CN115635146A - 一种小型动力汽油机平衡轴快速插齿的成型方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型动力汽油机平衡轴快速插齿的成型装置，它的旋转基座带动汽油机平衡轴进行周向进给，调节旋柄可以调整夹具的安装角度并起紧固作用，紧固螺钉主要用于夹具体的轴向固定，Z轴转向限位杆用于旋转进给过程中平衡轴的周向固定，所述插齿刀头在进给变速箱体的控制下快速上下运动和缓慢转动，伴随平衡轴的旋转，快速成形出齿槽、齿廓和齿形，所述吹屑气管喷出高压空气，以便将废屑实时排出。本发明适用范围广，结构新颖，可同时提升产品的质量和生产效率。

Description

一种小型动力汽油机平衡轴快速插齿的成型方法及其装置

技术领域

本发明涉及插齿夹具领域，具体涉及一种小型动力汽油机平衡轴快速插齿的成型方法及其装置。

背景技术

当发动机处于工作状态时，由于活塞处于高速旋转状态下，产生较大的惯性力，一部分惯性力在连杆的配重下消除，但仍存在一部分参与了旋转运动的惯性力不能平衡，因此能消除这一振动的平衡轴是汽油发动机机中的一个重要零件。它能使汽油发动机工作起来更加平稳、顺畅，提高驾驶的舒适性。汽油发动机采用的平衡轴方式有双平衡轴和单平衡轴两种。双平衡轴则采用的是链传动方式带动两根平衡轴转动。而单平衡轴利用齿轮传动方式进行工作，通过曲轴旋转带动固连的驱动齿轮、从动齿轮以及平衡轴；单平衡轴可以消除占整个振动比例相当大的一阶振动且结构简单，占用空间小，所以在单缸和小排量汽油发动机中应用广泛。但是传统滚齿方法精度低且成型齿面粗糙度较大，无法满足发动机高速高周疲劳的服役环境要求，所以需要采用成型精度更高粗糙度更小的高速插齿工艺来进行平衡轴固连齿轮的加工。

发明内容

本发明提供了一种小型动力汽油机平衡轴快速插齿的成型方法及其装置，它能够满足更高服役要求，更高成型精度平衡轴固结齿轮的加工要求，并且具有结构简单，定位精度高，操作简便的优点。

本发明采用了以下技术方案： 一种小型动力汽油机平衡轴快速插齿的成型装置，它由下至上主要包括立式对心夹具总成和上部工作装置，所述的立式对心夹具总成主要包括旋转基座、可调滑轨、圆形凸台、夹具底座凸台、底座避位槽、紧固螺钉、前限位块、调节旋柄和Z轴转向限位杆，所述旋转基座上安装有可调滑轨，夹具底座凸台与圆形凸台由上至下为同心设置，夹具底座凸台与圆形凸台通过可调滑轨安装在旋转基座上，夹具底座凸台与圆形凸台在轴向进行安装固定，夹具底座凸台的中心设有定位孔，所述调节旋柄对称安装在夹具底座凸台的两侧，用于调节旋柄调整立式夹具体的安装角度并起周向紧固作用；

所述的上部工作装置主要包括上顶尖、插齿刀头和进给变速箱体，所述的进给变速箱体通过垂直向下的传动轴与水平放置的插齿刀头为传动连接，在插齿刀头的附近设有上顶尖，上顶尖与夹具底座凸台之间为小型动力汽油机平衡轴放置区，小型动力汽油机平衡轴竖着放置在小型动力汽油机平衡轴放置区内，在小型动力汽油机平衡轴侧面安装有Z轴转向限位杆，Z轴转向限位杆在工作时与小型动力汽油机平衡轴的避位U型杆的中部相接触，Z轴转向限位杆主要用于旋转进给过程中平衡轴的周向限位，所述旋转基座上的夹具底座凸台和上顶尖共同限制小型动力汽油机平衡轴的轴向振动并提供周向转动的动力，所述进给变速箱体控制插齿刀头进行快速的上下转动和缓慢旋转运动以快速在小型动力汽油机平衡轴上成形出齿槽、齿廓和齿形。

进一步说，所述的进给变速箱体设有进气道，进气道的进气口与气泵的出气口相连通，进气道左侧和右侧对称设有两出气口，在每个出气口上分别连接有吹屑气管，每个吹屑气管的一端与出气口相连通，另一端设有吹气嘴，两吹气嘴分别位于小型动力汽油机平衡轴加工表面的两侧，所述高压气体由进气道进气后输入到吹屑气管内，再从吹气嘴内喷出高压空气后，能够将小型动力汽油机平衡轴加工表面的废屑实时排出。

进一步说，所述的夹具底座凸台上开设有若干底座避位槽，并且在底座避位槽内开设有用于连接圆形凸台的螺纹孔，所述底座避位槽上用紧固螺钉插入到螺纹孔将对夹具底座凸台与圆形凸台在轴向安装固定，在底座避位槽的一侧设有前限位块。

本发明还提供了一种小型动力汽油机平衡轴快速插齿的成型方法，其特征是它主要包括以下步骤：

步骤一，将小型动力汽油机平衡轴的底部插入到夹具底座凸台的中心设有定位孔内，然后上顶尖向下运动与小型动力汽油机平衡轴顶部的中心定位孔紧固完成其轴向定位；

步骤二，接着调整小型动力汽油机平衡轴的角度，使Z轴转向限位杆与小型动力汽油机平衡轴的避位U型杆中部点接触；

步骤三，然后转动旋转基座，旋转基座带动小型动力汽油机平衡轴缓慢转动，在小型动力汽油机平衡轴缓慢转动的同时进给变速箱体控制插齿刀头行进到小型动力汽油机平衡轴指定的加工区域内位置，进给变速箱体开始控制插齿刀头快速上下运动和缓慢转动，然后再小型动力汽油机平衡轴上通过插齿刀头逐步在表面成形出齿槽、齿廓和齿形；在加工的过程中，高压气体从吹气嘴内喷出后吹到小型动力汽油机平衡轴加工表面，实时的将小型动力汽油机平衡轴加工表面的废屑吹扫排出；

步骤四，加工完成后，插齿刀头先停止运动并离开小型动力汽油机平衡轴表面，然后旋转基座再停止转动。

本发明具有以下有益效果：采用了以上技术方案后，本发明由下至上主要包括底座夹具总成和上部工作装置，所述的底座夹具总成主要包括旋转基座、可调滑轨、圆形凸台、夹具底座凸台、底座避位槽、紧固螺钉、前限位块、调节旋柄和Z轴转向限位杆，上部工作装置主要包括上顶尖、插齿刀头和进给变速箱体，这样在使用时，将平衡轴杆部插入到立式夹具体的定位孔内，然后上顶尖向下运动与平衡轴另一头的中心定位孔紧固完成其轴向定位，接着调整平衡轴的角度，使Z轴转向限位杆与平衡轴的避位U型杆中部点接触，然后旋转基座带动平衡轴缓慢转动，进给变速箱控制插齿刀头行进到指定位置并开始快速上下运动和缓慢转动，逐步成形出成形出齿槽、齿廓和齿形；加工完成后，插齿刀头先停止运动并离开工件表面，然后旋转基座再停止转动，这样能够满足更高服役要求，更高成型精度平衡轴固结齿轮的加工要求，并且具有结构简单，定位精度高，操作简便以及具有适用范围广等优点。本发明的高速插齿工艺成型精度更高，粗糙度更小，提高产品质量和生产效率，所成型的平衡轴固连齿轮能很好的满足小型汽油发动机高速，高温，高循环载荷，高周应力的服役环境要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的立式夹具结构示意图。

图3是本发明的小型动力汽油机平衡轴结构示意图。

图4是本发明的插齿刀头结构示意图。

附图标注:旋转基座1、可调滑轨2、圆形凸台3、夹具底座凸台4、底座避位槽5、前限位块6、紧固螺钉7、调节旋柄8、Z轴转向限位杆9、小型动力汽油机平衡轴10、上顶尖11、插齿刀头12、进给变速箱体13、进气道14、密封螺钉15、吹屑气管16、吹气嘴17。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

在图1、图2和图3中，本发明提供了一种小型动力汽油机平衡轴快速插齿的成型装置，它由下至上主要包括立式对心夹具总成和上部工作装置，所述的立式对心夹具总成主要包括旋转基座1、可调滑轨2、圆形凸台3、夹具底座凸台4、底座避位槽5、紧固螺钉6、前限位块7、调节旋柄8和Z轴转向限位杆9，所述旋转基座1上安装有可调滑轨2，夹具底座凸台4与圆形凸台3由上至下为同心设置，夹具底座凸台4与圆形凸台3通过可调滑轨2安装在旋转基座1上，夹具底座凸台4与圆形凸台3在轴向进行安装固定，夹具底座凸台4的中心设有定位孔，所述调节旋柄8对称安装在夹具底座凸台4的两侧，用于调节旋柄8调整立式夹具体的安装角度并起周向紧固作用，在底座避位槽5的一侧设有前限位块7；在图4中，所述的上部工作装置主要包括上顶尖11、插齿刀头12和进给变速箱体13，所述的进给变速箱体13通过垂直向下的传动轴与水平放置的插齿刀头12为传动连接，在插齿刀头12的附近设有上顶尖11，上顶尖11与夹具底座凸台4之间为小型动力汽油机平衡轴放置区，小型动力汽油机平衡轴10竖着放置在小型动力汽油机平衡轴放置区内，在小型动力汽油机平衡轴10侧面安装有Z轴转向限位杆9，Z轴转向限位杆9在工作时与小型动力汽油机平衡轴10的避位U型杆的中部相接触，Z轴转向限位杆9主要用于旋转进给过程中平衡轴的周向限位，所述旋转基座1上的夹具底座凸台4和上顶尖11共同限制小型动力汽油机平衡轴10的轴向振动并提供周向转动的动力，所述进给变速箱体13控制插齿刀头12进行快速的上下转动和缓慢旋转运动以快速在小型动力汽油机平衡轴10上成形出齿槽、齿廓和齿形，本实施例的进给变速箱体13设有进气道14，进气道14的进气口与气泵的出气口相连通，进气道14左侧和右侧对称设有两出气口，在每个出气口上分别连接有吹屑气管16，每个吹屑气管16的一端与出气口相连通，另一端设有吹气嘴17，两吹气嘴17分别位于小型动力汽油机平衡轴10加工表面的两侧，所述高压气体由进气道14进气后输入到吹屑气管16内，再从吹气嘴17内喷出高压空气后，能够将小型动力汽油机平衡轴10加工表面的废屑实时排出，本实施例在进给变速箱体13上还分布有密封螺钉15，本实施例的夹具底座凸台4上开设有两个底座避位槽5，并且在底座避位槽5内开设有用于连接圆形凸台3的螺纹孔，所述底座避位槽5上用紧固螺钉插入到螺纹孔将对夹具底座凸台4与圆形凸台3在轴向安装固定，在底座避位槽5的一侧设有前限位块7。

本发明还公开了一种小型动力汽油机平衡轴快速插齿的成型方法，它主要包括以下步骤：步骤一，将小型动力汽油机平衡轴10的底部插入到夹具底座凸台4的中心设有定位孔内，然后上顶尖11向下运动与小型动力汽油机平衡轴10顶部的中心定位孔紧固完成其轴向定位；步骤二，接着调整小型动力汽油机平衡轴10的角度，使Z轴转向限位杆9与小型动力汽油机平衡轴10的避位U型杆中部点接触；步骤三，然后转动旋转基座1，旋转基座1带动小型动力汽油机平衡轴10缓慢转动，在小型动力汽油机平衡轴10缓慢转动的同时进给变速箱体13控制插齿刀头12行进到小型动力汽油机平衡轴10指定的加工区域内位置，进给变速箱体13开始控制插齿刀头12快速上下运动和缓慢转动，然后再小型动力汽油机平衡轴10上通过插齿刀头12逐步在表面成形出齿槽、齿廓和齿形；在加工的过程中，高压气体从吹气嘴17内喷出后吹到小型动力汽油机平衡轴10加工表面，实时的将小型动力汽油机平衡轴10加工表面的废屑吹扫排出；步骤四，加工完成后，插齿刀头12先停止运动并离开小型动力汽油机平衡轴10表面，然后旋转基座1再停止转动，本发明的高速插齿工艺成型精度更高，粗糙度更小，所成型的平衡轴固连齿轮能很好的满足小型汽油发动机高速，高温，高循环载荷，高周应力的服役环境要求。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (4)

1.一种小型动力汽油机平衡轴快速插齿的成型装置，其特征是它由下至上主要包括立式对心夹具总成和上部工作装置，所述的立式对心夹具总成主要包括旋转基座（1）、可调滑轨（2）、圆形凸台（3）、夹具底座凸台（4）、底座避位槽（5）、紧固螺钉（6）、前限位块（7）、调节旋柄（8）和Z轴转向限位杆（9），所述旋转基座（1）上安装有可调滑轨（2），夹具底座凸台（4）与圆形凸台（3）由上至下为同心设置，夹具底座凸台（4）与圆形凸台（3）通过可调滑轨（2）安装在旋转基座（1）上，夹具底座凸台（4）与圆形凸台（3）在轴向进行安装固定，夹具底座凸台（4）的中心设有定位孔，所述调节旋柄（8）对称安装在夹具底座凸台（4）的两侧，用于调节旋柄（8）调整立式夹具体的安装角度并起周向紧固作用；

所述的上部工作装置主要包括上顶尖（11）、插齿刀头（12）和进给变速箱体（13），所述的进给变速箱体（13）通过垂直向下的传动轴与水平放置的插齿刀头（12）为传动连接，在插齿刀头（12）的附近设有上顶尖（11），上顶尖（11）与夹具底座凸台（4）之间为小型动力汽油机平衡轴放置区，小型动力汽油机平衡轴（10）竖着放置在小型动力汽油机平衡轴放置区内，在小型动力汽油机平衡轴（10）侧面安装有Z轴转向限位杆（9），Z轴转向限位杆（9）在工作时与小型动力汽油机平衡轴（10）的避位U型杆的中部相接触，Z轴转向限位杆（9）主要用于旋转进给过程中平衡轴的周向限位，所述旋转基座（1）上的夹具底座凸台（4）和上顶尖（11）共同限制小型动力汽油机平衡轴（10）的轴向振动并提供周向转动的动力，所述进给变速箱体（13）控制插齿刀头（12）进行快速的上下转动和缓慢旋转运动以快速在小型动力汽油机平衡轴（10）上成形出齿槽、齿廓和齿形。

2.根据权利要求1所述的小型动力汽油机平衡轴快速插齿的成型装置，其特征是所述的进给变速箱体（13）设有进气道（14），进气道（14）的进气口与气泵的出气口相连通，进气道（14）左侧和右侧对称设有两出气口，在每个出气口上分别连接有吹屑气管（16），每个吹屑气管（16）的一端与出气口相连通，另一端设有吹气嘴（17），两吹气嘴（17）分别位于小型动力汽油机平衡轴（10）加工表面的两侧，所述高压气体由进气道（14）进气后输入到吹屑气管（16）内，再从吹气嘴（17）内喷出高压空气后，能够将小型动力汽油机平衡轴（10）加工表面的废屑实时排出。

3.根据权利要求1所述的小型动力汽油机平衡轴快速插齿的成型装置，其特征是所述的夹具底座凸台（4）上开设有若干底座避位槽（5），并且在底座避位槽（5）内开设有用于连接圆形凸台（3）的螺纹孔，所述底座避位槽（5）上用紧固螺钉插入到螺纹孔将对夹具底座凸台（4）与圆形凸台（3）在轴向安装固定，在底座避位槽（5）的一侧设有前限位块（7）。

4.一种小型动力汽油机平衡轴快速插齿的成型方法，其特征是它主要包括以下步骤：

步骤一，将小型动力汽油机平衡轴（10）的底部插入到夹具底座凸台（4）的中心设有定位孔内，然后上顶尖（11）向下运动与小型动力汽油机平衡轴（10）顶部的中心定位孔紧固完成其轴向定位；

步骤二，接着调整小型动力汽油机平衡轴（10）的角度，使Z轴转向限位杆（9）与小型动力汽油机平衡轴（10）的避位U型杆中部点接触；

步骤三，然后转动旋转基座（1），旋转基座（1）带动小型动力汽油机平衡轴（10）缓慢转动，在小型动力汽油机平衡轴（10）缓慢转动的同时进给变速箱体（13）控制插齿刀头（12）行进到小型动力汽油机平衡轴（10）指定的加工区域内位置，进给变速箱体（13）开始控制插齿刀头（12）快速上下运动和缓慢转动，然后再小型动力汽油机平衡轴（10）上通过插齿刀头（12）逐步在表面成形出齿槽、齿廓和齿形；在加工的过程中，高压气体从吹气嘴（17）内喷出后吹到小型动力汽油机平衡轴（10）加工表面，实时的将小型动力汽油机平衡轴（10）加工表面的废屑吹扫排出；

步骤四，加工完成后，插齿刀头（12）先停止运动并离开小型动力汽油机平衡轴（10）表面，然后旋转基座（1）再停止转动。

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