CN113909582B - 端面齿拉削夹具 - Google Patents

Abstract

一种端面齿拉削夹具，它包括设置于拉床辅助床身上的中空的夹具体以及设置于夹具体内具有中空结构的中心轴，中心轴相对于夹具体可旋转一定角度并可沿轴向往复移动一段距离。在中心轴的前端设置有弹簧夹头座以及设置于弹簧夹头座中的弹簧夹头，在中心轴的内部设置有弹簧夹头传动机构，在中心轴的后端设置有弹簧夹头驱动装置，弹簧夹头通过弹簧夹头传动机构与弹簧夹头驱动装置连接在一起；在夹具体的后端设置有控制中心轴前后移动的驱动装置，在夹具的后部设置有中心轴枢转分度传动机构和中心轴枢转分度驱动机构，在中心轴上设置有角度精确定位机构。

Description

端面齿拉削夹具

技术领域

本方案涉及拉床自动化加工夹具，特别涉及端面齿拉削夹具。

背景技术

连接盘属于汽车传动系统的连接零件，汽车传动系统属于汽车关键性功能部件，连接盘连接的可靠性关系着汽车安全性能和汽车运行的平稳及汽车使用寿命。而连接盘加工精度的高低影响着连接盘的可靠性，加工精度越高可靠性越高。所以连接盘的加工精度要求较高。

现在对该工件齿型的加工一般是铣削或拉削。而对于端面齿拉削来说，拉削夹具主要有两类：第一类，工件定位夹紧一次拉削一组齿型，取下工件，再定位夹紧一次拉削另一组齿型。这类夹具的缺点就是：工件两次装夹积累误差大，工件精度低，且加工质量不稳定，影响连接盘的可靠性，且效率低。第二类，工件虽一次装夹完成两组齿型的拉削，但现在的一些带有角度旋转中心部件的端齿盘拉削夹具，中心部件是定位用部件也是可沿夹具本体旋转的部件，中心部件与夹具本体部件之间一般不设专门的锁紧机构，而是用油缸的推力锁紧或用分度插销锁紧，中心部件和夹具本体部件之间设导向轴承。油缸推力锁紧中心轴组件和夹具体组件时，因液压油具有可压缩性，所以当中心定位部件受力时，中心定位部件和夹具本体部件之间容易产生弹性旋转位移，影响工件的角度精度，同时，由于轴承存在游隙，所以当中心定位部件受力时，中心定位部件会在拉削力的作用下，与夹具本体的中心之间产生弹性位移，影响工件的对称度等精度。另一种，分度插销锁紧中心部件和夹具本体部件时，因插销的锁紧力是一个点，所以当中心部件受力时产生的扭矩容易使中心部件和夹具本体部件间产生弹性位移，影响加工工件角度精度和夹具使用寿命；同样拉削力压缩轴承间的游隙，使中心部件产生中心弹性位移，影响工件的对称精度。

发明内容

本方案提供一种端面齿拉削夹具。

一种端面齿拉削夹具，它包括设置于拉床辅助床身上的中空的夹具体以及设置于夹具体内具有中空结构的中心轴，中心轴相对于夹具体可旋转一定角度并可沿轴向往复移动一段距离。在中心轴的前端设置有弹簧夹头座以及设置于弹簧夹头座中的弹簧夹头，在中心轴的内部设置有弹簧夹头传动机构，在中心轴的后端设置有弹簧夹头驱动装置，弹簧夹头通过弹簧夹头传动机构与弹簧夹头驱动装置连接在一起；在夹具体的后端设置有控制中心轴前后移动的驱动装置，在夹具的后部设置有中心轴枢转分度传动机构和中心轴枢转分度驱动机构，在中心轴上设置有角度精确定位机构。

中心轴和夹具体之间，前后各设置一盘圆柱滚子轴承。中心轴可在夹具体的内台阶孔内转动和轴向位移。圆柱滚子轴承的内圈可随中心轴作轴向移动，保证中心轴和夹具体的内台阶孔时刻同心。

本方案的具体特点还有，角度精确定位机构包括固定设置于中心轴上的活动鼠齿盘，固定设置于夹具体中的固定鼠齿盘，固定鼠齿盘与活动鼠齿盘配合使用，通过固定鼠齿盘与活动鼠齿盘啮合完成中心轴的角度精确定位以及中心轴与夹具体之间的锁紧和定心。

活动鼠齿盘与固定鼠齿盘的端面定位齿呈圆周分布，齿型是正梯形，齿型角度是30°。啮合时，定位斜面的接触面积达到90%以上，端齿的回转精度±2″，重复定位精度±1″。

在拉床主床身和弹簧夹头座之间增加辅助支撑机构。

辅助支撑机构包括固定设置于拉床主床身上的固定底板，在固定底板上设置有螺纹孔，弹簧限位螺钉穿过V型支撑块的压缩弹簧限位螺钉过孔后旋入到固定底板上的螺纹孔中；在弹簧限位螺钉上套装压缩弹簧，压缩弹簧顶持在弹簧限位螺钉的头部和V型支撑块之间，压缩弹簧在锁紧油缸卸荷后压着V型支撑块远离弹簧夹头座；弹簧限位螺钉给压缩弹簧提供预紧力使V型支撑块弹性安装在固定板上。V型支撑块的一侧端面是V型支撑面，是弹簧夹头座的定位支撑面，V型支撑块的另一侧端面上设有斜锲滑槽，斜锲滑槽是斜锲块的运行导向槽。斜锲块插入V型支撑块的斜锲滑槽中；还包括固定安装在辅助床身上锁紧油缸，锁紧油缸的活塞杆连接在斜锲块的调节螺钉安装螺纹孔中，锁紧油缸的活塞杆带着斜锲块向下运行，斜锲块的下行压着V型支撑块靠到弹簧夹头座表面。

在固定底板的限位块安装槽中安装限位块，螺钉紧固。限位块的调节螺钉安装螺纹孔中安装调节螺钉，斜锲块的底面为定位面，调节螺钉对斜锲块向下运行的距离进行限制。

在夹具体的第六台阶孔中安装推力轴承，推力轴承的内圈与中心轴的第六台阶轴间隙配合。在中心轴的第五台阶轴上安装由弹簧座、弹簧端盖、限位螺钉和压缩弹簧组成的弹压组件，弹压组件位于推力轴承与圆柱滚子轴承内圈之间，弹簧端盖的一端面与圆柱滚子轴承的内圈接触，弹簧座的一端面与推轴承接触，弹压组件将推力轴承压在夹具体的内孔台阶面上，使推力轴承在中心轴前后移动时不脱开。推力轴承在减小中心轴旋转阻力的同时，起到中心轴轴向定位的作用，保证中心轴在夹具体之间的精确位置，从而保证拉削工件的齿深精度和齿宽精度，提高产品加工精度和质量的稳定性。

中心轴枢转分度传动机构包括固定安装在中心轴上的齿轮，定位安装于夹具体的圆形通孔中的齿条导向套，在齿条导向套中设置有齿条接杆，在齿条接杆上设置齿条和齿条连接块。齿条与中心轴上的齿轮啮合传动，齿条连接块的一侧端面安装在齿条接杆的齿条连接块安装孔中，齿条连接块另一端连接中心轴枢转分度驱动机构。

中心轴枢转分度驱动机构是单活塞杆双缸筒油缸。

单活塞杆双缸筒油缸包括活塞杆、左缸筒、右缸筒，双缸筒端盖和密封件等。在活塞杆的两头设有密封槽，中间设有齿条连接块安装孔。活塞杆左端面与左缸筒和双缸筒端盖组成单活塞杆双缸筒油缸左腔；活塞杆右端面与右缸筒和双缸筒端盖组成单活塞杆双缸筒油缸右腔。左缸筒和油缸筒的外形是方型结构。油缸通过左缸筒和油缸筒固定在后盖上，螺钉紧固。

弹簧夹头传动机构包括设置在中心轴内孔中的可调拉杆，可调拉杆后端连接复合油缸的中心活塞杆，可调拉杆随中心活塞杆前后移动。可调拉杆的前端穿过限位导向套的内孔伸到弹簧夹头的前端，限位导向套对可调拉杆的前后移动起导向作用。压紧螺钉安装在可调拉杆前端的螺纹孔中。工件安装到弹簧夹头的定位沉孔中时；四个工件定位销分别插入工件的四个定位销孔中。工件同时套装在可调拉杆前端，带U型槽的工件压板插装在工件前端的压紧螺钉上；压紧螺钉穿过工件压板将工件固定在弹簧夹头的前端。可调拉杆随中心活塞杆向后移动时，带着工件压板后移，工件压板将工件和弹簧夹头压紧在弹簧夹头座上，弹簧夹头同时夹紧工件，使工件、弹簧夹头、弹簧夹头座和中心轴连接为一体，随中心轴移动和转动。

弹簧夹头驱动装置和中心轴前后移动的驱动装置为复合油缸。

复合油缸由内层油缸和外层油缸组成。内层油缸包括中心活塞杆、活塞缸筒和活塞缸筒端盖。活塞缸筒的内孔是内层油缸的缸筒，活塞缸筒内孔的底面上开有中心活塞杆过孔。中心活塞杆插装于活塞缸筒的中心活塞杆过孔中，中心活塞杆的活塞位于活塞缸筒的内孔中。中心活塞杆的中间是活塞，活塞前后两侧分别是前段活塞杆和后段活塞杆，活塞的直径与活塞缸筒的内孔的直径匹配，活塞的外径上留有密封槽；中心活塞杆的前段活塞杆的直径与活塞缸筒的中心活塞杆过孔的直径匹配。中心活塞杆的活塞和活塞缸筒的内孔之间设置密封件，中心活塞杆的前段活塞杆与活塞缸筒的中心活塞杆过孔之间设置密封件。中心活塞杆的后段活塞杆穿过活塞缸筒端盖的中心活塞杆过孔伸到油缸的外侧，中心活塞杆和活塞缸筒端盖之间设置密封件。活塞缸筒端盖定位安装在活塞缸筒的内孔端面上，活塞缸筒与活塞缸筒端盖之间设置密封件，螺钉紧固。

外层油缸包括活塞缸筒、外缸筒、复合油缸前盖和复合油缸后盖等。外缸筒是圆管状件，内孔是外层油缸的缸筒。活塞缸筒插装在外缸筒的内孔中，活塞缸筒与外缸筒间设置密封件。活塞缸筒的外侧中部是外层油缸的活塞，活塞的外圆直径与外缸筒的内孔的内径匹配，活塞的外圆面上设有密封槽，活塞的左侧是前段活塞杆，右侧是后段活塞杆。复合油缸前盖的内孔是活塞缸筒的前段活塞杆的过孔。复合油缸前盖套装在活塞缸筒的前段活塞杆上，两者之间设置密封件。复合油缸前盖定位安装在外缸筒的前端面，复合油缸前盖和外缸筒端面件设置密封件。复合油缸后盖的内孔是活塞缸筒后段活塞杆的过孔，活塞缸筒的后段活塞杆穿过复合油缸后盖的内孔，伸到油缸外侧，活塞缸筒的后段活塞杆和复合油缸后盖之间设置密封件。复合油缸后盖定位安装在外缸筒的后端面上，复合油缸后盖与外缸筒的后端面之间设置密封件。螺钉穿过复合油缸后盖和外缸筒上的螺钉过孔，将复合油缸后盖和外缸筒紧固在复合油缸前盖上。复合油缸通过复合油缸前盖固定在夹具的后盖上，螺钉紧固。

中心活塞杆前端设有螺纹孔，连接外部传动部件-可调拉杆。活塞缸筒的前段活塞杆上设有连接槽，连接外部传动部件-中心轴。

在中心轴上设置有工件自动定心夹紧结构和工件的自动推出机构。

本发明的有益效果是：1、工件定位精度高，尺寸稳定性高。工件外圆定位安装在弹簧夹头的定位沉孔中，定位销对工件进行角度定位。弹簧夹头夹紧工件的外圆，使工件的中心与弹簧夹头的中心重合；弹簧夹头通过锥面定位在弹簧夹头座的中心；弹簧夹头座通过锥面定位在中心轴的前端。锥面定位可以消除预留的装配间隙带来的径向误差，使定位件和被定位件保持同心，从而保证定位精度；而弹簧夹头夹紧工件外圆可以消除工件外圆和弹簧夹头定位沉孔之间预留的装配间隙，保证工件与弹簧夹头同心，所以，能保证工件与中心轴同心，从而能保证工件齿型相对于工件中心的对称度误差0.05mm。且由于锥面定位磨损后，不影响工件定位精度，所以工件的尺寸稳定性高。

夹具体和中心轴之间安装有两盘圆柱滚子轴承进行径向定位，保证中心轴与夹具同心和在拉削第二角度时，中心轴旋转一定角度后中心不偏移，从而保证角度旋转前后两组齿型相对于工件中心的对称度误差0.05mm。

夹具和中心轴上分别安装鼠齿盘。因鼠齿盘齿是两个同心圆的射线面咬合，具有自动定心功能，所以鼠齿盘在咬合时，消除了中心轴组件与夹具体组件之间圆柱滚子轴承游隙带来的精度误差，提高了加工件的精度。

2、夹具的角度定位精度高，旋转一定角度后的重复定位精度高。工件的旋转分度包括中心轴旋转粗定位和鼠齿盘精确校正两个过程。单活塞杆双缸筒油缸驱动中心轴转动，中心轴带动弹簧夹头座、弹簧夹头和工件转动。齿条端盖上的限位螺钉对中心轴的旋转进行限位，从而对工件的旋转角度进行限位。（备注：工件的旋转角度稍大于70度（预留鼠齿盘精定位校正余量）。夹具体和中心轴上分别安装着鼠齿盘，鼠齿盘的端面定位齿呈圆周分布，齿型是正梯形，齿型角度是30°。啮合时，定位斜面的接触面积达到90%以上，端齿的回转精度±2″，重复定位精度±1″。当两个鼠齿盘相互啮合，进行角度精定位时，将粗定位预留的校正余量校正过来。鼠齿盘的高定位面接触面积和高回转精度保证工件两组齿型之间的夹角精度70°±0.03°；鼠齿盘的高重复定位精度保证工件两组齿形之间夹角精度的稳定性；齿型的30°定位斜面可使鼠齿盘在长时间使用磨损后不影响夹具的定位精度。延长了夹具的使用寿命。油缸驱动夹具旋转，节省工人劳动强度。

3、夹具体安装在滑台托板上，由滑台托板带着夹具体前后移动。滑台座的前端安装滑台调节限位，对滑台托板的运动进行机械限位，保证工件和拉刀之间的距离；夹具体和中心轴之间安装有推力轴承，对加工工况下的中心轴进行轴向定位；两方面的措施保证拉削端齿齿型的尺寸精度和法兰盘的厚度尺寸，例如齿型深度3.4mm（公差：+0.1mm至0mm），齿型宽度3.4mm（公差：±0.015mm），法兰盘厚度13.5mm（公差：0mm至-0.1mm）等。通过调节滑台座前端的调节限位可以调节工件和拉刀之间距离，从而调节齿型深度和齿型宽度，来弥补定位件磨损引起的尺寸误差。

4、中心轴和夹具体上的鼠齿盘对中心轴和夹具体进行锁紧，因鼠齿盘端面圆周分布的齿数多，所以当鼠齿盘锁紧两个工件时，中心轴和夹具之间受力均匀，中心轴和夹具体之间的连接刚性好。拉削工件时，拉削力引起的夹具弹性变形小，工件的加工精度高；弹簧夹头座与卧拉床身之间安装有辅助支撑。使夹具定位件与卧拉主床身之间无缝接触，提高了夹具的刚性，从而避免因夹具弹性变形引起的精度误差。夹具的高刚性在保证工件加工精度的同时，也有效的防止夹具因长时间的弹性变形引起的塑性变形，从而影响夹具的定位精度和夹具的使用寿命。

5、夹具结构设计紧凑。单柱塞杆双缸筒油缸为夹具旋转提供动力。单活塞杆双缸筒柱塞缸由一根柱塞杆两个柱塞缸筒组成。柱塞杆与两侧的缸筒分别组成一个柱塞缸。两侧缸筒尺寸相同，两个缸伸出推力相等。每一侧柱塞的向外伸出时的液压推力是另一侧柱塞缸的复位动力，且两端的推出力相等，满足夹具正反转工况相等的情况。柱塞杆的中部向外传输力。单柱塞杆双缸筒油缸在满足夹具工况的情况下，结构简单，加工成本低，工件运行平稳。

a、在满足中心轴旋转力矩的情况下，柱塞缸缸筒直径最小，因为活塞缸的活塞直径大于于活塞杆直径，所以在相等直径活塞杆的情况下，柱塞缸缸筒直径最小；b、在满足正反转工况相同的情况下，本方案结构最紧凑，简单。假设本夹具采用单油缸驱动齿条，油缸缸径需要加粗，以便使油缸杆的强度满足驱动力要求；而中心轴正反转工况相等的情况下，则要求在油路上增加调压阀，控制油缸伸出和收回时的压力相等，增加了油路复杂程度；假设采用双油缸驱动，则每个油缸要考虑回程力，即每个油缸要设计回程机构，增加结构复杂程度。c、因油缸两侧有缸筒，中间承受力。两侧的缸筒相当于是中间柱塞杆的两个支点，柱塞杆的受力好，使夹具运行平稳，提高夹具的使用寿命。d、密封效果好且密封结构简单。e、安装孔直接加工在缸筒筒身上，无另外安装结构，结构简单。

6、夹具工件的夹紧和推出靠是复合油缸的内层油缸；夹具体和中心轴的夹紧和脱开靠复合油缸的外层油缸。复合油缸的内外层可以分别单独运行完成动作。本方案复合油缸结构相较于采取两只油缸分别工作的情况，结构紧凑，简单成本低。

7、更换弹簧夹头的型号，可使夹具适用于不同尺寸规格的端面齿工件的加工，减少了夹具的在库量，减少了管理成本和制造成本。

8、夹具采用PLC控制、传感器监测、电磁阀和液压缸执行动作。使工件的加工一次装夹、一键操作，完成端面齿的所有拉削加工，提高了加工效率。因工件加工是PLC自动控制，减少了人为操作误差，同时降低了操作工人的劳动强度，提高了产品的合格率。因采用传感器对加工过程进行检测，更方便工人对加工中间过程时时监督。

附图说明

图1是拉削状态端面齿拉削夹具总装结构示意图。图2是图1中S局部放大视图。图3是工件推出状态端面齿拉削夹具总装结构示意图。图4是图3中T局部放大视图。图5是鼠齿盘脱开啮合状态端面齿拉削夹具总装结构示意图。图6是端面齿拉削夹具总装结构右视图。图7是图1、图3、图5中的E-E剖视图。图8是拉削加工时滑台位置的结构示意图（A位）。图9是安装、拆卸、旋转分度时滑台位置的结构示意图（B位)。图10是弹簧夹头端面结构示意图。图11是图10中H-H剖视图。图12是图11中G-G剖视图。图13是弹簧夹头座前端面结构示意图。图14是图13中I-I剖视图。图15是图14中M向视图。图16是中心轴主剖结构示意图也是图17中V1-V1剖视图。图17是图16中U-U剖视图。图18是图16中V-V剖视图。图19是夹具体后端面视图。图20是图19中W-W剖视图。图21是图20中F-F剖视图。图22是复合油缸结构示意图。图23是可调拉杆结构示意图。图24是限位块端面示意图。图25是图24中E1-E1剖视图。图26是限位挡板结构示意图。图27是活塞缸筒结构示意图。图28是图27中Q-Q剖视图。图29是齿条接杆结构示意图。图30是后盖端面视图。图31是图30中P-P剖视图。图32是前盖。图33是齿条导向套结构示意图。图34是左﹑右缸筒端面示意图。图35是图34中Z-Z剖视图。图36是图35中A1-A1剖视图。图37是双缸筒油缸端盖端面示意图。图38是图37中F1-F1剖视图。图39是图37中G1-G1剖视图。图40是双缸筒油缸活塞杆结构示意图。图41是图40中H1-H1剖视图。图42是复合油缸前盖结构示意图。图43是复合油缸后盖结构示意图。图44是活塞缸筒端盖端面图。图45是图44中P1-P1剖视图。图46是中心活塞杆结构示意图。图47是外缸筒结构示意图。图48是辅助支撑结构示意图。图49是辅助支撑结构俯视图。图50是V型支撑块。图51是斜锲块。图52是固定底板。图53是限位块。

图中：1-弹簧夹头座；2-弹簧夹头；3-压紧螺钉；4-可调拉杆；5-工件压板；6-工件推板；7-中心轴；8-活动鼠齿盘；9-固定鼠齿盘；10-推力轴承；11-限位块；12-导向键；13-限位挡板；14-弹簧座；15-弹簧端盖；16-限位螺钉；17-压缩弹簧；18-圆柱滚子轴承； 19-轴承压盖；20-锁紧螺母；21-前盖；22-推出工件位光电开关；23-夹具体；24-圆柱滚子轴承；25-齿轮；26-锁紧螺母；27-后盖；28-垫块；29-键；30-复合油缸前盖；31-外缸筒；32-活塞缸筒；33-连接块；34-工件安装位光电开关；35-滑台座；36-主轴锁紧检测螺杆；37-中心活塞杆；38-工件夹紧检测螺杆；39-夹紧工件光电开关支架；40-工件夹紧位光电开关；41 - 复合油缸后盖；42-齿条连接块；43-齿条接杆；44-调节螺母；45-后拉杆；46-锁紧螺母；47-油缸密封件；48-夹具定位键；49-齿盘锁紧光电开关支架；50-第一角度齿盘锁紧光电开关；51-第二角度齿盘锁紧光电开关；52-齿盘分度光电开关支架； 54-第一角度光电开关；55-活塞杆；56-左缸筒；57-右缸筒；58-齿盘分度检测螺杆；60-限位螺钉；61-锁紧螺母；62-齿条导向套；63-齿条端盖；64-限位调节螺钉；65-锁紧螺母；67-齿条；68-拉刀；69-工件；70-滑台调节限位装置；71-光电开关安装座；72-滑台前光电开关；73-滑台光电开关检测支架；74-滑台后光电开关；75-滑台油缸；76-双缸筒油缸端盖；77-活塞缸筒端盖；78-拉床主床身；79-拉床辅助床身；80-固定底板；81-V型支撑块；82-弹簧限位螺钉；83-压缩弹簧；84-斜锲块；85-锁紧油缸；86-限位块；87-调节螺钉；88-锁紧螺母； 90-定位销；91-滑台托板；92-导向套；93-锁紧螺母；96-前拉杆；97-锁紧螺钉；99-连接螺柱；100-六角螺母；101-弹簧垫圈；102-螺钉；103-导向柱；

501-单活塞杆双缸筒油缸左腔；502-单活塞杆双缸筒油缸右腔；503-活塞缸筒后腔；504-活塞缸筒前腔；505-外缸筒后腔；506-外缸筒前腔；507-弹簧夹头与弹簧夹头座定位面；508-滑台硬轨；509-弹簧夹头座与中心轴定位面；510-导向键槽；511-弹性槽；512-第一台阶孔；513-第二台阶孔；514-第四台阶孔；515-连接块安装槽；516-键槽；517-定位底面；518-前端面；519-后端面；520-第九台阶孔；521-圆形通孔；522-沉孔；523-螺纹孔；524-定位键槽；525-长孔；526-夹具螺钉安装空间；527-长槽过孔；528-角度调整标尺；529-前端孔；530-中心螺纹孔；531-定位沉孔；532-导向键安装孔；533-活动鼠齿盘固定端面；534-锁紧螺钉安装孔；535-固定鼠齿盘固定面；536-外螺纹凸台；537-齿型法兰；538-导向套固定孔；539-内孔；540-挡板内齿孔；541-定位凸台；542-活塞；543-内孔；544-连接块安装槽；545-中心活塞杆过孔；546-端盖固定面；547-孔密封槽；548-前段活塞杆、549–后段活塞杆；550 - 齿条安装孔；551 - 齿条连接块安装孔；552-螺钉过孔；553-中间孔；554-齿条活动空间；555-定位凸台；556-中间孔；557-长孔；558-装配工艺孔；559-第七台阶轴；560-外圆；561-锁紧螺钉安装孔； 562-内圆； 563-弹簧夹头固定端面；564-安装法兰盘；565-角度调整工艺孔；566-螺钉过孔；567-避空孔；568-限位块定位沉孔；569-螺纹孔；570-螺钉过孔；571-台阶轴；572-复合油缸固定螺纹孔；573-内孔；574-固定法兰盘；575-齿条运行避空空间；576-导向套外圆；577-齿条接杆外圆；578-内腔；579-密封槽；580-定位凸台；581-固定面；582-螺钉过孔；583-螺纹孔；584-定位沉孔；585-端面密封槽；586-限位螺钉安装孔；587-孔密封槽；588-进油孔；589-排气孔；590-螺钉过孔；591-齿条连接块安装孔；592-连接螺钉过孔；593-密封槽；594-齿盘分度检测螺钉安装孔；595-外圆面；596-螺纹孔；597-内孔；598-孔密封槽；599-定位凸台；600-螺钉过孔；601-齿盘锁紧光电开关支架安装螺纹孔；602-连接外圆；603-密封面；604-第三台阶孔；605-活塞缸筒后腔503进油孔；606-密封槽；607-中心活塞杆过孔；608-密封槽；609-活塞缸筒前腔504进油孔；610-外缸筒后腔503进油孔；611-外缸筒前腔506进油孔；612-夹紧工件光电开关支架安装螺纹孔；613-导向柱安装螺纹孔；614-定位凸台；615-螺钉过孔；616-主轴锁紧检测螺杆安装螺纹孔；617-活塞；618-密封槽；619-后段活塞杆；620-前段活塞杆；621-工件夹紧检测螺杆安装螺纹孔；622-工艺孔；623-可调拉杆安装螺纹孔；624-密封槽；625-内孔；626-螺钉过孔；627-密封槽；628-前端面；629-后端面；630-斜锲滑槽；631-V型支撑面；632-压缩弹簧限位螺钉过孔；633-槽底导滑面；634-斜锲导滑面；635-调节螺钉安装螺纹孔；636-螺纹孔；637-固定螺钉过孔；638-限位块安装槽；639-限位块固定螺纹孔；640-底面；641-顶面；642-调节螺钉安装螺纹孔；643-固定螺钉过孔；644-固定底面；645-螺纹孔；646-定位面；647-第一台阶孔；648-第十一台阶轴；649-第十台阶轴；650-第二内圈定位端面；651-第四台阶轴；652-第一内圈定位端面；653-第三台阶轴；654-第二台阶轴；655-第一台阶轴；656-第五台阶轴；657-第六台阶轴；658-第二台阶孔；659-第一外圈定位端面；660-第三台阶孔；661-第四台阶孔；662-第五台阶孔；663-第六台阶孔；664-第七台阶孔；665-第八台阶孔；666-第二外圈定位端面；667-轴承端盖的固定面；668-限位块定位沉孔；669-定位台阶面；670-第二外圆面；671-后盖定位凸台；672-复合油缸安装面；673-内孔；674-复合油缸固定面；675-复合油缸前盖定位凸台；676-孔密封槽；677-螺钉过孔；678-第八台阶轴；679-第九台阶轴；680-弹簧夹头第二台阶孔；681-弹簧夹头座第一台阶轴；682-第十二台阶轴；683-中间孔；5071-定位斜面；5072-定位斜面；5091-定位斜面；5092-定位斜面。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明。图1作为主剖视图其左侧为前，右侧为后，其余图纸的的定义都以此为基准。

如图1所示，一种端面齿拉削夹具，它包括设置于拉床辅助床身上的中空的夹具体23以及设置于夹具体23内具有中空结构的中心轴7，中心轴7相对于夹具体23可旋转一定角度并可沿轴向往复移动一段距离。在中心轴7的前端设置有弹簧夹头座1以及设置于弹簧夹头座1中的弹簧夹头2，在中心轴7的内部设置有弹簧夹头传动机构，在中心轴7的后端设置有弹簧夹头驱动装置，弹簧夹头2通过弹簧夹头传动机构与弹簧夹头驱动装置连接在一起；在夹具体的后端设置有控制中心轴前后移动的驱动装置，在夹具体的后部设置有中心轴枢转分度传动机构和中心轴枢转分度驱动机构，在中心轴7上设置有角度精确定位机构。

角度精确定位机构包括固定设置于中心轴7上的活动鼠齿盘8，固定设置于夹具体23中的固定鼠齿盘9，固定鼠齿盘9与活动鼠齿盘8配合使用，通过固定鼠齿盘9与活动鼠齿盘8啮合完成中心轴7的角度精确定位以及中心轴7与夹具体23之间的锁紧和定心。

活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9的端面定位齿呈圆周分布，齿型是正梯形，齿型角度是30°。啮合时，定位斜面的接触面积达到90%以上，端齿的回转精度±2″，重复定位精度±1″。

在拉床主床身78和弹簧夹头座1之间增加辅助支撑机构，通过提高夹具刚性来提高工件加工精度的。辅助支撑机构包括：固定设置于拉床主床身78上的固定底板80，在固定底板80上设置有螺纹孔636，弹簧限位螺钉82穿过V型支撑块81的压缩弹簧限位螺钉过孔632后旋入到固定底板80上的螺纹孔636中；在弹簧限位螺钉82上套装压缩弹簧83，压缩弹簧83顶持在弹簧限位螺钉82的头部和V型支撑块81之间，压缩弹簧83在锁紧油缸85卸荷后压着V型支撑块81远离弹簧夹头座1；弹簧限位螺钉82给压缩弹簧83提供预紧力使V型支撑块81弹性安装在固定板80上。V型支撑块81的一侧端面是V型支撑面631，是弹簧夹头座1的定位支撑面，V型支撑块81的另一侧端面上设有斜锲滑槽630，斜锲滑槽630是斜锲块84的运行导向槽。斜锲块84插入V型支撑块81的斜锲滑槽630中；还包括固定安装在辅助床身79上锁紧油缸85，锁紧油缸85的活塞杆连接在斜锲块84的调节螺钉安装螺纹孔635中，锁紧油缸85的活塞杆带着斜锲块84向下运行，斜锲块84的下行压着V型支撑块81靠到弹簧夹头座2的外表面。

固定底板80上的螺纹孔636为4个，弹簧限位螺钉82也是4个。

在固定底板80的限位块安装槽638中安装限位块86，螺钉紧固。限位块86的调节螺钉安装螺纹孔642中安装调节螺钉87，斜锲块84的底面为定位面646，调节螺钉87配合锁紧螺母88对斜锲块84向下运行的距离进行限制。

在夹具体23的第六台阶孔663中安装推力轴承10，推力轴承10的内圈与中心轴7的第六台阶轴657间隙配合。在中心轴7的第五台阶轴656上安装由弹簧座14、弹簧端盖15、限位螺钉16和压缩弹簧17组成的弹压组件，弹压组件位于推力轴承10与圆柱滚子轴承18内圈之间，弹簧端盖15的一端面与圆柱滚子轴承18的内圈接触，弹簧座14的一端面与推力轴承接触，弹压组件将推力轴承10压在夹具体23的内孔台阶面上，使推力轴承10在中心轴7前后移动时不脱开。

中心轴枢转分度传动机构包括固定安装在中心轴7上的齿轮25，定位安装于夹具体23的圆形通孔521中的齿条导向套62，在齿条导向套62中设置有齿条接杆43，在齿条接杆43上设置齿条67和齿条连接块42。齿条67与中心轴7上的齿轮25啮合传动，齿条连接块42的一侧端面安装在齿条接杆43的齿条连接块安装孔551中，齿条连接块42另一端连接中心轴枢转分度驱动机构。中心轴枢转分度驱动机构是单活塞杆双缸筒油缸。

弹簧夹头传动机构包括设置在中心轴7内孔中的可调拉杆4，可调拉杆4后端连接复合油缸的中心活塞杆37，可调拉杆4随中心活塞杆37前后移动。可调拉杆4的前端穿过导向套92的内孔伸到弹簧夹头2的前端，导向套92对可调拉杆4的前后移动起导向作用。压紧螺钉3安装在可调拉杆4前端的螺纹孔523中。工件安装到弹簧夹头2的定位沉孔531中时；四个工件定位销90分别插入工件的四个定位销孔中。工件同时套装在可调拉杆4前端，带U型槽的工件压板5插装在工件前端的压紧螺钉3上；压紧螺钉3穿过工件压板5将工件固定在弹簧夹头2的前端。可调拉杆4随中心活塞杆37向后移动时，带着工件压板5后移，工件压板5将工件和弹簧夹头2压紧在弹簧夹头座1上，弹簧夹头2同时夹紧工件，使工件、弹簧夹头2、弹簧夹头座1和中心轴7连接为一体，随中心轴7移动和转动。

弹簧夹头驱动装置和中心轴前后移动的驱动装置为复合油缸。

在弹簧夹头2上设置有工件自动定心夹紧结构和工件的自动推出机构。

图19所示夹具体23底面是定位底面517，定位底面517上开有定位键槽524。图8所示，夹具体23安装在滑台托板91上，定位底面517与滑台托板91的上平面接触，螺钉紧固，夹具定位键48嵌入定位键槽524中定位（图8、图9所示）。滑台座35是带有滑台硬轨508的铸件，滑台托板91安装在滑台硬轨508上，保证滑台托板91前后运行精度。滑台托板91表面开有连接夹具体23用的定位键槽和安装孔，滑台座35安装在拉床辅助床身79上。滑台座35上安装有滑台油缸75，滑台油缸75驱动滑台托板91前进或后退。

滑台座35前端安装滑台调节限位装置70，对滑台托板91前端运行的位置进行精确限位，保证工件与拉刀之间的距离准确，从而保证工件端面齿深度3.4mm（精度：+0.1mm至0）和端面齿齿宽精度3.4mm（精度：±0.015mm）。滑台调节限位装置70是由细牙螺杆、细牙螺母和锁紧螺母组成，当被拉削工件端面齿型深度和齿宽精度不合适时，可通过调整此处细牙螺杆来调节滑台托板91的前端的定位位置，从而调整工件与拉刀之间的距离，保证工件加工精度。位置调整好后用螺母锁紧滑台调节限位装置。

图16所示的中心轴7是一中空的台阶轴，中心轴7内部沿轴线设置有贯穿中心轴7的若干台阶孔，台阶孔由左至右依次为：第一台阶孔512、第二台阶孔513、第三台阶孔604和第四台阶孔514。第一台阶孔512是限位挡板13的定位孔，第四台阶孔514是活塞缸筒32的定位孔，第二台阶孔513和第三台阶孔604是依据中心轴7的结构而设置的减重孔，同时也是可调拉杆4的过孔。中心轴7的台阶孔的作用一是为了布局可调拉杆4即工件的夹紧与推出机构；二是为了减重，节省成本；三也有助于减少中心轴7旋转扭矩和惯量，从而降低对旋转油缸的要求。中心轴7外侧设置若干台阶轴，台阶轴由左至右依次为：定位斜面5092、第十二台阶轴682、弹簧夹头固定端面563、第十一台阶轴648、第十台阶轴649、第二内圈定位端面650、第九台阶轴679、第八台阶轴678、活动鼠齿盘固定端面533、第七台阶轴559、第六台阶轴657、第五台阶轴656、第一内圈定位端面652、第四台阶轴651、第三台阶轴653、第二台阶轴654和第一台阶轴655。定位斜面5092是弹簧夹头座1的定位斜面，与弹簧夹头座1的定位斜面5091配合，保证弹簧夹头座1与中心轴7的同轴度在0.01mm以内；弹簧夹头固定端面563是固定弹簧夹头座的端面，其上设有螺纹孔，用来紧固弹簧夹头座1。第十二台阶轴682上设有锁紧螺钉安装孔534，锁紧螺钉安装孔534内安装锁紧螺钉97，用来锁紧弹簧夹头座1的连接螺柱99。第三台阶轴653上开有4个键槽516，键槽516内安装键29对齿轮25进行周向定位。第一台阶轴655上开有连接块安装槽515，连接块安装槽515中安装连接块33后将活塞缸筒32和中心轴7连接为一体。各级台阶轴的同轴度公差在0.02mm以内，轴肩垂直度公差0.01mm-0.02mm，以及各级轴的外径与相配合的工件的内径匹配，表面粗糙度为Ra0.8。中心轴7的材料是锻打40Cr，加工工艺流程为：锻打40Cr毛胚轴--正火处理去应力--粗车--热处理HRC30-35--精车。外部台阶轴精车是在数控车上一次车削完成，保证各台阶轴面的尺寸精度、同轴度和表面粗糙度。

图20所示，夹具体是一中空结构的铸件，其内部是贯通结构的台阶孔，台阶孔由左至右依次为：第一台阶孔647、第二装台阶孔658、第一外圈定位端面659、第三台阶孔660、第四台阶孔661、固定鼠齿盘固定面535、第五台阶孔662、第六台阶孔663、第七台阶孔664、第八台阶孔665、第二外圈定位端面666、第九台阶孔520和轴承端盖的固定面667。固定鼠齿盘固定面535上设有装配工艺孔558，方便推力轴承10维修时的拆卸。夹具体23内部的台阶孔一次装夹镗削完成，保证各台阶孔的同轴度在0.02mm以内，定位端面与轴线的垂直度0.01-0.02mm，表面粗糙度Ra0.8。夹具体23前后端面分别是安装前盖21和后盖27的前端面518和后端面519。图20所示，夹具体23的后侧下端圆形通孔521是齿条接杆43的活动空间。圆形通孔21的结构见图21，圆形通孔521贯通夹具体23，它是齿条导向套62的定位孔，圆形通孔521两端分别设有固定用沉孔522，齿条导向套62和齿条端盖63安装在沉孔522上，螺钉紧固。图20所示，圆形通孔521的轴线与夹具体23的内部台阶孔轴线垂直，垂直度控制在0.2mm以内，两轴线间的垂直距离尺寸公差控制在0.2mm以内。圆形通孔521与夹具体23的内部台阶孔之间打通用作齿条活动空间554。图19所示，圆形通孔521与后端面519之间开通长孔525，作为齿条连接块42的活动空间。夹具体23的定位底面517与滑台托板91上平面连接，定位底面517上开有十字定位键槽524，用于在滑台托板91上平面上定位。夹具体两侧留有6个螺钉过孔552，螺钉过孔552上端留有夹具螺钉安装空间526；夹具和托板之间通过螺钉连接，定位键定位。夹具体23是铸件，材料HT300，铸造后进行热处理去应力后再进行机械加工。铸件内部应力低，尺寸稳定，且对夹具工作过程中产生的震动有吸收作用，使夹具的加工精度高，加工质量稳定。

图1所示，中心轴7的第十台阶轴649上安装圆柱滚子轴承24，在中心轴7的第十一台阶轴648上安装锁紧螺母20，锁紧螺母20将轴承24的内圈压紧在中心轴7的第二内圈定位端面650上；夹具体23的第二台阶孔658中安装圆柱滚子轴承24，设置在夹具体23前端的前盖21将轴承的外圈压紧在夹具体23的第一外圈定位端面659上。

中心轴7的第七台阶轴559上安装活动鼠齿盘8，活动鼠齿盘8通过螺钉固定在在中心轴7的活动鼠齿盘固定端面533上。夹具体23的第四台阶孔661中安装固定鼠齿盘9，通过螺钉紧固在固定鼠齿盘固定面535上。固定鼠齿盘9与活动鼠齿盘8配合使用用于中心轴7的角度精确定位、中心轴7与夹具体23之间的锁紧和定心。

中心轴7的第四台阶轴651上安装圆柱滚子轴承18，中心轴7的第三台阶轴653上安装齿轮25，齿轮25的一端面靠在圆柱滚子轴承18的内圈的端面上，齿轮25和中心轴7之间通过键29连接，中心轴7的第二台阶轴654上安装锁紧螺母26，锁紧螺母26的端面与齿轮25的另一端面接触，锁紧螺母26通过齿轮25将轴承内圈锁紧在中心轴7的第一内圈定位端面652上。夹具体23的第八台阶孔665内安装圆柱滚子轴承18，轴承压盖19设置在夹具体23的轴承端盖的固定面667上，螺钉紧固，轴承压盖19将轴承的外圈压紧在夹具体23的第二外圈定位端面666上。圆柱滚子轴承18和圆柱滚子轴承24分布于中心轴7前部和后部将中心轴7可转动的支撑在夹具体23中。圆柱滚子轴承可以减轻中心轴7旋转时的扭矩，轴承精度等级选用P4级精度，高精度等级圆柱滚子轴承使中心轴7和夹具体23内部台阶孔之间的同轴度公差控制在0.02mm以内，圆柱滚子轴承（18，24）的内圈可随中心轴7做轴向移动。

中心轴7和夹具体23之间通过圆柱滚子轴承18、圆柱滚子轴承24和推力轴承10连接。中心轴7可在夹具体23的内台阶孔内转动和轴向位移。圆柱滚子轴承18和圆柱滚子轴承24的内圈可随中心轴7作轴向移动，保证中心轴7和夹具体23的内台阶孔时刻同心；推力轴承10的外侧弹压组件使中心轴7前后移动时推力轴承10不脱离，保证中心轴7的轴向精度，从而保证了工件端面齿型的深度3.4mm（公差：+0.1mm至0mm）和齿宽3.4mm（±0.015mm）。圆柱滚子轴承减小中心轴7与夹具体23的内部台阶孔之间的摩擦，推力轴承10减小中心轴7的台阶面和夹具体23的台阶面之间的摩擦，减小转动扭矩。工件拉削时，中心轴7和夹具体23之间靠固定鼠齿盘9和活动鼠齿盘8进行角度精定位和锁紧，在保证角度误差0.03°的同时增强夹具的刚性，保证了齿型端面的跳动度误差0.12mm，稳定了产品质量。固定鼠齿盘9和活动鼠齿盘8是两个同心圆的射线面咬合，具有自动定心功能，所以固定鼠齿盘9和活动鼠齿盘8在咬合时，消除了中心轴组件与夹具体组件之间圆柱滚子轴承游隙带来的精度误差，保证了工件的对称度精度。

夹具体23的前端面518和后端面519上分别安装前盖21和后盖27，螺钉紧固，对夹具内部件进行防护，延长夹具使用寿命和保证夹具使用精度。图32所示的前盖21是带内孔的圆盘件，它一侧端面上设有定位凸台555，定位凸台555的直径与夹具体23的第一台阶孔647匹配，前盖21的端面周圈均布有螺钉过孔566，前盖21的中间孔556是中心轴7过孔。前盖21的定位凸台555定位安装在夹具体23的第一台阶孔647中，并固定在夹具体23的前端面518上，螺钉紧固，中心轴7穿过前盖21的中间孔556伸到夹具前端去连接弹簧夹头座2。图30和图31所示的后盖27是带内孔的平板件，后盖27的中间孔553是中心轴组件前后轴向移动的过孔，后盖27的中间孔553的直径比中心轴7的第一台阶轴655的直径大，后盖27的一侧端面设有后盖定位凸台671，另一侧端面上设有复合油缸安装面672，复合油缸安装面672上均布有复合油缸固定螺纹孔572，后盖定位凸台671的端面上设有中心轴7前后移动的避空孔567。后盖27的端面外周留有与夹具体23连接用的螺钉过孔570。后盖27的中间孔553的下侧设有长孔557，长孔557是齿条连接块42的过孔。后盖27的后端面下端设有单活塞杆双缸筒油缸安装用螺纹孔569。后盖定位凸台671定位安装于夹具体23的第九台阶孔520中，并固定在夹具体23的后端面519上，螺钉紧固。中心轴7的第一台阶轴穿过后盖27的中间孔553，去连接驱动机构。前盖21和后盖27对夹具内侧安装部件进行防护，保证夹具使用精度的耐久性和寿命的长久性。

工件的自动定心定位夹紧结构包括：弹簧夹头座1、弹簧夹头2、定位销90、工件压板5、压紧螺钉3、可调拉杆4、中心活塞杆37、活塞缸筒32、活塞缸筒端盖77、导向套92、工件安装位光电开关34、工件夹紧位光电开关40和工件夹紧检测螺杆38等。图1所示，弹簧夹头2的定位沉孔531是工件69的外圆定位面。定位沉孔531的底面上安装有4个工件定位销90，定位销90与工件的4个定位孔配合，对工件69的角度定位。工件69安装到弹簧夹头2的定位沉孔531中时；四个工件定位销90分别插入工件的四个定位销孔中。中心轴7的内部台阶孔中设置可调拉杆4，可调拉杆4后端连接复合油缸的中心活塞杆37，可调拉杆4随中心活塞杆37前后移动。可调拉杆4的前端穿过导向套92的内孔伸到弹簧夹头2的前端，导向套92对可调拉杆4的前后移动起导向作用。压紧螺钉3安装在可调拉杆4前端的螺纹孔523中。工件69套装在可调拉杆4的前端，带U型槽的工件压板5插装在工件69前端的压紧螺钉3上；压紧螺钉3穿过工件压板5将工件69固定在弹簧夹头的前端；可调拉杆4随中心活塞杆37向后移动时，带着工件压板5后移，工件压板5将工件和弹簧夹头2压紧在弹簧夹头座1上，弹簧夹头2夹紧工件69，这样使工件69、弹簧夹头2、弹簧夹头座1和中心轴7连接为一体，随中心轴7移动和转动。弹簧夹头座1与弹簧夹头2之间安装有导向键12，导向键12对弹簧夹头2在弹簧夹头座1内的轴向移动进行导向的同时，带动弹簧夹头2和工件69随中心轴7转动。夹具后端的活塞缸筒端盖77上设有工件夹紧位光电开关40，中心活塞杆37的后端设有工件夹紧检测螺杆38，当工件夹紧位光电开关40检测到工件夹紧检测螺杆38时，中心活塞杆37停止向后移动，工件自动定心定位夹紧完成。

弹簧夹头座1的定位斜面5091定位安装在中心轴7的前端定位斜面5092上定位，并固定在中心轴7的弹簧夹头固定端面563上，螺钉紧固，保证了弹簧夹头座1与中心轴7同心。工件夹紧时，弹簧夹头2的定位斜面5071定位夹紧在弹簧夹头座1的定位斜面5072上，保证弹簧夹头2与弹簧夹头座1同心。夹紧工件69时，将工件69和弹簧夹头2压紧在弹簧夹头座1前定位斜面上5072上，由于弹簧夹头2的弹性作用，弹簧夹头2抱紧工件69的外圆，消除弹簧夹头2的定位沉孔531与工件69外圆之间的定位间隙，使工件69自动定心的夹紧在弹簧夹头2和弹簧夹头座1及中心轴7的中心上；

压紧螺钉3进入可调拉杆4的深度可随工件厚度的不同进行调整，调整好后用锁紧螺钉97锁紧。弹簧夹头2随工件69规格的不同而不同，在夹具中通过更换弹簧夹头2来满足不同尺寸规格工件的要求，扩大了夹具的适用范围。

工件的自动推出机构包括：可调拉杆4、工件推板6、弹簧夹头2、中心活塞杆37、限位块11、限位挡板13、导向套92、推出工件位光电开关22、工件夹紧检测螺杆38等。前面所述，可调拉杆4与中心活塞杆37连接，随中心活塞杆37前后移动。图2所示，可调拉杆4的台阶轴571上安装工件推板6。工件推板6的轴向位置保证夹紧工件时工件推板6与工件69之间的距离不小于2mm，以防止工件夹紧时与工件推板6干涉。中心活塞杆37推动可调拉杆4前移时，可调拉杆4带着工件推板6前移，工件推板6推动工件69前移。由于工件69被弹簧夹头2夹紧，所以当工件前移时，带着动弹簧夹头2前移，使其脱离弹簧夹头座1的定位斜面5072的夹紧，弹簧夹头2松开工件。弹簧夹头2与弹簧夹头座1之间装有导向键12，导向键12对弹簧夹头2在弹簧夹头座1内的轴向移动进行导向。

图2、图4所示，安装在弹簧夹头2上的限位块11和安装在中心轴7前端的限位挡板13对弹簧夹头2的轴向推出运动起限位作用。当弹簧夹头2被限制轴向前移时，中心活塞杆37带着工件推板6继续前移，将工件69推出弹簧夹头2的前端的定位沉孔531和定位销90。如图3所示，夹具后端的活塞缸筒端盖77上设有工件推出位开关22和工件安装位光电开关34，中心活塞杆37的后端设有工件夹紧检测螺杆38，当工件推出位光电开关22检测到工件夹紧检测螺杆38时，中心活塞杆37停止向前移动，并且后移动，当工件安装位光电开关34检测到夹紧检测螺杆38时，中心活塞杆37停止移动。至此，工件的自动推出过程完成，机床停止。将工件压板6从压紧螺钉3上取下，同时取下工件，准备安装新工件。

活塞缸筒端盖77上安装有两根导向柱103，导向柱103对中心活塞杆37上的工件夹紧检测螺杆38的轴向移动进行导向，防止因中心活塞杆37和活塞缸筒端盖77之间的角度位移影响光电开关的检测效果。

自动定心夹紧、推出机构中所述弹簧夹头2如图10、图11所示，弹簧夹头2的前端面上设定位沉孔531，为方便工件装夹和拆卸，定位沉孔531的直径比工件的外径大0.02-0.04mm，定位沉孔531的底面上安装四个工件定位销90，对工件安装角度定位，定位沉孔531的直径根据加工工件直径的不同而不同。定位沉孔531的底面上设有弹簧夹头第二台阶孔680，它的直径比工件相应位置的尺寸大。弹簧夹头2的后端面上设有限位块定位沉孔668，限位块定位沉孔668的左侧为中心螺纹孔530，中心螺纹孔530用于安装限位块11。弹簧夹头2的中间孔683的直径同时满足弹簧夹头2的强度和弹性。弹簧夹头2前端外侧是定位斜面5071，定位斜面5071与弹簧夹头座1的前端内孔定位斜面5072配合（图14），两个斜面的配合使弹簧夹头2与弹簧夹头座1同心。弹簧夹头2的定位斜面5071与定位沉孔531的同轴度0.02mm，它的表面粗糙度Ra0.8，不同尺寸的工件的定位斜面5071相同。弹簧夹头2的外圆560与图14中的弹簧夹头座1的内圆562匹配，弹簧夹头2和弹簧夹头座1在轴向滑配；弹簧夹头2的外圆560上设有导向键槽510，导向键槽510与安装在弹簧夹头座1上的导向键12配合，对弹簧夹头2的轴向移动进行导向，同时限制弹簧夹头2相对于弹簧夹头座1的转动位移。弹簧夹头2外侧中间圆的直径比两端小，它的直径大小与中间孔683配合，保证弹簧夹头2的前部壁厚适中。弹簧夹头2的前部沿径向均布有6条弹性槽511，弹簧夹头2前部适中壁厚和弹性槽511使弹簧夹头2的前端定位沉孔531的外圈有弹性，能够夹紧工件。夹紧工件时，消除前端预留的0.02-0.04mm的定位间隙。弹簧夹头2的材料是弹簧钢65Mn，热处理HRC48-53。本方案弹簧夹头2适用于直径大的盘型件，弹簧夹头2可沿轴向自动移动，自动完成工件的夹紧和松开。

自动定心夹紧、推出机构中所述弹簧夹头座2如图13、图14、图15所示，弹簧夹头座1是带法兰盘的套。其外侧后端是安装法兰盘564，安装法兰盘564的左侧是弹簧夹头座第一台阶轴681，弹簧夹头座第一台阶轴681的直径比安装法兰盘564小。弹簧夹头座1的内部是贯通台阶孔，台阶孔的左侧为定位斜面5072，定位斜面5072与弹簧夹头2的定位斜面5071配和，使弹簧夹头2在夹紧工件时位于弹簧夹头座2的中心。台阶孔的右端是定位斜面5091，定位斜面5091与图16中的中心轴7的前端定位斜面5092配和，使弹簧夹头座2与中心轴7同心。弹簧夹头座1的定位斜面5091的左侧是内圆562，内圆562与图11中弹簧夹头2的外圆560滑配，对弹簧夹头2的轴向移动进行导向。内圆562的左侧是前端孔529，前端孔的直径比内圆562大。图14所示，弹簧夹头座1的弹簧夹头座第一台阶轴681上开有导向键安装孔532，用来安装导向键12。图13中，弹簧夹头座1的安装法兰盘564上均布有方便弹簧夹头座1角度调整的长槽过孔527。图15所示，弹簧夹头座1的弹簧夹头座第一台阶轴681的前端设有角度调整标尺528，方便微调弹簧夹头座1与拉刀之间的角度。其安装法兰盘564的外圆上设有2个角度调整工艺孔565。调整时，工具插入角度调整工艺孔565中撬动弹簧夹头座1沿中心轴7的中心转动微调。弹簧夹头座1的材料：Cr12，热处理HRC55-62。前后定位斜面的同轴度是0.008mm。弹簧夹头座1在弹簧夹头2和中心轴7之间起了个转接作用，方便安装、调整，同时定位精度高。

如工件自动推出机构中所述：弹簧夹头2推出过程中的轴向限位是由安装在弹簧夹头2上的限位块11和安装在中心轴7上的限位挡板13配合完成的（图2、4所示）。图26所示的限位挡板13，中间是挡板内齿孔540，端面外侧周圈均布有固定螺钉过孔，限位挡板13一侧端面设有定位凸台541，定位凸台541与图16中中心轴7的第一台阶孔512匹配。图1所示，限位挡板13的定位凸台541定位安装在图16中中心轴7前端第一台阶孔512内，螺钉紧固在中心轴7的前端面上。图24、25所示的限位块11，外部是台阶轴，该台阶轴由左至右分别为：齿型法兰537、第二外圆面670、定位台阶面669和外螺纹凸台536。第二外圆面670的外径比限位挡板13的挡板内齿孔540的最小直径小，定位台阶面669与弹簧夹头2的限位块定位沉孔668匹配，外螺纹凸台536与弹簧夹头2的中心螺纹孔530匹配。限位块11的外螺纹凸台536连接在图11中弹簧夹头2的中心螺纹孔530中；并定位于弹簧夹头2的限位块定位沉孔668中，保证限位块11与弹簧夹头2同心。图24中限位块11的齿型法兰537与图26中挡板内齿孔540间隙匹配。图25中，限位块11的内部台阶孔的左侧为内孔539，右侧为导向套固定孔538，内孔539与可调拉杆4的前拉杆96间隙配合。图2、图4所示，装配时，限位块11的齿型法兰537从限位挡板13的左侧穿过限位挡板13的挡板内齿孔540，到限位挡板13的右侧，然后将限位块11的齿型法兰537沿轴线旋转半个齿形角，当弹簧夹头2带着限位块11沿轴向左移时，限位块11的齿型法兰537的内端面与限位挡板13的端面接触，不能继续左移，从而限制了弹簧夹头2继续左移。限位块11的外螺纹凸台536旋入弹簧夹头2的中心螺纹孔530的深度，可根据推出工件的行程进行调整，待行程调整好后用锁紧螺钉97锁紧。限位块11的导向套固定孔538内安装有导向套92，导向套92对可调拉杆4的轴向运行进行导向，即对工件的自动夹紧和推出进行导向。

图23所示的可调拉杆4包括前拉杆96和后拉杆45，前拉杆96和后拉杆45通过调节螺母44连接在一起，调节螺母44是一个带有贯通内螺纹的螺套管，在调节螺母44上还设置有锁紧螺钉97，锁紧螺钉97径向贯穿调节螺母44螺套管壁将前拉杆96和调节螺母44固定在一起。在后拉杆45上设置有锁紧螺母46，调节螺母44和锁紧螺母46相互挤紧实现锁止。调节螺母44将前拉杆96和后拉杆45连接在一起，并根据工件厚度的实际情况进行长度调节，长度调节好后，用锁紧螺母46和锁紧螺钉97将其锁紧。在前拉杆96前端的螺纹孔523中安装压紧螺钉3，压紧螺钉3的螺杆上套装工件压板5，压紧螺钉3的螺头压在工件压板5左面，工件压板5的右面压紧在工件表面。可调拉杆4的前拉杆96的前部设置有台阶轴571，工件推板6套装在台阶轴571上，与前拉杆96间隙配合靠在台阶面上。前端锁紧螺钉97锁紧压紧螺钉3。可调拉杆4的后端连接中心活塞杆37。

夹具的旋转分度包括中心轴组件的旋转分度和角度精确定位及中心轴与夹具体的分离与锁紧两部分。中心轴组件的旋转分度包括中心轴枢转分度传动机构和中心轴枢转分度驱动机构（液压驱动机构）及自动控制检测部分。中心轴枢转分度传动机构（机械传动机构）包括：齿条连接块42、齿条接杆43、齿条67、齿轮25、中心轴7、键29、齿条导向套62、齿条端盖63。图29中的齿条接杆43是淬硬的圆柱件，齿条接杆外圆577是导滑面，齿条接杆外圆577上设有齿条安装孔550和齿条连接块安装孔551。图33中的齿条导向套62，是一个带法兰盘的导套，它是齿条连接杆43的导向件，齿条导向套62的内孔573是导向孔，在齿条导向套62的一端开有齿条运行避空空间575，在齿条导向套62的另一端设置有固定法兰盘574，固定法兰盘574上均布有螺钉过孔。齿条导向套62的内孔573与齿条连接杆外圆577滑配，对齿条连接杆42的运行进行导向；导向套外圆576与图21中夹具体23的圆形通孔521匹配。

前面所述，齿轮25通过键29安装在中心轴7上，可带动中心轴7旋转。图1、7所示，齿条导向套62定位安装于夹具体23的圆形通孔521中，齿条导向套62的固定法兰盘574固定在夹具体23中的沉孔522中，齿条导向套62的外侧安装齿条端盖63，螺钉将齿条导向套62和齿条端盖63一起紧固夹具体23的沉孔522的底面上，夹具两侧分别安装一组。在齿条导向套62中设置有齿条接杆43，在齿条接杆43上设置齿条67和齿条连接块42。齿条67与中心轴7上的齿轮25啮合传动，齿条67位于夹具体23后侧下端的齿条活动空间554中。齿条接杆43的移动带动齿条43沿齿条导向套62的轴线移动。齿条连接块42的一侧端面安装在齿条接杆43的齿条连接块安装孔551中，齿条连接块42的另一侧端面向右穿过夹具体23的长孔525和后盖27的长孔557，伸到后盖27的外侧去连接液压驱动机构，传递液压驱动机构的动力。齿条导向套62外侧的齿条端盖63是一个圆杯型件，杯底设有安装螺纹孔，杯沿端面均布有安装螺钉过孔。齿条端盖63对内部的机械传动部件进行防尘。

如图6所示，中心轴旋转分度的驱动机构是单活塞杆双缸筒油缸，它包括：活塞杆55、左缸筒56、右缸筒57、双缸筒油缸端盖76、限位螺钉60、锁紧螺母61和油缸密封件等。油缸固定于夹具体后端的后盖27的外端面上，螺钉紧固。

该油缸的活塞杆55是一根圆柱件，如图40、41所示，活塞杆55的两头设有密封槽593，中间设有齿条连接块安装孔591和齿盘分度检测螺钉安装孔594，齿条连接块安装孔591的底面设有连接螺钉过孔592。活塞杆55的两端是密封面603，密封面603的直径比中间外圆面595的直径稍微大，活塞杆55的外圆面595和密封面603高频淬硬HRC48-52。油缸的左缸筒56和右缸筒57结构相同，图34、35所示，左缸筒56的外型面是矩形，内腔578是油缸缸筒，内腔578是贯通直孔，内腔578的孔径与活塞杆55的密封面603匹配。左缸筒56的一侧端面设有定位凸台580，定位凸台580的外侧均布4个螺纹孔583，用于固定双缸筒油缸端盖76。左缸筒56的另一端面是平端面，左缸筒56的内腔578靠近平端面侧设有密封槽579。左缸筒56的内腔578的外侧设有6个固定用螺钉过孔582。

图37中，双缸筒油缸端盖76的截面外形尺寸与图34中左缸筒56的截面相同。图38中，双缸筒油缸端盖76的一侧端面上设有定位沉孔584和端面密封槽585，定位沉孔584与左缸筒56中的定位凸台580匹配，它的另一侧端面是平面。其中心设有限位螺钉安装孔586和孔密封槽587。图37所示，限位螺钉安装孔586的四周设有螺钉过孔590。图38、39中，端盖外形面上留有进油孔588和排气孔589。

图6所示，双缸筒油缸端盖76设置在左缸筒56的带定位凸台580的端面上，螺钉紧固。双缸筒油缸端盖76的定位沉孔584与图35中左缸筒56的定位凸台580配合，双缸筒油缸端盖76的端面密封槽585中安装油缸密封件。双缸筒油缸端盖76的限位螺钉安装孔586中安装限位螺钉60，限位螺钉60上安装锁紧螺母61，限位螺钉60对活塞杆55的运行起限位作用，锁紧螺母61对限位螺钉60起锁紧作用。限位螺钉60和双缸筒油缸端盖76之间安装密封件。以上组成了油缸的左侧缸筒组件。右侧缸筒组件与左侧缸筒组件相同，分别分布在活塞杆55的两侧。图40中，活塞杆55两端的密封槽593中安装密封件后，分别插入左缸筒组件和右缸筒组件中。这样就组成了单活塞杆双缸筒油缸。该油缸定位安装在夹具的后盖27的下侧端面上，螺钉紧固。前面所述的齿条连接块42的一端穿过夹具体23的长孔525和后盖27的长孔557伸到夹具外，活塞杆55的齿条连接块安装孔591套装在齿条连接块42的伸出端，螺钉紧固。活塞杆55的移动带动齿条连接块42移动，齿条连接块42带动齿条接杆43和齿条67沿齿条导向套62的轴线移动，齿条67的移动推动齿轮25转动，齿轮25带动中心轴7转动。图36中左缸筒56的固定面581与后盖27的下侧外端面配合，螺钉穿过图36中左缸筒56的螺钉过孔582后旋入后盖27的螺纹孔569中，将单活塞杆双缸筒油缸固定在夹具体23后端的后盖27上。

如图6所示，活塞杆55左端面与左缸筒56和双缸筒油缸端盖76组成单活塞杆双缸筒油缸左腔501；活塞杆55右端面与右缸筒57和双缸筒油缸端盖76组成单活塞杆双缸筒油缸右腔502。当单活塞杆双缸筒油缸左腔501进油时，推动活塞杆55右移，此动作既是左侧油缸的推出力，也是右侧油缸的回程力，这样活塞杆55分别与左缸筒56和右缸筒57组成两个单作用柱塞缸。因左右缸筒尺寸相同，所以左右推出力相等，使齿轮旋转的动力相等，运行平稳。单活塞杆双缸筒油缸实际上是单柱塞杆双缸筒油缸，是两个柱塞缸的组合。柱塞缸是单作用缸，其回程力一般依靠重力或弹簧等的外力复位。而本方案中把一端油缸的推出力作为另一端油缸的复位力，简化了油缸的结构。因为左缸筒56和右缸筒57相同，所以活塞杆55的往复运动的力相等，满足夹具正转反转所需要的力相等和运行平稳的要求。该单活塞杆双缸筒油缸与传动部件平行安装，活塞杆中间对外传力，使夹具结构紧凑。在相同输出力需求的情况下，柱塞杆最粗，传动刚性好。因为活塞杆55两侧都有缸筒，它们是活塞杆55受力时的两个支点，改善了活塞杆55的受力状况。本油缸没有导向件和活塞，活塞杆是一根圆棒件，所以加工简单成本低；密封简单可靠。该油缸适用于部件有往复运动，来、回运动的工况相同（推力和速度相同）的，且安装空间较小的工况。

旋转分度的自动控制和检测包括：限位调节螺钉64、锁紧螺母65、第二角度光电开关；第一角度光电开关54、限位螺钉60、锁紧螺母61等。图7所示，齿条端盖63上设有限位调节螺钉64和锁紧螺母65对齿条接杆43的运行进行限位。图6所示，单活塞杆双缸筒油缸的左缸筒56上装有齿盘分度光电开关支架52和第二角度光电开关，右缸筒57上装有齿盘分度光电开关支架52和第一角度光电开关54，活塞杆55的中间设有齿盘分度检测螺杆58，光电开关和检测螺杆对齿条的运行情况进行检测和反馈。当齿条接杆43运行到限位调节螺钉64处时，第二角度光电开关或第一角度光电开关54检测到齿盘分度检测螺杆58时，给系统反馈信息，系统停止油缸的对应油腔的进油。通过调节限位调节螺钉64可以调节齿条接杆43的行程，行程调节好后，锁紧螺母65锁紧限位调节螺钉64。图6所示，双缸筒油缸盖76上装有限位螺钉60和锁紧螺母61，此处结构是为了改善齿条连接块42的受力。如前面所述齿条端盖63上的限位调节螺钉64对齿条接杆43的运行进行限位；而如图1所示，齿条接杆43和活塞杆55通过齿条连接块42连接，当齿条端盖63上的限位调节螺钉64对齿条接杆43的进行限位时，活塞杆55在液压油的作用下，还有继续前进的趋势。如果双缸筒油缸端盖76上不增加限位螺钉60，这种趋势造成活塞杆55给齿条连接块42的一侧端面一个沿活塞杆55轴向的推力。而固定在齿条接杆43上的齿条连接块42的另一侧端面因限位调节螺钉64的作用不能继续前行，所以在齿条连接块42上产生一个以一侧端面为支撑点的力矩，长时间作用下，影响齿条接杆43和活塞杆55运行的同步性。如果双缸筒油缸端盖76上增加限位螺钉60时，因活塞杆55运行到到齿条接杆43的限位点时，活塞杆55端部也有力的支撑，从而改善了上述所说的齿条接杆43悬臂受力情况。

夹具旋转角度的精确定位和主轴的锁紧与松开是由中心轴7、固定鼠齿盘8、活动鼠齿盘9、圆柱滚子轴承（18、24）和推力轴承10共同完成。

如中心轴组件的旋转分度中所述，图7中齿条端盖63上的限位调节螺钉64和图6所示双缸筒油缸端盖76上的限位螺钉60对中心轴组件的旋转角度进行了粗定位，且旋转角度略大于理论要求的旋转角度；第一角度光电开关54、第二角度光电开关和齿盘分度检测螺杆58对中心轴7的旋转进行检测和反馈。而中心轴7旋转角度的精确定位则是由安装在中心轴7上的活动鼠齿盘8和安装在夹具体23上的固定鼠齿盘9来完成。活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9的定位齿型的双面成锥度，因齿型成锥度，所以齿盘顶面齿型尺寸小，齿槽尺寸大，齿盘啮合时，一端齿盘的齿顶进入另一端齿盘齿槽时，不会发生干涉；活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9的端面定位齿呈圆周分布，齿型是正梯形，齿型角度是30°。啮合时，定位斜面的接触面积达到90%以上。端齿的回转精度±2″，重复定位精度±1″。当活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9相互啮合进行角度精定位时，将粗定位预留的校正余量校正过来。鼠齿盘的高定位面接触面积和高回转精度保证工件两组齿型之间的夹角精度70°±0.03°；鼠齿盘的高重复定位精度保证工件两组齿形之间夹角精度的稳定性；齿型的30°定位斜面可使鼠齿盘在长时间使用磨损后不影响夹具的定位精度。又因活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9锥齿面配合使定位件无定位间隙，定位精度高。所以能够满足工件两组齿之间夹角70的角度公差±0.03°。本方案中的结构保证夹具不会因角度的旋转而影响定位精度，夹具的重复定位精度高。

前面所述：中心轴7上固定有圆柱滚子轴承18和圆柱滚子轴承24的内圈，夹具体23上固定有圆柱滚子轴承18和圆柱滚子轴承24的外圈，圆柱滚子轴承18和圆柱滚子轴承24的内圈随中心轴7沿夹具体23内孔做轴向移动。这样就保证了，当中心轴7前后移动时，中心轴7和夹具体23同心。图1和图5是圆柱滚子轴承18和圆柱滚子轴承24的两种不同工作状态图。这样就保证了中心轴7在前移后旋转时，中心轴7和夹具体23的同心。保证了拉削第二组齿形的加工精度。圆柱滚子轴承18和圆柱滚子轴承24减小了中心轴7和夹具体23内孔间的摩擦，推力轴承10减小中心轴7和夹具体23内孔端面间的摩擦，所以中心轴7旋转扭矩小，且旋转平稳。

前面所述，中心轴7的第七台阶轴559上安装活动鼠齿盘8，活动鼠齿盘8通过螺钉固定在中心轴7的活动鼠齿盘固定端面533上。夹具体23的第四台阶孔661中安装固定鼠齿盘9，通过螺钉紧固在固定鼠齿盘固定面535上。

活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9在校正夹具旋转角度精度的同时，将中心轴7锁紧在夹具体23上，因活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9端面上均布着许多齿，所以中心轴7和夹具体23之间的锁紧力均匀可靠，提高了作为工件定位件的中心轴组件的刚性。工件加工过程中不容易出现因中心轴7与夹具体23之间的弹性旋转位移而影响工件加工精度，保证了工件的端面跳动度0.12和平面度0.1。因鼠齿盘齿是两个同心圆的射线面咬合，具有自动定心功能，所以鼠齿盘在咬合校正角度精度的同时，也进一步消除了中心轴7与夹具体23之间圆柱滚子轴承游隙带来的精度误差，进一步提高了加工件的对称度精度。

前面所述，夹具体23的第六台阶孔663中安装推力轴承10，推力轴承10的外侧与圆柱滚子轴承18的内圈之间安装由弹簧座14、弹簧端盖15、限位螺钉16和压缩弹簧17组成的弹压组件。推力轴承10减小了中心轴7与夹具体23之间的旋转阻力，同时保证中心轴7与夹具体23之间的轴向位置精度，从而保证加工件齿型的深度精度和齿宽精度。推力轴承10外侧的弹压组件使推力轴承10在中心轴7沿夹具体23轴线位移时，推力轴承端盖不会脱离轴承。弹簧座14和弹簧端盖15之间的位置关系为：当活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9锁紧时，弹簧座14和弹簧端盖15之间的距离应大于活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9的齿型高，防止活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9还没脱开啮合，弹簧座14和弹簧端盖15就压实，影响夹具后续动作。拉削工件时，中心轴7后移，活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9咬合；中心轴7旋转时，活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9脱开咬合；活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9的咬合与松开由夹具体23后端复合油缸完成。图1所示，中心轴7后端的第四台阶孔514中设置活塞缸筒32，两者通过连接块33连接在一起。中心轴7可随活塞缸筒32前后移动。

工件的自动定心夹紧、推出机构的驱动装置和鼠齿盘脱开和咬合机构的驱动装置为复合油缸。图1所示，复合油缸固定在夹具的后盖27的复合油缸安装面672上，螺钉紧固。图30、31中，后盖27上留有复合油缸安装面672和复合油缸固定螺纹孔572；图42中，复合油缸前盖30端面设有螺钉过孔677；后盖27和复合油缸前盖30之间装有垫块28，螺钉穿过复合油缸前盖30和垫块28旋入到后盖27的复合油缸安装面672上预留的复合油缸固定螺纹孔572中，将垫块28和复合油缸前盖30与后盖27连接在一起。

图1所示，复合油缸由两层油缸组成即内层油缸和外层油缸。内层油缸提供工件的自动定心夹紧和推出；外层油缸提供活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9的咬合和脱开。复合油缸的活塞缸筒前腔504进油时，中心活塞杆37向后移动，自动定心夹紧工件。复合油缸的活塞缸筒后腔503进油时中心活杆37向前移动自动推出工件。中心轴7旋转时，复合油缸的内层油缸随中心轴7旋转。外缸筒后腔505进油时活塞缸筒32向前移动，活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9脱开啮合；外缸筒前腔506进油时活塞缸筒32向后移动，活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9啮合，活塞缸筒32的前后移动，带动内层油缸随着中心轴7的前后移动而移动。图1和图5分别是齿盘咬合和脱开的两种状态。

图22中，复合油缸由内层油缸和外层油缸组成。图22中，内层油缸由中心活塞杆37、活塞缸筒32、活塞缸筒端盖77和密封件等组成，用于工件的自动定心夹紧和推出。图27中，活塞缸筒32的内孔543是内层油缸的缸筒，内孔543的底面上开有中心活塞杆过孔545，中心活塞杆过孔545中开有孔密封槽547。活塞缸筒32的右侧端面是端盖固定面546。图46中，中心活塞杆37的中间是圆形的活塞617，活塞617前后两侧分别是前段活塞杆620和后段活塞杆619，活塞617的直径与活塞缸筒32的内孔543的直径匹配，活塞617的外径上留有密封槽618；中心活塞杆37的前段活塞杆620的直径与活塞缸筒32的中心活塞杆过孔545的直径匹配。图22、所示，中心活塞杆37插装于活塞缸筒32的中心活塞杆过孔545中，中心活塞杆37的活塞位于活塞缸筒32的内孔543中。活塞缸筒32和中心活塞杆37之间的相应位置的密封槽内设置密封件。图45中，活塞缸筒端盖77中间内孔为中心活塞杆过孔607，它是图46中心活塞杆37的后段活塞杆619的过孔，中心活塞杆过孔607内设有密封槽608。活塞缸筒端盖77的一侧端面设有定位凸台614，定位凸台614的直径与图27中活塞缸筒32的内孔543的直径匹配，定位凸台614的根部留有密封槽606，它的端面上沿径向均布着8个螺钉过孔615。活塞缸筒端盖77的密封槽（606，608）内安装密封件，然后将活塞缸筒端盖77的定位凸台614定位安装于图27中活塞缸筒32的内孔543中，并用螺钉将其紧固在活塞缸筒32的端盖固定面546上。中心活塞杆37的后段活塞杆619穿过活塞缸筒端盖77的中心活塞杆过孔607伸到油缸的外侧。这样活塞缸筒32、中心活塞杆37、活塞缸筒端盖77和密封件组成了复合油缸的内层油缸。

图22中，外层油缸由活塞缸筒32、外缸筒31、复合油缸前盖30、复合油缸后盖41和密封件等组成，用于完成活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9的脱开和咬合。图47中的外缸筒31是圆管件,它的两侧端面上设有密封槽627，圆周径向均布有螺钉过孔626，其内孔625是外侧油缸的缸筒。图27中活塞缸筒32的外侧中部是外层油缸的活塞542，活塞542的外圆直径与图47中外缸筒31的内孔625的内径匹配，活塞542的外圆面上设有密封槽624，活塞542的左侧是前段活塞杆548，右侧是后段活塞杆549。图22所示，活塞缸筒32插装在外缸筒31的内孔625中，活塞缸筒32与外缸筒31间设置密封件。图42中，复合油缸前盖30的外形为圆形，其内孔673是活塞缸筒32的前段活塞杆548的过孔，内孔673的直径与活塞缸筒32的前段活塞杆548的直径匹配。内孔673中设有孔密封槽676，它的一侧端面上设有复合油缸前盖定位凸台675，复合油缸前盖定位凸台675的直径与外缸筒31的内孔625的内径匹配，端面上均布设置油缸组装用的螺纹孔596和油缸固定用的螺钉过孔677。复合油缸前盖30套装在活塞缸筒32的前段活塞杆548上，两者之间设置密封件。复合油缸前盖定位凸台675定位安装在外缸筒31的内孔625中，并固定在前端面628上。图43中复合油缸后盖41的外形是圆形，其内孔597是活塞缸筒32后段活塞杆549的过孔，它的直径与活塞缸筒32的后段活塞杆549的直径匹配，复合油缸后盖41的内孔597内设置孔密封槽598，复合油缸后盖41的一侧端面上设有定位凸台599，定位凸台599的直径与外缸筒的内孔625的直径匹配，端面径向均布设置螺钉过孔600，外圆面上设置齿盘锁紧光电开关支架安装螺纹孔601。复合油缸后盖41套装在活塞缸筒的后段活塞杆549上，复合油缸后盖的定位凸台599定位安装在外缸筒31的内孔625中，固定在后端面629上，外缸筒31与复合油缸后盖41之间设置密封件，活塞缸筒32的后段活塞杆549与复合油缸后盖41之间设置密封件。螺钉穿过复合油缸后盖41、外缸筒31紧固在复合油缸前盖30的螺纹孔596中。将复合油缸前盖30、外缸筒31和复合油缸后盖41紧固在一起，组成外层油缸。

图16中，中心轴7的后端第一台阶轴655上留有两个连接块安装槽515，中心轴7的后端面上设有连接活塞缸筒的第四台阶孔514，第四台阶孔514的内径与活塞缸筒32前端的连接外圆602的直径匹配。图27中活塞缸筒32的前段活塞杆548上留有两个连接块安装槽544。图1中活塞缸筒32前端的连接外圆602插装于中心轴7后端的第四台阶孔514中，两者的连接块安装槽(515，544)对齐后，将连接块33安装在两个件的连接块安装槽(515，544)中。中心轴7和活塞缸筒32连接为一体，中心轴7随活塞缸筒32沿轴线的前后移动，完成活动鼠齿盘8与固定鼠齿盘9的咬合和脱开。中心活塞杆37的前端设有可调拉杆安装螺纹孔623，可调拉杆4安装于可调拉杆安装螺纹孔623中，中心活塞杆37的前后移动，带动可调拉杆4前后移动。

复合油缸的控制：图1中，中心活塞杆37的前后移动的控制，是靠安装在活塞缸筒端盖77上的三个光电检测开关：推出工件位光电开关22、工件安装位光电开关34、工件夹紧位光电开关40通过检测安装在中心活塞杆37上的工件夹紧检测螺杆38的位置来实现的。图6所示，活塞缸筒32前后移动的控制，也可以说是内层油缸前后移动的控制，是靠安装在复合油缸后盖41上的两个光电检测开关：第一角度齿盘锁紧光电开关50、第二角度齿盘锁紧光电开关51通过检测安装在活塞缸筒端盖77上的主轴锁紧检测螺杆36的位置来实现的。本复合油缸实现了两个相对独立的运动，且两个运动同轴；优化了原本一个动作一套油缸造成的夹具结构复杂。本油缸特别适合于安装空间小，且两个动作同轴的情况。

为了方便工件的装夹和拆卸，为夹具本体部件设计了可以驮着它前后移动的滑台组件，如图8、图9所示。图8是拉削加工时滑台位置结构示意图工位（A工位），图9是安装、拆卸、旋转分度时滑台位置结构示意图（B工位）。两工位间的相互移动通过滑台托板91的前后运行来实现。该滑台组件包括：滑台座35、滑台托板91、滑台油缸75、滑台调节限位装置70、光电开关安装座71、滑台前光电开关72、滑台后光电开关74和滑台光电开关检测支架73等。滑台座35是带有滑台硬轨508的铸件，滑台托板91安装在滑台硬轨508上，保证滑台托板91前后运行精度。滑台座35前端安装滑台调节限位装置70，对滑台托板91前端运行的位置进行限位，保证工件与拉刀之间的距离准确，从而保证工件端面齿深度精度和齿宽精度。滑台调节限位装置70是由细牙螺杆、细牙螺母和锁紧螺母组成，当被拉削工件端面齿型深度和齿宽精度不合适时，可通过调整此处细牙螺杆来调节滑台托板91的前端的定位位置，从而调整工件与拉刀之间的距离。滑台座35上安装有滑台油缸75，滑台油缸75推动滑台托板91前进或后退。滑台托板91表面开有连接夹具体23用的定位键槽和安装孔，夹具体23底面对应开有定位键槽，夹具体23安装在滑台托板91上，螺钉紧固，夹具定位键48嵌入定位键槽定位。滑台座35安装在拉床辅助床身79上。

图8、图9所示，滑台座35的侧面安装有光电开关安装座71和滑台前光电开关72、滑台后光电开关74，滑台托板91的同侧安装有滑台光电开关检测支架73。滑台托板91驮着夹具体23前后运行时，滑台前光电开关72和滑台后光电开关74对滑台托板91的运行位置进行检测和反馈。

工件拉削时拉削力大，容易使夹具产生弹性变形，影响工件加工精度。为了提高夹具刚性，提高工件的加工精度，在拉床主床身78和弹簧夹头座1之间增加辅助支撑机构。图48中辅助支撑结构示意图所示：辅助支撑机构将拉削工件的拉削力传递到拉床主床身78上，提高夹具的刚性和工件的加工精度。

图48所示，辅助支撑机构的工作原理：拉削工件时，锁紧油缸85拉着斜锲块84下行，斜锲块84向下运行时，压着V型支撑块81向弹簧夹头座1外圆靠近，当V型支撑块81的V型支撑面631靠上弹簧夹头座1的外圆面时，斜锲块84停止下行，锁紧油缸85保持拉力。这时弹簧夹头座1与拉床主床身78通过V型支撑块81、斜锲块84和固定底板80进行无缝连接。拉削工件时产生的拉削力通过V型支撑块81、斜锲块84和固定底板80直接传递到拉床主床身78上。提高了夹具的刚性，减小了夹具因弹性变形而影响工件加工精度现象的产生。不拉削工件时，锁紧油缸85卸荷，V型支撑块81在四个压缩弹簧83的作用下，远离弹簧夹头座1的外圆，同时压着斜锲块84向上移动，以便防止夹具前后运行时，弹簧夹头座1的外圆面和V型支撑块81的V型支撑面631相互干涉或摩擦。

图48是辅助支撑机构运行的限位和检测：工作时，锁紧油缸85拉着斜锲块84下行，当V型支撑块81的V型支撑面631靠上弹簧夹头座2的外圆时，斜锲块84的定位面646碰到调节螺钉87时，停止下行。同时，锁紧油缸检测光电开关检测反馈。停止工作时，斜锲块84在V型支撑块81的压力作用下远离调节螺钉87。

图48、图49所示辅助支撑机构的结构包括：V型支撑块81、斜锲块84、固定底板80、锁紧油缸85、弹簧限位螺钉82、压缩弹簧83、限位块86、调节螺钉87、锁紧螺母88、锁紧油缸检测光电开关等。图50中，V型支撑块81的一侧端面是V型支撑面631，是弹簧夹头座1的定位支撑面，V型支撑面631的四周布局着四个压缩弹簧限位螺钉过孔632。另一侧端面上设有斜锲滑槽630，斜锲滑槽630的底面是槽底导滑面633，斜锲滑槽630是斜锲块84的运行导向槽。图51中，斜锲块84是直角梯形截面的板，斜边侧是斜锲导滑面634，上底是定位面646，定位面646上设有调节螺钉安装螺纹孔635。图48所示，V型支撑块81的槽底导滑面633与斜锲块84的斜锲导滑面634间的力推动V型支撑块

81靠近或远离弹簧夹头座1。拉削工件时，斜锲块84的斜锲导滑面634压着V型支撑块81的槽底导滑面633，使V型支撑块81靠在弹簧夹头座1的外圆上，对夹具起支撑作用；不拉削工件时，V型支撑块81的槽底导滑面633压着斜锲导滑面634远离弹簧夹头座1，防止夹具前后移动时，与弹簧夹头座1干涉或磨削。图52中，固定底板80是一平板件，其上下两面分别为顶面641和底面640，顶面上设有4个带沉孔的螺纹孔636和4个固定用的固定螺钉过孔637，顶面641上还设有限位块安装槽638，限位块安装槽638的底面上设有限位块固定螺纹孔639。图48所示，固定底板80的底面640靠在拉床主床身78的端面上，螺钉紧固。用四个弹簧限位螺钉82穿过V型支撑块81的压缩弹簧限位螺钉过孔632后旋入到固定底板80上的四个螺纹孔636中。在弹簧限位螺钉82上套装压缩弹簧83，压缩弹簧83定持在弹簧限位螺钉82和V型支撑块81之间，V型支撑块81弹性安装在固定板80的顶面641上，压缩弹簧83在锁紧油缸85卸荷后压着V型支撑块81远离弹簧夹头座1，弹簧限位螺钉82给压缩弹簧83提供预紧力。安装时，V型支撑块81的斜锲滑槽630的大口朝上。斜锲块84插入V型支撑块81的斜锲滑槽630中，斜锲块84的定位面646朝下；锁紧油缸85安装在拉床辅助床身79上，螺钉紧固；锁紧油缸85的活塞杆连接在斜锲块84的调节螺钉安装螺纹孔635中，油缸活塞杆带着斜锲块84向下运行。固定底板80的限位块安装槽638中安装限位块86，螺钉紧固。图53中，限位块86的调节螺钉安装螺纹孔642中安装调节螺钉87，调节螺钉87对斜锲块84向下运行的距离进行限制；限位块86的螺纹孔645中安装锁紧油缸检测光电开关，对斜锲块84的运行位置进行检测、反馈。拉削时，V行支撑块81和弹簧夹头座1之间的距离可以通过调节螺钉87进行调节，调节好后锁紧螺母88锁紧。

Claims (11)

1.一种端面齿拉削夹具，它包括设置于拉床辅助床身上的中空的夹具体以及设置于夹具体内具有中空结构的中心轴，其特征是中心轴相对于夹具体可旋转一定角度并可沿轴向往复移动一段距离；在中心轴的前端设置有弹簧夹头座以及设置于弹簧夹头座中的弹簧夹头，在中心轴的内部设置有弹簧夹头传动机构，在中心轴的后端设置有弹簧夹头驱动装置，弹簧夹头通过弹簧夹头传动机构与弹簧夹头驱动装置连接在一起；在夹具体的后端设置有控制中心轴前后移动的驱动装置，在夹具的后部设置有中心轴枢转分度传动机构和中心轴枢转分度驱动机构，在中心轴上设置有角度精确定位机构；在夹具体中安装推力轴承，推力轴承的内圈与中心轴间隙配合；在中心轴上安装由弹簧座、弹簧端盖、限位螺钉和压缩弹簧组成的弹压组件，弹压组件位于推力轴承与圆柱滚子轴承内圈之间，弹簧端盖的一端面与圆柱滚子轴承的内圈接触，弹簧座的一端面与推力轴承接触，弹压组件将推力轴承压紧在夹具体的内孔台阶面上，使推力轴承在中心轴前后移动时不脱开。

2.根据权利要求1所述的端面齿拉削夹具，其特征是角度精确定位机构包括固定设置于中心轴上的活动鼠齿盘，固定设置于夹具体中的固定鼠齿盘，固定鼠齿盘与活动鼠齿盘配合使用，通过固定鼠齿盘与活动鼠齿盘啮合完成中心轴的角度精确定位以及中心轴与夹具体之间的锁紧和定心。

3.根据权利要求2所述的端面齿拉削夹具，其特征是活动鼠齿盘与固定鼠齿盘的端面定位齿呈圆周分布，齿型是正梯形，齿型角度是30°。

4.根据权利要求1所述的端面齿拉削夹具，其特征是在拉床主床身和弹簧夹头座之间增加辅助支撑机构。

5.根据权利要求4所述的端面齿拉削夹具，其特征是辅助支撑机构包括固定设置于拉床主床身上的固定底板，在固定底板上设置有螺纹孔，弹簧限位螺钉穿过V型支撑块的压缩弹簧限位螺钉过孔后旋入到固定底板上的螺纹孔中；在弹簧限位螺钉上套装压缩弹簧，压缩弹簧顶持在弹簧限位螺钉的头部和V型支撑块之间，压缩弹簧在锁紧油缸卸荷后压着V型支撑块远离弹簧夹头座；弹簧限位螺钉给压缩弹簧提供预紧力使V型支撑块弹性安装在固定板上；V型支撑块的一侧端面是V型支撑面，是弹簧夹头座的定位支撑面，V型支撑块的另一侧端面上设有斜锲滑槽，斜锲滑槽是斜锲块的运行导向槽；斜锲块插入V型支撑块的斜锲滑槽中；还包括固定安装在辅助床身上锁紧油缸，锁紧油缸的活塞杆连接在斜锲块的调节螺钉安装螺纹孔中，锁紧油缸的活塞杆带着斜锲块向下运行，斜锲块的下行压着V型支撑块靠到弹簧夹头座表面。

6.根据权利要求1所述的端面齿拉削夹具，其特征是中心轴枢转分度传动机构包括固定安装在中心轴上的齿轮，定位安装于夹具体的圆形通孔中的齿条导向套，在齿条导向套中设置有齿条接杆，在齿条接杆上设置齿条和齿条连接块；齿条与中心轴上的齿轮啮合传动，齿条连接块的一侧端面安装在齿条接杆的齿条连接块安装孔中，齿条连接块另一端连接中心轴枢转分度驱动机构。

7.根据权利要求1所述的端面齿拉削夹具，其特征是中心轴枢转分度驱动机构是单活塞杆双缸筒油缸。

8.根据权利要求7所述的端面齿拉削夹具，其特征是单活塞杆双缸筒油缸包括活塞杆，左缸筒，右缸筒，双缸筒端盖和密封件；在活塞杆的两头设有密封槽并安装密封件，中间设有齿条连接块安装孔；活塞杆左端面与左缸筒和双缸筒端盖组成单活塞杆双缸筒油缸左腔；活塞杆右端面与右缸筒和双缸筒端盖组成单活塞杆双缸筒油缸右腔。

9.根据权利要求1所述的端面齿拉削夹具，其特征是弹簧夹头传动机构包括设置在中心轴内孔中的可调拉杆，可调拉杆后端连接复合油缸的中心活塞杆，可调拉杆随中心活塞杆前后移动；可调拉杆的前端穿过限位导向套的内孔伸到弹簧夹头的前端；压紧螺钉安装在可调拉杆前端的螺纹孔中。

10.根据权利要求1所述的端面齿拉削夹具，其特征是弹簧夹头驱动装置和中心轴前后移动的驱动装置为复合油缸。

11.根据权利要求10所述的端面齿拉削夹具，其特征是复合油缸由内层油缸和外层油缸组成；内层油缸包括中心活塞杆、活塞缸筒和活塞缸筒端盖；活塞缸筒的内孔是内层油缸的缸筒，活塞缸筒内孔的底面上开有中心活塞杆过孔；中心活塞杆插装于活塞缸筒的中心活塞杆过孔中，中心活塞杆的活塞位于活塞缸筒的内孔中，中心活塞杆的中间是活塞，活塞前后两侧分别是前段活塞杆和后段活塞杆，活塞的直径与活塞缸筒的内孔的直径匹配，活塞的外径上留有密封槽；中心活塞杆的前段活塞杆的直径与活塞缸筒的中心活塞杆过孔的直径匹配；中心活塞杆的活塞和活塞缸筒的内孔之间设置密封件，中心活塞杆的前段活塞杆与活塞缸筒的中心活塞杆过孔之间设置密封件；中心活塞杆的后段活塞杆穿过活塞缸筒端盖的中心活塞杆过孔伸到油缸的外侧，中心活塞杆和活塞缸筒端盖之间设置密封件；活塞缸筒端盖定位安装在活塞缸筒的内孔端面上，活塞缸筒与活塞缸筒端盖之间设置密封件，螺钉紧固；

外层油缸包括活塞缸筒、外缸筒、复合油缸前盖和复合油缸后盖；外缸筒是圆管状件，外缸筒的内孔是外层油缸的缸筒；活塞缸筒插装在外缸筒的内孔中，活塞缸筒与外缸筒间设置密封件；活塞缸筒的外侧中部是外层油缸的活塞，活塞的外圆直径与外缸筒的内孔的内径匹配，活塞的外圆面上设有密封槽，活塞的左侧是前段活塞杆，右侧是后段活塞杆；复合油缸前盖的内孔是活塞缸筒的前段活塞杆的过孔；复合油缸前盖套装在活塞缸筒的前段活塞杆上，两者之间设置密封件；复合油缸前盖定位安装在外缸筒的前端面，复合油缸前盖和外缸筒端面件设置密封件；复合油缸后盖的内孔是活塞缸筒后段活塞杆的过孔，活塞缸筒的后段活塞杆穿过复合油缸后盖的内孔伸到油缸外侧，活塞缸筒的后段活塞杆和复合油缸后盖之间设置密封件；复合油缸后盖定位安装在外缸筒的后端面上，复合油缸后盖与外缸筒的后端面之间设置密封件；螺钉穿过复合油缸后盖和外缸筒上的螺钉过孔，将复合油缸后盖和外缸筒紧固在复合油缸前盖上。

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