CN113210754A - 太阳轮的夹持定位方法 - Google Patents

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Abstract

太阳轮的夹持定位方法，其特征在于：首先将下顶尖和上顶尖均轴向定位在滚齿机上；再将待加工零件齿轮端朝下夹持在滚齿机的下顶尖和上顶尖之间；然后用滚齿机的油缸向上顶推用于带动待加工零件转动的驱动爪，使驱动爪上端切进待加工零件的齿轮端，实现待加工零件与驱动爪的周向定位。本发明提高待加工零件与下顶尖配合定位的精度，夹持定位的结构可靠性和精准性更高，提高滚齿过程中零件节圆跳动的稳定性，有效提高滚齿质量，保证滚齿过程中驱动爪可始终于零件端面保持定位配合，多个驱动爪与待加工零件齿轮端配合后待加工零件受力均匀，提高滚齿驱动的可靠性。

Description

太阳轮的夹持定位方法
技术领域
本发明涉及太阳轮的夹持定位方法，用于太阳轮加工时的夹持定位。
背景技术
太阳轮的一端是外花键，另一端为外齿轮。该类零件的花键和齿轮一般均是用滚齿机加工，选择端面驱动顶尖作为滚齿夹具，但是节圆跳动一直不稳定，达不到工艺和产品要求。
对以上滚齿节圆跳动不稳定现象进行检查分析：
1、顶尖为浮动设计，顶尖的圆柱部分与顶尖座孔为间隙配合，存在间隙定位误差；
2、顶尖圆柱部分直径较小，受异常冲击力时容易出现小的弯曲变形。当未发现有变形时，装夹初始找正时，是以随机的任意一个位置找正的。而实际使用中，顶尖在顶尖座中是可以360°任意旋转，顶尖定位精度也随顶尖的旋转位置的不同而出现不同大小的变化；
3、定位过程存在干涉影响，顶尖和端面爪全为轴向浮动设计，零件装夹时，端爪先接触到零件端面，当滚齿机的上顶尖慢慢压下来时，端爪受力逐渐增大的，然后下顶尖才接触到零件的中心孔，随着滚齿机的上顶尖压着零件继续下行，下顶尖通过零件中心孔的导向作用最后定位。但是在这个过程中，端爪首先接触零件端面，这时，顶尖中心和零件中心孔中心并不一定是同轴的，在之后的顶尖与中心孔逐渐配合定位过程中，端爪与零件端面的力多少是有干涉的，加上顶尖为间隙配合，会影响定位偏心。
发明内容
本发明提供的太阳轮的夹持定位方法，将现有技术中的下顶尖轴向浮动设计改进来固定设计，避免了下顶尖在顶座中的旋转，提高了待加工零件与下顶尖配合定位的精度，夹持定位结的构可靠性和精准性更高，提高滚齿过程中零件节圆跳动的稳定性，有效提高滚齿质量，保证滚齿过程中驱动爪可始终于零件端面保持定位配合，多个驱动爪与待加工零件齿轮端配合后待加工零件受力均匀，提高滚齿驱动的可靠性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
太阳轮的夹持定位方法，其特征在于：首先将下顶尖和上顶尖均轴向定位在滚齿机上；再将待加工零件齿轮端朝下夹持在滚齿机的下顶尖和上顶尖之间；然后用滚齿机的油缸向上顶推用于带动待加工零件转动的驱动爪，使驱动爪上端切进待加工零件的齿轮端，实现待加工零件与驱动爪的周向定位。
优选的，“将待加工零件齿轮端朝下夹持在滚齿机的下顶尖和上顶尖之间”是指先将待加工零件齿轮端朝下放置于下顶尖上并手持待加工零件保持垂直，再启动上顶尖的下行运动，直至上顶尖顶至待加工零件上端面顶尖孔中，完成待加工零件的夹持。
优选的，将所述的驱动爪设计为杆状，且上端加工成可与待加工零件齿轮端周向定位配合的切进刀爪，下顶尖上开有与驱动爪导向配合的导向孔，油缸通过装在下顶尖下方的弹性顶推组件向上顶推驱动爪，使驱动爪穿出导向孔，切进刀爪切进待加工零件的齿轮端并与待加工零件齿轮端弹性接触。
优选的，所述的弹性顶推组件包括同轴固定在下顶尖底部并与滚齿机上的滚齿动力件连接的安装座、沿轴向装在安装座中的弹性组件以及与连接在弹性组件下方的顶杆，安装座为中空结构，弹性组件和顶杆分别安装在安装座的内腔中，驱动爪下端伸入安装座中并与弹性组件顶面相抵，油缸向上伸长推动顶杆向上运动压缩弹性组件，弹性组件通过弹性恢复力向上顶推驱动爪，使驱动爪向上运动穿出导向孔。
优选的，所述的弹性组件包括与顶杆连接的下弹簧座、沿轴向设置的弹簧和通过弹簧支撑在下弹簧座上方的上弹簧座，弹簧的数量为多个且沿下弹簧座周向均匀分布，弹簧上端定位在上弹簧座中，下端定位在下弹簧座中，上弹簧座与下弹簧座轴向隔开不接触，顶杆向上运动使弹簧压缩，弹簧通过弹性恢复力向上顶推上弹簧座，以推动驱动爪向上运动。
优选的，在下弹簧座中固定沿轴向的定位螺钉，在上弹簧座中开设与定位螺钉间隙配合的配合孔，定位螺钉的上端伸入配合孔中限制上弹簧座与下弹簧座的相对转动。
优选的，在上弹簧座顶部设置可上下摆动的平衡盘，驱动爪的下端面为球面且抵在平衡盘上上，通过平衡盘的摆动调节驱动爪与待加工零件齿轮端弹性接触力。
优选的，在上弹簧座顶面设置向上凸起的半球凸起，在平衡盘上开设与半球凸起相对应的球面凹坑，半球凸起与球面凹坑配合支撑平衡盘，使平衡盘可绕半球凸起在上弹簧座上摆动。
优选的，所述的安装座分别与顶杆、下弹簧座和驱动爪导向配合，对顶杆、下弹簧座和驱动爪的运动导向。
优选的，在顶杆上开设沿轴向的内凹槽，在安装座上设置沿径向的限位螺钉，限位螺钉的端部伸入至内凹槽中且与顶杆不接触，通过限位螺钉与内凹槽端部的接触限定顶杆的上升或下降位移。
发明的有益效果是：
本发明先将下顶尖和上顶尖均轴向定位在滚齿机上，再用上下顶尖夹持待加工零件，之后通过油缸的顶推使驱动爪上端切进待加工零件的齿轮端，实现待加工零件与驱动爪的周向定位，驱动爪转动即可带动待加工零件转动进行滚齿加工，其中将现有技术中的下顶尖轴向浮动设计改进来固定设计，避免了下顶尖在顶座中的旋转，提高了待加工零件与下顶尖配合定位的精度，从而提高待加工零件的夹持精度，而且待加工零件先被上下顶尖夹持再与驱动爪定位配合，驱动爪与待加工零件齿轮端的周向定位不会对待加工零件的夹持定位形成干涉，可有效避免定位偏心，从而提高滚齿过程中零件节圆跳动的稳定性，有效提高滚齿质量。
油缸向上伸长推动顶杆向上运动压缩弹性组件，弹性组件通过弹性恢复力向上顶推驱动爪，使驱动爪向上运动与待加工零件齿轮端配合，驱动爪与待加工零件为弹性接触，形成可浮动的驱动爪，保证滚齿过程中驱动爪可始终于零件端面保持定位配合，提高滚齿传动的可靠性。
弹性组件包括下弹簧座、上弹簧座和弹簧，上弹簧座通过弹簧支撑，通过弹簧的先压缩再恢复来顶推上弹簧座向上运动，从而推动驱动爪向上运动，弹簧沿周向设置多个可有效保证各驱动爪同步运动且受力均匀，并且用定位螺钉限制上弹簧座与下弹簧座的相对转动，保证弹簧不会有周向转动只有会轴向伸缩，从而保证驱动爪只受轴向顶推力，与待加工零件有效定位配合，夹持定位的结构可靠性和精准性更高。
在上弹簧座上设置平衡盘，平衡盘通过上弹簧座顶面的半球凸起支撑，使平衡盘可绕半球凸起在上弹簧座上摆动一定角度，对驱动爪的轴向位置进行微调，避免因待加工零件端面的平面度误差造成驱动爪与待加工零件齿轮端的弹性接触力不同，实现对驱动爪与待加工零件弹性接触力的微调，保证多个驱动爪均与待加工零件齿轮端有效配合，且多个驱动爪与待加工零件齿轮端配合后待加工零件受力均匀，提高滚齿驱动的可靠性。
附图说明
图1为待加工零件被上顶尖、下顶尖夹持且与驱动爪周向定位的状态示意图。
图2为弹性顶推组件、下顶尖和驱动爪的配装示意图。
图3为图2的局部放大图。
图4为图2的另一局部放大图。
具体实施方式
下面结合图1~4对本发明的实施例做详细说明。
太阳轮的夹持定位方法，其特征在于：首先将下顶尖1和上顶尖2均轴向定位在滚齿机上，再将待加工零件100齿轮端朝下夹持在滚齿机的下顶尖1和上顶尖2之间；然后用滚齿机的油缸向上顶推用于带动待加工零件转动的驱动爪3，使驱动爪3上端切进待加工零件100的齿轮端，实现待加工零件与驱动爪的周向定位。
以上所述的太阳轮的夹持定位方法先将下顶尖1和上顶尖2均轴向定位在滚齿机上，再用上下顶尖夹持待加工零件，之后通过油缸的顶推使驱动爪3上端切进待加工零件的齿轮端，实现待加工零件100与驱动爪3的周向定位，驱动爪3转动即可带动待加工零件转动进行滚齿加工，其中将现有技术中的下顶尖轴向浮动设计改进来固定设计，避免了下顶尖在顶座中的旋转，提高了待加工零件与下顶尖2配合定位的精度，从而提高待加工零件的夹持精度，而且待加工零件先被上下顶尖夹持再与驱动爪3定位配合，驱动爪3与待加工零件齿轮端的周向定位不会对待加工零件的夹持定位形成干涉，可有效避免定位偏心，从而提高滚齿过程中零件节圆跳动的稳定性，有效提高滚齿质量。
其中，“将待加工零件齿轮端朝下夹持在滚齿机的下顶尖1和上顶尖2之间”是指先将待加工零件齿轮端朝下放置于下顶尖2上并手持待加工零件保持垂直，再启动上顶尖1的下行运动，直至上顶尖1顶至待加工零件上端面顶尖孔中，完成待加工零件的夹持。将现有技术中的下顶尖轴向浮动的结构，改进为轴向定位，夹持待加工零件时，先使待加工零件的齿轮端与下顶尖配合后，再下行上顶尖1，下行到位后即实现夹持，待加工零件置于下顶尖2上后即实现找正，这种静态找正与驱动爪与待加工零件的配合不存在互相干涉，可有效提高待加工零件夹持定位的精准性。
其中，将所述的驱动爪3设计为杆状，且上端加工成可与待加工零件齿轮端周向定位配合的切进刀爪31，下顶尖2上开有与驱动爪3导向配合的导向孔21，油缸通过装在下顶尖下方的弹性顶推组件4向上顶推驱动爪3，使驱动爪3穿出导向孔21，切进刀爪31切进待加工零件的齿轮端并与待加工零件齿轮端弹性接触。驱动爪3上端的切进刀爪31与待加工零件的齿轮端配合，形成两者的周向定位，在驱动爪3转动时带动待加工零件转动以进行滚齿加工。导向孔21对驱动爪3的运动导向，保证驱动爪3沿轴向运动切进待加工零件齿轮端，传动配合的结构可靠性更高。
其中，所述的弹性顶推组件4包括同轴固定在下顶尖2底部并与滚齿机上的滚齿动力件连接的安装座41、沿轴向装在安装座41中的弹性组件42以及与连接在弹性组件42下方的顶杆43，安装座41为中空结构，弹性组件42和顶杆43分别安装在安装座41的内腔中，驱动爪3下端伸入安装座41中并与弹性组件顶面相抵，油缸向上伸长推动顶杆43向上运动压缩弹性组件42，弹性组件42通过弹性恢复力向上顶推驱动爪3，使驱动爪3向上运动穿出导向孔。顶杆43顶推弹性组件42，使其压缩，弹性组件42向上弹性恢复从而顶推驱动爪3，使驱动爪3向上运动与待加工零件齿轮端配合，驱动爪3与待加工零件100为弹性接触，形成可浮动的驱动爪，保证滚齿过程中驱动爪可始终于零件端面保持定位配合，提高滚齿传动的可靠性。本方案中将下顶尖2设计为轴向固定，而将驱动爪3设计为轴向浮动，即避免了下顶尖2的浮动找正，提高下顶尖2与待加工零件间的定位精准性，也通过驱动爪3轴向浮动的弹性结构来保证滚齿过程中驱动爪3与待加工零件周向定位的可靠性，从而保证动力的有效传递。
其中，所述的弹性组件42包括与顶杆43连接的下弹簧座421、沿轴向设置的弹簧422和通过弹簧422支撑在下弹簧座421上方的上弹簧座423，弹簧422的数量为多个且沿下弹簧座周向均匀分布，弹簧422上端定位在上弹簧座423中，下端定位在下弹簧座421中，上弹簧座423与下弹簧座421轴向隔开不接触，顶杆43向上运动使弹簧422压缩，弹簧422通过弹性恢复力向上顶推上弹簧座423，以推动驱动爪3向上运动。通过弹簧422的先压缩再恢复来顶推上弹簧座423向上运动，从而推动驱动3爪向上运动，弹簧422沿周向设置多个可有效保证各驱动爪3同步运动且受力均匀。
其中，在下弹簧座421中固定沿轴向的定位螺钉424，在上弹簧座423中开设与定位螺钉间隙配合的配合孔4231，定位螺钉424的上端伸入配合孔4231中限制上弹簧座423与下弹簧座421的相对转动。用定位螺钉424限制上弹簧座423与下弹簧座421的相对转动，保证弹簧422不会有周向转动只有会轴向伸缩，从而保证驱动爪3只受轴向顶推力，与待加工零件有效定位配合，夹持定位的结构可靠性和精准性更高。
其中，在上弹簧座423顶部设置可上下摆动的平衡盘425，驱动爪的下端面为球面且抵在平衡盘上425，通过平衡盘425的摆动调节驱动爪与待加工零件齿轮端弹性接触力。由于待加工零件100的齿轮端存在加工误差，每个待加工零件齿轮端端面都有平面度误差，为了保证每个驱动爪与待加工零件齿轮端定位配合的有效性和可靠性，通过平衡盘425的小角度摆动来微调驱动爪的轴向位置，以克服由于零件端面平面度误差而导致的各驱动爪与齿轮端弹力接触力不同，从而保证待加工零件齿轮端的均匀受力，提高驱动爪3的传动可靠性。
其中，在上弹簧座423顶面设置向上凸起的半球凸起4232，在平衡盘425上开设与半球凸起4232相对应的球面凹坑4251，半球凸起4232与球面凹坑4251配合支撑平衡盘425，使平衡盘425可绕半球凸起在上弹簧座上摆动。平衡盘425通过上弹簧座423顶面的半球凸起4232支撑，使平衡盘425可绕半球凸起4232在上弹簧座423上摆动一定角度，对驱动爪3的轴向位置进行微调，避免因待加工零件端面的平面度误差造成驱动爪与待加工零件齿轮端的弹性接触力不同，实现对驱动爪3与待加工零件100弹性接触力的微调，保证多个驱动爪均与待加工零件齿轮端有效配合，且多个驱动爪与待加工零件齿轮端配合后待加工零件受力均匀，提高滚齿驱动的可靠性。
其中，所述的安装座41分别与顶杆43、下弹簧座421和驱动爪3导向配合，对顶杆53、下弹簧座421和驱动爪3的运动导向，多重导向提高整个装置轴向运动的方向精准性，从而提高夹持定位的精准性。
其中，在顶杆43上开设沿轴向的内凹槽431，在安装座41上设置沿径向的限位螺钉411，限位螺钉411的端部伸入至内凹槽431中且与顶杆43不接触，通过限位螺钉411与内凹槽431端部的接触限定顶杆的上升或下降位移，避免顶杆43上升位移过限而使上下弹簧座和上弹簧座硬接触损伤，提高夹持定位的安全性。
以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

Claims (10)

1.太阳轮的夹持定位方法，其特征在于：首先将下顶尖和上顶尖均轴向定位在滚齿机上；再将待加工零件齿轮端朝下夹持在滚齿机的下顶尖和上顶尖之间；然后用滚齿机的油缸向上顶推用于带动待加工零件转动的驱动爪，使驱动爪上端切进待加工零件的齿轮端，实现待加工零件与驱动爪的周向定位。
2.根据权利要求1所述的太阳轮的夹持定位方法，其特征在于：“将待加工零件齿轮端朝下夹持在滚齿机的下顶尖和上顶尖之间”是指先将待加工零件齿轮端朝下放置于下顶尖上并手持待加工零件保持垂直，再启动上顶尖的下行运动，直至上顶尖顶至待加工零件上端面顶尖孔中，完成待加工零件的夹持。
3.根据权利要求1所述的太阳轮的夹持定位方法，其特征在于：将所述的驱动爪设计为杆状，且上端加工成可与待加工零件齿轮端周向定位配合的切进刀爪，下顶尖上开有与驱动爪导向配合的导向孔，油缸通过装在下顶尖下方的弹性顶推组件向上顶推驱动爪，使驱动爪穿出导向孔，切进刀爪切进待加工零件的齿轮端并与待加工零件齿轮端弹性接触。
4.根据权利要求3所述的太阳轮的夹持定位方法，其特征在于：所述的弹性顶推组件包括同轴固定在下顶尖底部并与滚齿机上的滚齿动力件连接的安装座、沿轴向装在安装座中的弹性组件以及与连接在弹性组件下方的顶杆，安装座为中空结构，弹性组件和顶杆分别安装在安装座的内腔中，驱动爪下端伸入安装座中并与弹性组件顶面相抵，油缸向上伸长推动顶杆向上运动压缩弹性组件，弹性组件通过弹性恢复力向上顶推驱动爪，使驱动爪向上运动穿出导向孔。
5.根据权利要求4所述的太阳轮的夹持定位方法，其特征在于：所述的弹性组件包括与顶杆连接的下弹簧座、沿轴向设置的弹簧和通过弹簧支撑在下弹簧座上方的上弹簧座，弹簧的数量为多个且沿下弹簧座周向均匀分布，弹簧上端定位在上弹簧座中，下端定位在下弹簧座中，上弹簧座与下弹簧座轴向隔开不接触，顶杆向上运动使弹簧压缩，弹簧通过弹性恢复力向上顶推上弹簧座，以推动驱动爪向上运动。
6.根据权利要求4所述的太阳轮的夹持定位方法，其特征在于：在下弹簧座中固定沿轴向的定位螺钉，在上弹簧座中开设与定位螺钉间隙配合的配合孔，定位螺钉的上端伸入配合孔中限制上弹簧座与下弹簧座的相对转动。
7.根据权利要求5所述的太阳轮的夹持定位方法，其特征在于：在上弹簧座顶部设置可上下摆动的平衡盘，驱动爪的下端面为球面且抵在平衡盘上上，通过平衡盘的摆动调节驱动爪与待加工零件齿轮端弹性接触力。
8.根据权利要求7所述的太阳轮的夹持定位方法，其特征在于：在上弹簧座顶面设置向上凸起的半球凸起，在平衡盘上开设与半球凸起相对应的球面凹坑，半球凸起与球面凹坑配合支撑平衡盘，使平衡盘可绕半球凸起在上弹簧座上摆动。
9.根据权利要求5所述的太阳轮的夹持定位方法，其特征在于：所述的安装座分别与顶杆、下弹簧座和驱动爪导向配合，对顶杆、下弹簧座和驱动爪的运动导向。
10.根据权利要求9所述的太阳轮的夹持定位方法，其特征在于：在顶杆上开设沿轴向的内凹槽，在安装座上设置沿径向的限位螺钉，限位螺钉的端部伸入至内凹槽中且与顶杆不接触，通过限位螺钉与内凹槽端部的接触限定顶杆的上升或下降位移。
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