CN115026603B - 一种自动找正带键槽齿轮内孔的装置及其找正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动找正带键槽齿轮内孔的装置及其找正方法，包括圆柱形的手指气缸，所述手指气缸包括多个可沿所述手指气缸的径向方向移动的夹指；所述夹指上固定有随动器安装座，所述随动器安装座的左右两侧分别安装有至少一个凸轮轴承随动器。通过在安装板上对称设计左右两个凸轮轴承随动器，当一个凸轮轴承随动器与键槽发生接触而出现陷入问题时，同一安装板上的另一个凸轮轴承随动器仍可紧贴在齿轮内孔的孔壁上，依靠除陷入键槽的凸轮轴承随动器外的其它多个凸轮轴承随动器与齿轮内孔的相对旋转运动，实现了找正齿轮内孔的目的。满足了带键槽齿轮的内孔找正要求。

Description

一种自动找正带键槽齿轮内孔的装置及其找正方法
技术领域
本发明涉及齿轮加工设备技术领域，具体地指一种自动找正带键槽齿轮内孔的装置及其找正方法。
背景技术
汽车轻量化背景下、发动机曲轴类齿轮常设计成薄壁零件，为了正时点火的需要，在曲轴齿轮内孔上设计有定相位键槽。在机械加工行业，薄壁齿轮内孔的大批量稳定生产是一个困难的课题，主要难点在于如何实现薄壁齿轮加工时的内孔定位和薄壁齿轮的夹紧。
针对薄壁齿轮加工时的定位和夹紧，目前行业内主流解决方案有：一、借助卡盘自定心功能、用齿形节圆或齿顶圆定位齿轮内孔、同时施加径向夹紧力夹紧薄壁齿轮，这种方式使得工件在径向方向上产生夹紧变形，影响齿轮内孔精度。二、采用磁性夹具端面吸附夹紧齿轮，利用四爪气缸自动找正齿轮内孔，但此方案不适用于加工带键槽的齿轮，原因在于：加工带键槽的薄壁齿轮内孔时，夹具上的凸轮轴承随动器会陷入键槽内，导致工件中心定位不准确，齿圈跳动和散差大，无法满足后序磨齿加工的要求。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种能准确定位带键槽齿轮内孔、满足带键槽齿轮定位要求的自动找正带键槽齿轮内孔的装置及其找正方法。
为实现此目的，本发明所设计的自动找正带键槽齿轮内孔的装置，包括圆柱形的手指气缸，所述手指气缸包括多个可沿所述手指气缸的径向方向移动的夹指；其特征在于：所述夹指上固定有随动器安装座，所述随动器安装座的左右两侧分别安装有至少一个凸轮轴承随动器。凸轮轴承随动器为采购件，其包括作为轴的螺栓、滚轮和螺栓端头与滚轮之间的滚柱。
进一步的，所述随动器安装座包括固定于所述夹指上的连接板和可沿所述手指气缸的径向方向移动并固定于所述连接板上的安装板，所述安装板的左右两侧分别安装有一个所述凸轮轴承随动器。
进一步的，所述安装板包括沿所述手指气缸的径向方向移动并固定于所述连接板上的安装底板和固定连接于所述安装底板上、与所述安装底板为一体结构的安装顶板。
进一步的，所述安装底板包括位于所述连接板上方的长方形板段和垂直固定连接于所述长方形板段外端部、与所述长方形板段为一体结构的竖直板段；所述竖直板段位于所述连接板的外侧，所述安装顶板固定连接于所述长方形板段顶部。
进一步的，所述长方形板段沿其长度方向间隔开设有多个椭圆形的调节孔，所述连接板沿其长度方向间隔开设有多个与所述调节孔对应的螺纹孔，所述调节孔与所述连接板的螺纹孔之间固定连接有固定螺栓。
进一步的，所述竖直板段内连接有用于抵推所述连接板的外侧端面、使所述安装板沿所述手指气缸的径向方向向外侧移动的抵推结构；其包括垂直开设于所述竖直板段内的螺纹孔和螺纹连接于其内部的抵推螺栓。
更进一步的，所述安装顶板的左右两侧分别对称开设有至少一个随动器安装孔，所述凸轮轴承随动器的下部同轴设置于所述随动器安装孔内。
还进一步的，基于上述所述的自动找正带键槽齿轮内孔的装置的找正方法，将带键槽齿轮磁力吸附于机床法兰上，将所述自动找正带键槽齿轮内孔的装置安装于刀塔上；机床驱动机床法兰和所述带键槽齿轮朝向所述自动找正带键槽齿轮内孔的装置一侧移动，所述自动找正带键槽齿轮内孔的装置的凸轮轴承随动器进入所述带键槽齿轮的内孔中；调整机床法兰的磁力至弱磁状态，机床驱动机床法兰和带键槽齿轮低速回转，所述自动找正带键槽齿轮内孔的装置的手指气缸驱动所述凸轮轴承随动器沿所述手指气缸的径向向外侧移动，所述凸轮轴承随动器拨动带键槽齿轮的内孔壁，使所述带键槽齿轮的内孔与所述机床的回转中心同心；调整机床法兰的磁力至强磁状态，所述手指气缸驱动所述凸轮轴承随动器沿所述手指气缸的径向向内侧移动复位，所述机床驱动所述机床法兰和所述带键槽齿轮回到待工位置，所述刀塔驱动所述自动找正带键槽齿轮内孔的装置回到待工位置。
具体的，所述的自动找正带键槽齿轮内孔的装置的找正方法包括以下步骤：
步骤一：将带键槽齿轮磁力吸附于机床法兰上，将所述自动找正带键槽齿轮内孔的装置安装于刀塔上；
步骤二：机床驱动机床法兰和所述带键槽齿轮朝向所述自动找正带键槽齿轮内孔的装置一侧移动，所述自动找正带键槽齿轮内孔的装置的凸轮轴承随动器进入所述带键槽齿轮的内孔中；
步骤三：调整机床法兰的磁力至弱磁状态，机床驱动机床法兰和带键槽齿轮低速回转，所述自动找正带键槽齿轮内孔的装置的手指气缸驱动所述凸轮轴承随动器沿所述手指气缸的径向向外侧移动，所述凸轮轴承随动器拨动带键槽齿轮的内孔壁，使所述带键槽齿轮的内孔与所述机床的回转中心同心；
步骤四：调整机床法兰的磁力至强磁状态，所述手指气缸驱动所述凸轮轴承随动器沿所述手指气缸的径向向内侧移动复位，所述机床驱动所述机床法兰和所述带键槽齿轮回到待工位置，所述刀塔驱动所述自动找正带键槽齿轮内孔的装置回到待工位置。
具体的，所述凸轮轴承随动器拨动带键槽齿轮的内孔壁，使所述带键槽齿轮的内孔与所述机床的回转中心同心的方法是：所述手指气缸驱动所述凸轮轴承随动器沿所述手指气缸的径向向外侧移动，使除了具有陷入所述带键槽齿轮的键槽趋势的凸轮轴承随动器外的其他凸轮轴承随动器均与所述带键槽齿轮的内孔相切。
本发明的有益效果是：通过在安装板上对称设计左右两个凸轮轴承随动器，当一个凸轮轴承随动器与键槽发生接触而出现陷入问题时，同一安装板上的另一个凸轮轴承随动器仍可紧贴在齿轮内孔的孔壁上，依靠除陷入键槽的凸轮轴承随动器外的其它多个凸轮轴承随动器与齿轮内孔的相对旋转运动，实现了找正齿轮内孔的目的。满足了带键槽齿轮的内孔找正要求。
附图说明
图1为本发明中自动找正带键槽齿轮内孔的装置的主视图；
图2为本发明中带键槽齿轮的主视图；
图3为本发明中某一凸轮轴承随动器即将陷入带键槽齿轮的键槽时的俯视图；
图4为为本发明中自动找正带键槽齿轮内孔的装置与带键槽齿轮的初定位结构主视图；
图5为本发明中连接板的主视图；
图6为本发明中连接板的轴向剖视图；
图7为本发明中安装板的立体图；
图8为本发明中安装板的俯视图；
图9为本发明中安装板的轴向剖视图；
其中，1—手指气缸，2—夹指，3—随动器安装座(3.1—连接板，3.2—安装板)，4—凸轮轴承随动器，5—安装底板(5.1—长方形板段，5.2—竖直板段)，6—安装顶板，7—调节孔，8—螺纹孔，9—固定螺栓，10—抵推螺栓，11—随动器安装孔，12—带键槽齿轮，13—键槽，14—螺栓定位孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1—9所示的自动找正带键槽齿轮内孔的装置，包括圆柱形的手指气缸1，手指气缸1包括四个可沿手指气缸1的径向方向移动的夹指2；夹指2上固定有随动器安装座3，随动器安装座3的左右两侧分别安装有一个凸轮轴承随动器4。
具体的，随动器安装座3包括固定于夹指2上的连接板3.1和可沿手指气缸1的径向方向移动并固定于连接板3.1上的安装板3.2，安装板3.2的左右两侧分别安装有一个凸轮轴承随动器4。连接板3.1为长方形板件，连接板3.1沿其长度方向间隔开设有多个螺栓定位孔14，夹指2上开设有多个与螺栓定位孔14对应的螺纹孔8，连接板3.1的螺栓定位孔14与夹指2的螺纹孔8之间连接有固定螺栓9。
安装板3.2包括沿手指气缸1的径向方向移动并固定于连接板3.1上的安装底板5和固定连接于安装底板5上、与安装底板5为一体结构的安装顶板6。安装底板5包括位于连接板3.1上方的长方形板段5.1和垂直固定连接于长方形板段5.1外端部、与长方形板段5.1为一体结构的竖直板段5.2；竖直板段5.2位于连接板3.1的外侧，安装顶板6固定连接于长方形板段5.1顶部。长方形板段5.1沿其长度方向间隔开设有两个椭圆形的调节孔7，连接板3.1沿其长度方向间隔开设有两个与调节孔7对应的螺纹孔8，调节孔7与连接板3.1的螺纹孔8之间固定连接有固定螺栓9。竖直板段5.2内连接有用于抵推连接板3.1的外侧端面、使安装板3.2沿手指气缸1的径向方向向外侧移动的抵推结构：包括垂直开设于竖直板段5.2内的螺纹孔8和螺纹连接于其内部的抵推螺栓10。
安装顶板6的左右两侧分别对称开设有一个随动器安装孔11，凸轮轴承随动器4的下部同轴设置于随动器安装孔11内。
本发明装置的调整方法：凸轮轴承随动器4沿手指气缸1的径向移动涨紧带键槽齿轮12的内孔后，调松安装板3.2与连接板3.1之间的固定螺栓9，通过旋转抵推螺栓10微调安装板3.2的位置，保证每个凸轮轴承随动器4紧贴带键槽齿轮12的内孔，通过表座及千分表检测带键槽齿轮12的内孔跳动，带键槽齿轮12绕手指气缸1的轴线旋转时，千分表示值变化量在0.01mm内，此时锁紧安装板3.2与连接板3.1之间的固定螺栓9，手指气缸1回缩、带动凸轮轴承随动器4回缩，取下带键槽齿轮12。本发明装置的调整完成。
基于上述自动找正带键槽齿轮内孔的装置的找正方法：将带键槽齿轮12通过磁力吸附在机床法兰上，将自动找正带键槽齿轮内孔的装置安装于刀塔上；机床系统控制磁力处于强磁状态；通过机床程序控制，机床法兰带着带键槽齿轮12，与自动找正带键槽齿轮内孔的装置接近，自动找正带键槽齿轮内孔的装置处于收缩状态，然后自动找正带键槽齿轮内孔的装置进入带键槽齿轮12内孔，机床程序控制自动找正带键槽齿轮内孔的装置进入伸张状态，即：手指气缸1驱动夹指2、随动器安装座3和凸轮轴承随动器4沿手指气缸1的径向向外侧移动；同时机床程序控制法兰进入弱磁状态，法兰带着带键槽齿轮12低速回转，通过本发明装置中凸轮轴承随动器4拨动带键槽齿轮12内孔，使带键槽齿轮12内孔与机床回转中心同心(要求同心度0.02以内)。然后，程序控制法兰进入强磁状态、将带键槽齿轮12吸附在机床法兰上，程序控制自动找正带键槽齿轮内孔的装置进入收缩状态，并随刀塔退回到待工位置，机床驱动机床法兰和带键槽齿轮12回到待工位置，完成带键槽齿轮12内孔的找正任务。
本发明通过在安装板3.2上对称设计左右两个凸轮轴承随动器4，当一个凸轮轴承随动器4与键槽13发生接触而出现陷入问题时，同一安装板3.2上的另一个凸轮轴承随动器4仍可紧贴在齿轮内孔的孔壁上，依靠除陷入键槽的凸轮轴承随动器4外的其它多个凸轮轴承随动器4与齿轮内孔的相对旋转运动，实现了找正齿轮内孔的目的。满足了带键槽齿轮12的内孔找正要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种自动找正带键槽齿轮内孔的装置，包括圆柱形的手指气缸（1），所述手指气缸（1）包括多个可沿所述手指气缸（1）的径向方向移动的夹指（2）；其特征在于：所述夹指（2）上固定有随动器安装座（3），所述随动器安装座（3）的左右两侧分别安装有至少一个凸轮轴承随动器（4）；所述随动器安装座（3）包括固定于所述夹指（2）上的连接板（3.1）和可沿所述手指气缸（1）的径向方向移动并固定于所述连接板（3.1）上的安装板（3.2），所述安装板（3.2）的左右两侧分别安装有一个所述凸轮轴承随动器（4）；所述安装板（3.2）包括沿所述手指气缸（1）的径向方向移动并固定于所述连接板（3.1）上的安装底板（5）和固定连接于所述安装底板（5）上、与所述安装底板（5）为一体结构的安装顶板（6）；所述安装底板（5）包括位于所述连接板（3.1）上方的长方形板段（5.1）和垂直固定连接于所述长方形板段（5.1）外端部、与所述长方形板段（5.1）为一体结构的竖直板段（5.2）；所述竖直板段（5.2）位于所述连接板（3.1）的外侧，所述安装顶板（6）固定连接于所述长方形板段（5.1）顶部；所述长方形板段（5.1）沿其长度方向间隔开设有多个椭圆形的调节孔（7），所述连接板（3.1）沿其长度方向间隔开设有多个与所述调节孔（7）对应的螺纹孔（8），所述调节孔（7）与所述连接板（3.1）的螺纹孔（8）之间固定连接有固定螺栓（9）；所述竖直板段（5.2）内连接有用于抵推所述连接板（3.1）的外侧端面、使所述安装板（3.2）沿所述手指气缸（1）的径向方向向外侧移动的抵推结构；其包括垂直开设于所述竖直板段（5.2）内的螺纹孔（8）和螺纹连接于其内部的抵推螺栓（10）。
2.如权利要求1所述的自动找正带键槽齿轮内孔的装置，其特征在于：所述安装顶板（6）的左右两侧分别对称开设有至少一个随动器安装孔（11），所述凸轮轴承随动器（4）的下部同轴设置于所述随动器安装孔（11）内。
3.一种基于上述权利要求1—2中任意一项所述的自动找正带键槽齿轮内孔的装置的找正方法，其特征在于：凸轮轴承随动器（4）沿手指气缸（1）的径向移动涨紧带键槽齿轮（12）的内孔后，调松安装板（3.2）与连接板（3.1）之间的固定螺栓（9），通过旋转抵推螺栓（10）微调安装板（3.2）的位置，保证每个凸轮轴承随动器（4）紧贴带键槽齿轮（12）的内孔，通过表座及千分表检测带键槽齿轮（12）的内孔跳动，带键槽齿轮（12）绕手指气缸（1）的轴线旋转时，千分表示值变化量在0.01mm内，此时锁紧安装板（3.2）与连接板（3.1）之间的固定螺栓（9），手指气缸（1）回缩、带动凸轮轴承随动器（4）回缩，取下带键槽齿轮（12）；将带键槽齿轮（12）磁力吸附于机床法兰上，将所述自动找正带键槽齿轮内孔的装置安装于刀塔上；机床驱动机床法兰和所述带键槽齿轮（12）朝向所述自动找正带键槽齿轮内孔的装置一侧移动，所述自动找正带键槽齿轮内孔的装置的凸轮轴承随动器（4）进入所述带键槽齿轮（12）的内孔中；调整机床法兰的磁力至弱磁状态，机床驱动机床法兰和带键槽齿轮（12）低速回转，所述自动找正带键槽齿轮内孔的装置的手指气缸（1）驱动所述凸轮轴承随动器（4）沿所述手指气缸（1）的径向向外侧移动，所述凸轮轴承随动器（4）拨动带键槽齿轮（12）的内孔壁，使所述带键槽齿轮（12）的内孔与所述机床的回转中心同心；调整机床法兰的磁力至强磁状态，所述手指气缸（1）驱动所述凸轮轴承随动器（4）沿所述手指气缸（1）的径向向内侧移动复位，所述机床驱动所述机床法兰和所述带键槽齿轮（12）回到待工位置，所述刀塔驱动所述自动找正带键槽齿轮内孔的装置回到待工位置。
4.如权利要求3所述的自动找正带键槽齿轮内孔的装置的找正方法，其特征在于：所述凸轮轴承随动器（4）拨动带键槽齿轮（12）的内孔壁，使所述带键槽齿轮（12）的内孔与所述机床的回转中心同心的方法是：所述手指气缸（1）驱动所述凸轮轴承随动器（4）沿所述手指气缸（1）的径向向外侧移动，使除了具有陷入所述带键槽齿轮（12）的键槽（13）趋势的凸轮轴承随动器（4）外的其他凸轮轴承随动器（4）均与所述带键槽齿轮（12）的内孔相切。
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