CN113414609A - 一种行星架加工中心用装夹机构及装夹方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种行星架加工中心用装夹机构及装夹方法，包括箱体、轴接在箱体上的转盘以及驱动转盘旋转的转盘驱动，所述转盘的端面固接有与行星架的中心孔适配的固定芯轴，所述固定芯轴为阶梯轴，所述转盘上沿固定芯轴的轴向方向滑接有多个沿固定芯轴周向布置的定位轴，所述定位轴分别与各型号的行星孔适配，还包括定位轴驱动装置，所述定位轴驱动装置驱动所有定位轴在转盘的端面同步伸缩且驱动任意一个定位轴独立伸缩，还包括将行星架向转盘端面方向拉动的拉紧装置，本发明可以适应各型号行星架的中心孔的大小、行星孔的大小、行星孔到中心孔的中心距等参数。

Description

一种行星架加工中心用装夹机构及装夹方法
技术领域
本发明涉及工件装夹领域，具体是指一种行星架加工中心用装夹机构及装夹方法。
背景技术
行星架是行星变速器中的重要零部件，如图10、11所示，行星架2包括圆形的行星盘21，行星盘21中间设置有中心孔22，沿中心孔22周向布置有多个行星孔23，在行星架加工过程中，需要对行星架的圆周面进行螺纹孔及铣平面加工，该加工工序在加工中心进行，加工过程中通过装夹机构固定行星架，然后装夹机构带动行星架沿中心孔旋转，使加工中心对行星架的周向各位置进行加工，现有加工中心的行星架装夹机构是通过中心轴对中心孔进行中心定位，然后通过一个圆轴穿过其中一个行星孔实现周向定位，然后带动行星架旋转。
由于在现有加工过程中，各型号行星架的中心孔的大小、行星孔的大小、行星孔到中心孔的中心距等参数不同，单个装夹机构很难实现多种行星架的装夹，从而导致装夹机构种类复杂，加工过程中需要频繁更换装夹机构，浪费成本的同时，还导致加工效率低下。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种行星架加工中心用装夹机构及装夹方法。
本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种行星架加工中心用装夹机构，包括箱体、轴接在箱体上的转盘以及驱动转盘旋转的转盘驱动，所述转盘的端面固接有与行星架的中心孔适配的固定芯轴，所述固定芯轴为阶梯轴，所述转盘上沿固定芯轴的轴向方向滑接有多个沿固定芯轴周向布置的定位轴，所述定位轴分别与各型号的行星孔适配，还包括定位轴驱动装置，所述定位轴驱动装置驱动所有定位轴在转盘的端面同步伸缩且驱动任意一个定位轴独立伸缩，还包括将行星架向转盘端面方向拉动的拉紧装置。
通过本方案中的定位轴驱动装置驱动所有定位轴在转盘的端面同步伸缩，使定位轴顶在行星架的一侧，通过调节所有定位轴的伸缩量使行星架的中心孔套在固定芯轴对应的阶梯轴上。然后通过定位轴驱动装置驱动与行星孔适配的一个定位轴独立伸缩，使该定位轴的伸出量大于其余定位轴的伸出量，通过该定位轴插入至行星孔内实现行星架的周向定位。通过拉紧装置将行星架向转盘端面方向拉动，从而将行星架压紧在定位轴的端面上。通过转盘驱动驱动转盘旋转，从而带动行星架旋转，通过加工中心对行星架的圆周面进行螺纹孔及铣平面加工。
作为优化，所述拉紧装置包括沿固定芯轴轴向方向滑接在固定芯轴上的拉紧轴以及驱动拉紧轴滑动的拉紧驱动，拉紧轴伸出固定芯轴外部的一端固接有拉板，所述拉板在固定芯轴上的投影小于固定芯轴的小径端，还包括设置在行星架和拉板之间的拉紧块，所述拉紧块的侧面开有与拉紧轴适配的插槽。
将拉紧块通过侧面的插槽插入到拉紧轴上，从而使拉紧块位于拉板和行星架之间，通过拉紧驱动将拉紧轴向行星架方向拉动，从而通过拉板带动拉紧块压紧行星架，本方案中拉板在固定芯轴上的投影小于固定芯轴的小径端，从而便于行星轴穿过拉板后套在固定芯轴上。
作为优化，所述拉紧块包括拉紧底板以及固接在拉紧底板靠近行星架一侧的拉紧套，所述拉紧套的内径大于固定芯轴的大径端，所述插槽设置在拉紧底板上。本方案中的插槽设置在拉紧底板上，通过拉板带动拉紧底板，通过拉紧套顶在行星架上，从而无论行星架套在阶梯轴哪个部位，拉紧套都可以包围在固定芯轴外侧实现顶紧行星架。
作为优化，所述拉紧驱动包括固接在转盘上的电磁铁，所述电磁铁的伸缩轴与拉紧轴远离拉板的一端连接。本方案中通过电磁铁实现拉紧功能。
作为优化，所述定位轴驱动装置包括螺纹连接在转盘内的驱动环，所述驱动环设置在定位轴远离行星架的一端，所述定位轴上装有将定位轴顶到驱动环端面上的弹簧，驱动环靠近定位轴的端面上设有与端面圆滑过渡的驱动环凸台。本方案中的驱动环螺纹连接在转盘内，从而通过旋转驱动环可以实现驱动环沿固定芯轴轴向方向移动，通过弹簧将定位轴顶到驱动环端面上，通过实现驱动环带动所有定位轴在转盘的端面同步伸缩，驱动环凸台旋转到对应的定位轴时，使相应定位轴的伸出量增大，从而实现任意一个定位轴独立伸缩。
作为优化，所述驱动环上固接有驱动电机，驱动电机上装有驱动齿轮，所述转盘内固接有固定外齿套，固定外齿套的外圆周面上设有与驱动齿轮啮合的长条形外齿。本方案中的驱动电机上的驱动齿轮与固定外齿套啮合，从而通过驱动电机的旋转实现驱动环的旋转，固定外齿套的外圆周面上设有与驱动齿轮啮合的长条形外齿，从而使驱动环沿轴向移动时可以保证驱动齿轮与固定外齿套始终啮合。
作为优化，所述转盘远离行星架的一端开有沉孔，所述驱动环位于沉孔内，驱动环的外圈与沉孔的内圈螺纹连接。本方案中驱动环的外圈与沉孔的内圈螺纹连接，从而实现驱动环的螺纹连接。
作为优化，所述转盘驱动包括安装在箱体内的旋转电机、安装在旋转电机上的主动齿轮以及固接在转盘外圈的外齿圈，所述主动齿轮与外齿圈啮合。本方案中的旋转电机通过主动齿轮带动转盘旋转。
一种行星架装夹方法，包括如下步骤：
a.通过定位轴驱动装置驱动所有定位轴在转盘的端面同步伸缩，使定位轴顶在行星架的一侧，通过调节所有定位轴的伸缩量使行星架的中心孔套在固定芯轴对应的阶梯轴上；
b.通过定位轴驱动装置驱动与行星孔适配的一个定位轴独立伸缩，使该定位轴的伸出量大于其余定位轴的伸出量，通过该的定位轴插入至行星孔内实现行星架的周向定位；
c.通过拉紧装置将行星架向转盘端面方向拉动，从而将行星架压紧在定位轴的端面上；
d. 通过转盘驱动驱动转盘旋转，从而带动行星架旋转，通过加工中心对行星架的圆周面进行螺纹孔及铣平面加工。
本发明的有益效果为：本发明的一种行星架加工中心用装夹机构及装夹方法，通过调节所有定位轴的伸缩量使行星架的中心孔套在固定芯轴对应的阶梯轴上，然后通过定位轴驱动装置驱动与行星孔适配的一个定位轴独立伸缩，使该定位轴的伸出量大于其余定位轴的伸出量，通过该定位轴插入至行星孔内实现行星架的周向定位。通过拉紧装置将行星架向转盘端面方向拉动，从而将行星架压紧在定位轴的端面上。通过转盘驱动驱动转盘旋转，从而带动行星架旋转，通过加工中心对行星架的圆周面进行螺纹孔及铣平面加工，本发明可以适应各型号行星架的中心孔的大小、行星孔的大小、行星孔到中心孔的中心距等参数。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明正视图；
图3为本发明图2中A-A面剖视图；
图4为本发明图2中B-B面剖视图；
图5为本发明不含行星架和拉紧块的结构示意图；
图6为本发明不含行星架和拉紧块的俯视图；
图7为本发明驱动环结构示意图；
图8为本发明拉紧块结构示意图；
图9为本发明拉紧块结构正视图；
图10为本发明行星架结构示意图；
图11为本发明行星架剖视图；
图中所示：
1、箱体，2、行星架，3、拉紧块，4、拉板，5、定位轴，6、转盘，7、固定芯轴，8、拉紧轴，9、驱动环，91、驱动环凸台，10、弹簧，11、电磁铁，12、驱动电机，13、驱动齿轮，14、固定外齿套，15、旋转电机，16、主动齿轮，17、外齿圈，21、行星盘，22、中心孔，23、行星孔，31、拉紧底板，32、拉紧套，33、插槽。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
如图1~11所示，本发明的一种行星架加工中心用装夹机构，包括箱体1、轴接在箱体1上的转盘6以及驱动转盘6旋转的转盘驱动，所述箱体1为长方体的金属箱体，转盘6为圆柱形金属件，转盘6的一端伸出至箱体1外侧，所述转盘驱动包括安装在箱体1内的旋转电机15、安装在旋转电机15上的主动齿轮16以及固接在转盘6外圈的外齿圈17，所述主动齿轮16与外齿圈17啮合，所述旋转电机15为伺服电机，从而实现转盘6旋转角度的精确控制。
所述转盘6伸出至箱体1外侧的端面固接有与行星架2的中心孔22适配的固定芯轴7，所述固定芯轴7为阶梯轴，且固定芯轴7的直径向远离转盘6的方向依次减小，阶梯轴交界处设有倒角，便于行星架2套到相应的阶梯轴上，阶梯轴各处对应各种行星架2的中心孔22。
所述拉紧装置包括沿固定芯轴7轴向方向滑接在固定芯轴7上的拉紧轴8以及驱动拉紧轴8滑动的拉紧驱动，所述拉紧轴8与固定芯轴7同心，拉紧轴8伸出固定芯轴7外部的一端固接有拉板4，所述拉板4在固定芯轴7上的投影小于固定芯轴7的小径端。
所述拉紧驱动包括固接在转盘6上的电磁铁11，所述电磁铁11的伸缩轴与拉紧轴8远离拉板4的一端连接。所述转盘6远离行星架2的一端开有沉孔，电磁铁11通过固定在沉孔内，电磁铁11通电时，将拉板4向行星架2方向拉动。
还包括设置在行星架2和拉板4之间的拉紧块3，所述拉紧块3的侧面开有与拉紧轴8适配的插槽33。
所述拉紧块3包括拉紧底板31以及固接在拉紧底板31靠近行星架2一侧的拉紧套32，所述拉紧套32的内径大于固定芯轴7的大径端，所述插槽33设置在拉紧底板31上，拉紧底板31为圆板，如图8、9所示，插槽为延伸至拉紧底板31中心的长槽，长槽的宽度与拉紧轴8的直径相同。
当安装行星架2时，由于拉板4在固定芯轴7上的投影小于固定芯轴7的小径端，从而使拉板4不影响行星架2的安装，安装好行星架后，将拉紧块3沿径向套早拉紧轴上，从而当拉紧轴拉紧时，可以通过拉紧块将行星架2实现拉紧。
所述转盘6上沿固定芯轴7的轴向方向滑接有多个沿固定芯轴7周向布置的定位轴5，各个定位轴5沿固定芯轴7周向布置，所述定位轴5分别与各型号的行星孔23适配，还包括定位轴驱动装置，所述定位轴驱动装置驱动所有定位轴5在转盘6的端面同步伸缩且驱动任意一个定位轴5独立伸缩，还包括将行星架2向转盘6端面方向拉动的拉紧装置。
所述定位轴驱动装置包括螺纹连接在转盘6内的驱动环9，驱动环9为环形，所述驱动环9设置在定位轴5远离行星架2的一端，所述驱动环9位于转盘6的沉孔内，驱动环9的外圈与沉孔的内圈螺纹连接。
所述定位轴5上装有将定位轴5顶到驱动环9端面上的弹簧10，定位轴5靠近驱动环9的一端设有凸台，弹簧10的一端顶在凸台上，另一端顶在沉孔的底部。
驱动环9靠近定位轴5的端面上设有与端面圆滑过渡的驱动环凸台91，驱动环凸台91旋转到对应的定位轴时，可以驱动对应定位轴实现独立伸缩，从而当对应定位轴独立伸出时，使该定位轴插入对应的行星架2上，其余定位轴顶在行星架2的侧面。
所述驱动环9上固接有驱动电机12，驱动电机12固定在驱动环9远离定位轴5的一侧，驱动电机12上装有驱动齿轮13，所述转盘6内固接有固定外齿套14，固定外齿套14固定在沉孔的底面且与驱动环9同轴，固定外齿套14的外圆周面上设有与驱动齿轮13啮合的长条形外齿，长条形外齿可以与驱动齿轮13啮合，还可以使驱动齿轮13可以沿长条形外齿的长度方向移动。
一种行星架装夹方法，包括如下步骤：
a.通过定位轴驱动装置驱动所有定位轴5在转盘6的端面同步伸缩，使定位轴5顶在行星架2的一侧，通过调节所有定位轴5的伸缩量使行星架2的中心孔22套在固定芯轴7对应的阶梯轴上；
b.通过定位轴驱动装置驱动与行星孔23适配的一个定位轴5独立伸缩，使该定位轴5的伸出量大于其余定位轴的伸出量，通过该的定位轴5插入至行星孔23内实现行星架2的周向定位；
c.通过拉紧装置将行星架2向转盘6端面方向拉动，从而将行星架2压紧在定位轴5的端面上；
d. 通过转盘驱动驱动转盘6旋转，从而带动行星架2旋转，通过加工中心对行星架的圆周面进行螺纹孔及铣平面加工。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (9)

1.一种行星架加工中心用装夹机构，其特征在于：包括箱体（1）、轴接在箱体（1）上的转盘（6）以及驱动转盘（6）旋转的转盘驱动，所述转盘（6）的端面固接有与行星架（2）的中心孔（22）适配的固定芯轴（7），所述固定芯轴（7）为阶梯轴，所述转盘（6）上沿固定芯轴（7）的轴向方向滑接有多个沿固定芯轴（7）周向布置的定位轴（5），所述定位轴（5）分别与各型号的行星孔（23）适配，还包括定位轴驱动装置，所述定位轴驱动装置驱动所有定位轴（5）在转盘（6）的端面同步伸缩且驱动任意一个定位轴（5）独立伸缩，还包括将行星架（2）向转盘（6）端面方向拉动的拉紧装置。
2.根据权利要求1所述的一种行星架加工中心用装夹机构，其特征在于：所述拉紧装置包括沿固定芯轴（7）轴向方向滑接在固定芯轴（7）上的拉紧轴（8）以及驱动拉紧轴（8）滑动的拉紧驱动，拉紧轴（8）伸出固定芯轴（7）外部的一端固接有拉板（4），所述拉板（4）在固定芯轴（7）上的投影小于固定芯轴（7）的小径端，还包括设置在行星架（2）和拉板（4）之间的拉紧块（3），所述拉紧块（3）的侧面开有与拉紧轴（8）适配的插槽（33）。
3.根据权利要求2所述的一种行星架加工中心用装夹机构，其特征在于：所述拉紧块（3）包括拉紧底板（31）以及固接在拉紧底板（31）靠近行星架（2）一侧的拉紧套（32），所述拉紧套（32）的内径大于固定芯轴（7）的大径端，所述插槽（33）设置在拉紧底板（31）上。
4.根据权利要求2所述的一种行星架加工中心用装夹机构，其特征在于：所述拉紧驱动包括固接在转盘（6）上的电磁铁（11），所述电磁铁（11）的伸缩轴与拉紧轴（8）远离拉板（4）的一端连接。
5.根据权利要求1所述的一种行星架加工中心用装夹机构，其特征在于：所述定位轴驱动装置包括螺纹连接在转盘（6）内的驱动环（9），所述驱动环（9）设置在定位轴（5）远离行星架（2）的一端，所述定位轴（5）上装有将定位轴（5）顶到驱动环（9）端面上的弹簧（10），驱动环（9）靠近定位轴（5）的端面上设有与端面圆滑过渡的驱动环凸台（91）。
6.根据权利要求5所述的一种行星架加工中心用装夹机构，其特征在于：所述驱动环（9）上固接有驱动电机（12），驱动电机（12）上装有驱动齿轮（13），所述转盘（6）内固接有固定外齿套（14），固定外齿套（14）的外圆周面上设有与驱动齿轮（13）啮合的长条形外齿。
7.根据权利要求5所述的一种行星架加工中心用装夹机构，其特征在于：所述转盘（6）远离行星架（2）的一端开有沉孔，所述驱动环（9）位于沉孔内，驱动环（9）的外圈与沉孔的内圈螺纹连接。
8.根据权利要求1所述的一种行星架加工中心用装夹机构，其特征在于：所述转盘驱动包括安装在箱体（1）内的旋转电机（15）、安装在旋转电机（15）上的主动齿轮（16）以及固接在转盘（6）外圈的外齿圈（17），所述主动齿轮（16）与外齿圈（17）啮合。
9.一种使用权利要求1~8任一项行星架加工中心用装夹机构进行的装夹方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.通过定位轴驱动装置驱动所有定位轴（5）在转盘（6）的端面同步伸缩，使定位轴（5）顶在行星架（2）的一侧，通过调节所有定位轴（5）的伸缩量使行星架（2）的中心孔（22）套在固定芯轴（7）对应的阶梯轴上；
b.通过定位轴驱动装置驱动与行星孔（23）适配的一个定位轴（5）独立伸缩，使该定位轴（5）的伸出量大于其余定位轴的伸出量，通过该的定位轴（5）插入至行星孔（23）内实现行星架（2）的周向定位；
c.通过拉紧装置将行星架（2）向转盘（6）端面方向拉动，从而将行星架（2）压紧在定位轴（5）的端面上；
d. 通过转盘驱动驱动转盘（6）旋转，从而带动行星架（2）旋转，通过加工中心对行星架的圆周面进行螺纹孔及铣平面加工。
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