端且位于支撑箱10内，定位轴15的顶端穿出固定柱13的顶端且与固定柱13竖向滑动配合，如图2所示，固定柱13呈圆柱状，且固定柱13的中央同轴开设有第二轴孔17，定位轴15的直径小于第二轴孔17的直径，这样便于定位轴15穿过第二轴孔17。

固定柱13的直径小于齿轮3的轴孔，安装时，将齿轮3穿设在固定柱13外侧，挡盖14能够盖在固定柱13上部，当挡盖14盖在固定柱13上部后，挡盖14的底部能够与齿轮3的端部相抵，挡盖14的底部粘接固定有橡胶垫，橡胶垫呈环状，橡胶垫的设置能够增大挡盖14与齿轮3之间的摩擦力，这样能够还使挡盖14与齿轮3之间的接触更加的紧密，对齿轮3的固定效果也更佳。

如图3所示，挡盖14上开设有用于定位轴15穿过的第一轴孔20，定位轴15的顶端通过第一轴孔20穿出挡盖14，定位轴15上部设有限位块16，限位块16设有两个，两个限位块16对称设置，本实施例中挡盖14上设有供限位块16穿过的通槽21，通槽21呈长条状，挡盖14上还开设有限位槽22，限位槽22也呈长条状，且限位槽22与通槽21形成十字交叉结构，限位槽22和通槽21均穿过第一轴孔20，且限位槽22和通槽21相通，本实施例中限位槽22的底部为封闭结构，即限位槽22并不是通槽结构，限位块16能够插入限位槽22内，且限位槽22能够对限位块16起到限位的作用，转动挡盖14使限位块16与通槽21交错设置，本实施例中将限位块16位于限位槽22内从而与通槽21交错设置，此时定位轴15向下移动时能够使限位块16压紧挡盖14。

如图1所示，定位轴15的底部通过螺钉固定连接有滑板12，滑板12与支撑箱10的内侧壁竖向滑动连接，支撑箱10内安装有驱动定位轴15竖向往复移动的升降单元，本实施例中的升降单元采用气缸11，气缸11的输出轴与滑板12通过螺钉固定连接。

本实施例中在支撑箱10的底部通过螺栓固定连接有支撑台9，支撑台9与安装台1转动配合，安装台1内部中空，且安装台1内安装有驱动箱23，转动件位于驱动箱23内，转动件驱动支撑台9转动，从而使得整个夹具转动。

如图1和图4所示，固定柱13上部还开设有与第二轴孔17相互连通的导向槽18，定位轴15上两侧均一体成型有相互对称设置的导向块19，导向块19与导向槽18竖向滑动配合，即导向块19能够沿着导向槽18竖向移动，本实施例中导向块19与导向槽18之间具有间隙，从而使导向块19能够顺畅的在导向槽18内竖向移动。本实施例中导向槽18的设置能够与定位轴15上设置的导向块19相互滑动配合，这样能够对定位轴15的上下移动起到进一步的限位和导向的作用，能够增强对齿轮3的压紧固定作用，对齿轮3进行精加工的时候能够使齿轮3更加的稳固，避免出现跳动而影响加工精度。

本实施例还提供了一种利用上述的齿轮精加工装置对齿轮精加工的方法，包括以下步骤：

步骤(一)，热前剃齿，将完成粗加工所形成的毛坯齿轮放置在剃齿机上进行剃齿加工；该步骤中毛坯齿轮指的是经过滚齿或者插齿所形成的齿轮；

步骤(二)，热处理，将步骤(一)中完成剃齿加工后的齿轮进行热处理；

步骤(三)，装夹工件，将步骤(二)中完成热处理加工后的齿轮3放置在夹具上，具体操作者过程如下：驱动气缸11，使限位块16位于挡盖14上方，再转动挡盖14，使挡盖14上的通槽21对准限位块16，然后将挡盖14从固定柱13上取出，再将齿轮3套在固定柱13外侧，然后再将挡盖14上的通槽21对准定位轴15上的限位块16插入到固定柱13外侧并与齿轮3的端部相抵，然后使挡盖14转动90°，从而使限位块16与通槽21相互错开，而使限位块16与挡盖14上的限位槽22正对，再驱动气缸11使定位轴15向下移动，从而使得限位块16逐渐插向挡盖14上的限位槽22内而使得限位块16向下压紧挡盖14，并使挡盖14对齿轮3压紧固定，从而完成对齿轮3的装夹和固定，该过程中操作简单，操作工只需要将齿轮3套在固定柱13外侧，并使挡盖14盖在固定柱13上，转动挡盖14，使挡盖14上的限位槽22与限位块16正对即可，对齿轮3的压紧固定操作无需人工，只需要控制气缸11向下移动即可使限位块16压紧挡盖14，进而压紧齿轮3，这样在取放齿轮的过程中更加的省力，能够有效提高工作效率；

步骤(四)，磨齿，启动驱动件5和转动件，使刀具对齿轮3进行磨齿加工。

实施例二

如图5所示，齿轮精加工装置，与实施例一的区别在于：本实施例中在固定柱13的顶端开设有环形槽24，环形槽24内焊接固定有四个分割块25，四个分割块25沿环形槽24的周向均匀分布。

如图6所示，挡盖14的底端一体成型有四个移动块26，四个移动块26沿挡盖14的周向均匀分布，四个移动块26均能够插入环形槽24内，且当四个移动块26分别插入相邻分割块25之间的环形槽24内并分别与四个分割块25相抵时，挡盖14上的通槽21与定位轴15上的限位块16正对，此时便于限位块16顺利的穿过挡盖14，从而使定位轴15顺利的穿过挡盖14,且本实施例中的分割块25和移动块26能够对挡盖14的位置起到定位的作用，使用的时候，使挡盖14上的限位槽22对准限位块16而盖在固定柱13上，此时限位块16与挡盖14上的通槽21正对，且挡盖14上的移动块26插入环形槽24并与分割块25的侧壁相抵，此状态方便取放挡盖14。

然后再通过正向90°转动挡盖14，使挡盖14底端的移动块26与另一个分割块25相抵，此时挡盖14被转动90°后挡盖14上的限位槽22与定位轴15上的限位块16正对，然后再驱动定位轴15向下移动即可使限位块16插入限位槽22内，并对挡盖14进行压紧，从而起到对齿轮3的压紧固定作用。

本实施例中设置的环形槽24、分割块25和移动块26的相互配合，能够对挡盖14的转动起到导向的作用，使挡盖14上的通槽21和限位槽22能够根据实际需要分别与限位块16正对，从而便于取放挡盖14和压紧挡盖14，并且当移动块26插入环形槽24内后还能够加强对挡盖14的水平限位作用，使挡盖14更加的稳定，后期对齿轮的压紧作用更加的稳固，能够进一步避免齿轮出现跳动而影响加工精度。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.齿轮精加工装置，包括刀具安装单元和齿轮安装单元，所述刀具安装单元包括机架和刀具，所述机架上安装有驱动刀具工作的驱动件，所述齿轮安装单元包括安装台和夹具，所述安装台上安装有驱动夹具转动的转动件，其特征在于：所述夹具包括支撑箱、固定柱、定位轴和挡盖，所述固定柱位于支撑箱顶端且与支撑箱固定连接，所述定位轴的底部穿过支撑箱的顶端，且定位轴的顶端穿出固定柱的顶端且与固定柱竖向滑动配合，齿轮穿设在固定柱外侧，所述挡盖能够盖在固定柱上部，所述挡盖上开设有用于定位轴穿过的第一轴孔，所述定位轴上部设有限位块，所述支撑箱内安装有驱动定位轴竖向往复移动的升降单元，所述挡盖上设有供限位块穿过的通槽，转动挡盖使限位块与所述通槽交错设置时，定位轴向下移动时能够使限位块压紧挡盖。

2.根据权利要求1所述的齿轮精加工装置，其特征在于：所挡盖上还开设有限位槽，所述限位槽与所述通槽形成十字交叉结构，且限位槽和所述通槽相通，所述限位槽的底部为封闭结构，所述限位块能够插入限位槽内。

3.根据权利要求1所述的齿轮精加工装置，其特征在于：所述定位轴的底部固定连接有滑板，所述滑板与所述支撑箱的内侧壁竖向滑动连接。

4.根据权利要求3所述的齿轮精加工装置，其特征在于：所述升降单元为气缸，所述气缸的输出轴与所述滑板固定连接。

5.根据权利要求2所述的齿轮精加工装置，其特征在于：所述固定柱同轴开设有第二轴孔，所述定位轴穿过第二轴孔，所述固定柱上部还开设有与第二轴孔相互连通的导向槽，所述定位轴上两侧固定连接有导向块，所述导向块与所述导向槽竖向滑动配合。

6.根据权利要求1所述的齿轮精加工装置，其特征在于：所述挡盖的底部固定连接有橡胶垫。

7.使用权利要求1-6任一项所述的齿轮精加工装置对齿轮精加工的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤(一)，热前剃齿，将完成粗加工所形成的毛坯齿轮放置在剃齿机上进行剃齿加工；

步骤(二)，热处理，将步骤(一)中完成剃齿加工后的齿轮进行热处理；

步骤(三)，装夹工件，将步骤(二)中完成热处理加工的齿轮放置在夹具上，先将挡盖从固定柱上取出，再将齿轮套在固定柱外侧，然后将挡盖上的通槽对准定位轴上的限位块并插入到固定柱外侧而与齿轮的端部相抵，转动挡盖使限位块与通槽相互错开，再驱动升降单元使定位轴向下移动，而使限位块向下压紧挡盖，并使挡盖对齿轮压紧固定；

步骤(四)，磨齿，启动驱动件和转动件，使刀具对齿轮进行磨齿加工。

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