CN116967777A - 一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备，包括车床，在所述车床的内侧设有水平分布的内轨道，在所述车床的外侧设有两个与所述内导轨平行分布的外轨道；两个顶合装置、传动卡盘机构、车削装置和滚齿装置，所述传动卡盘机构能够在两个所述顶合装置顶合装置之间随着所述车床车床的内轨道任意移动，以调整传动夹持在齿轮轴坯料上的任意位置；通过在车床上设置内外双层的导轨，由内层的导轨安装固定齿轮轴的装置，由外层的导轨安装加工齿轮轴的车削、滚齿装置，且内轨道上的装置和外轨道上的装置滑动不会发生碰撞，从而在齿轮轴在整个加工的过程中保持初始的固定状态，从而有效保障了加工的精度。

Description

一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备

技术领域

本发明涉及齿轮轴加工技术领域，具体涉及一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备。

背景技术

齿轮轴指支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件，一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径，在机器中一般作为回转运动的零件。

齿轮轴加工的工艺流程包括：备料、锻造、正火、粗精加工、半精加工调质处理、碳氮共渗、精机加工磨齿、检验入库，在对齿轮轴坯料进行精机加工磨齿时，需要将齿轮轴坯料夹持固定在夹具上，并使用车削装置对齿轮轴坯料进行车削加工，以及通过滚齿装置对齿轮轴进行滚齿。

但是在实际加工的过程中，仍存在齿轮轴夹持精度易受到干扰，齿轮轴在精机加工磨齿的过程中，由于齿轮轴不同部位的直径不一致，可能需要对齿轮轴的两端进行切削、滚齿操作，但是对于齿轮轴被夹持的部位难以被车削滚齿加工，因此需要加工的过程中需要将齿轮轴从夹持装置上拆下并调换方向再次夹持，此操作可能会导致齿轮轴在后续夹持的过程中夹持精度不一致。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备，以解决现有技术中的齿轮轴夹持精度易受到干扰问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备，包括：

车床，其设置在水平面上，在所述车床的内侧设有水平分布的内轨道，在所述车床的外侧设有两个与所述内导轨平行分布的外轨道；

两个顶合装置，其滑动连接在所述车床的内轨道上，两个所述顶合装置用于分别活动顶合齿轮轴坯料的两端中心位置，以使齿轮轴坯料处于水平状态；

传动卡盘机构，其设置在所述车床的内轨道上并位于两个所述顶合装置之间，并用于传动夹持齿轮轴坯料，以使齿轮轴坯料在两个所述顶合装置上旋转；

车削装置，其设置在所述车床的一外轨道上，并用于对齿轮轴坯料进行撤销加工；

滚齿装置，其设置在所述车床的另一外轨道上，并用于对齿轮轴坯料进行滚齿加工；

其中，所述传动卡盘机构能够在两个所述顶合装置顶合装置之间随着所述车床车床的内轨道任意移动，以调整传动夹持在齿轮轴坯料上的任意位置。

作为本发明的一种优选方案，所述顶合装置包括顶尖滑座、转向座、夹持器和双向顶轴；

所述顶尖滑座能够在所述车床的内轨道上滑动，所述转向座设置在所述顶尖滑座上并能够转动调整朝向，所述夹持器固定在所述转向座的顶端并用于夹持所述双向顶轴，所述双向顶轴的两端分别用于钻孔和定位；

其中，所述转向座在所述顶尖滑座上翻转的范围为0-180°，所述转向座在所述顶尖滑座上翻转能够调整所述夹持器任一端的朝向。

作为本发明的一种优选方案，所述转向座包括固定在所述顶尖滑座上的定位柱，所述定位柱上转动连接有用于连接所述夹持器的活动转座，所述活动转座内设有用于限制所述活动转座在所述定位柱上转动范围的锁定机构；

其中，所述锁定机构能够与所述顶尖滑座的顶端卡合，以固定所述活动转座在所述定位柱上的位置。

作为本发明的一种优选方案，所述活动转座的内部开设有纵向延伸的内滑槽，并在所述活动转座的外侧开设有与所述内滑槽连通的外滑槽；

其中，所述顶尖滑座的顶端开设有两个能够与所述内滑槽底端口重合的定位槽，在所述内滑槽与任一所述定位槽重合时所述双向顶轴的一端正对所述传动卡盘机构夹持的齿轮轴。

作为本发明的一种优选方案，所述锁定机构包括滑动连接在所述内滑槽内的定位插销，所述定位插销的外侧设有穿过所述外滑槽并延伸至所述活动转座外侧的提拉块，在所述内滑槽内设有用于弹性压合所述定位插销顶端的弹簧；

其中，所述弹簧在所述内滑槽内弹性压合所述定位插销，以使所述定位插销的底端趋向底端伸出，所述提拉块能够连同所述定位插销在所述内滑槽内向上滑动；

其中，所述定位插销的底端能够穿过所述内滑槽并插入所述顶尖滑座顶端的任一定位槽内。

作为本发明的一种优选方案，所述双向顶轴包括与所述夹持器夹持部形状吻合的传动连接块，所述传动连接块的一端设有用于夹持钻头的钻头夹持器，所述传动连接块的另一端转动连接有用于顶合齿轮轴端面中心孔的顶尖轴；

其中，所述顶尖轴与所述钻头夹持器内夹持钻头的处于同一水平轴线上，所述传动连接块在所述夹持器上转动180°能够使所述顶尖轴与所述钻头夹持器内夹持钻头位置互换。

作为本发明的一种优选方案，所述传动卡盘机构包括轨道滑座、内转座和卡盘；

所述轨道滑座能够在所述车床的内轨道上滑动，所述轨道滑座的顶端设有内转座，所述内转座的内部转动连接有用于夹持齿轮轴的卡盘，所述轨道滑座的内部设有用于驱动所述卡盘转动的传动机构；

其中，所述卡盘的夹持中心点与两个所述顶合装置顶合齿轮轴的顶合点处于同一水平轴线上；

其中，所述卡盘的外侧中心位置设有用于控制所述卡盘夹持松紧的松紧调节口。

作为本发明的一种优选方案，所述内转座的内侧通过设有两个轴承环用于套设在所述卡盘的外侧，在所述内转座的顶端位于两个所述轴承环之间开设有操作口；

其中，所述操作口与所述卡盘上的松紧调节口处于同一平面上。

作为本发明的一种优选方案，所述传动机构包括固定在所述轨道滑座内的电机，所述电机的输出轴上固定套设有传动轴套，在所述传动轴套的外圆周面上开设有两个平行分布的环形槽，所述传动轴套通过其外侧的环形槽传动套设有两个皮带。

作为本发明的一种优选方案，所述卡盘的外侧开设有两个与所述皮带传动连接的环形齿，所述环形齿环绕所述卡盘的外圆周面分布，并且两个所述环形齿位于所述松紧调节口的两侧。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

（1）本发明通过在车床上设置内外双层的导轨，由内层的导轨安装固定齿轮轴的装置，由外层的导轨安装加工齿轮轴的车削、滚齿装置，且内轨道上的装置和外轨道上的装置滑动不会发生碰撞，从而在齿轮轴在整个加工的过程中保持初始的固定状态，从而有效保障了加工的精度；

（2）本发明通过在内轨道上设置夹持齿轮轴并传动的装置，并且传动装置能够在两个固定装置之间自由移动，配合齿轮轴始终保持固定的状态下，传动齿轮轴的装置能够在齿轮轴上任意位置自由夹持，从而使齿轮轴的任意部位皆能被加工装置加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明提供装置整体的俯视图。

图2为本发明提供双向顶轴的剖视图。

图3为本发明提供顶合装置的侧面剖视图。

图4为本发明提供活动转座的局部剖视图。

图5为本发明提供传动卡盘机构的侧面剖视图。

图6为本发明提供内转座的结构示意图。

图7为本发明提供卡盘的俯视连接示意图。

图中的标号分别表示如下：

1-车床；2-顶合装置；3-传动卡盘机构；4-车削装置；5-滚齿装置；

21-顶尖滑座；22-转向座；23-夹持器；24-双向顶轴；

221-定位柱；222-活动转座；223-锁定机构；241-传动连接块；242-钻头夹持器；243-顶尖轴；

2221-内滑槽；2222-外滑槽；2231-定位插销；2232-提拉块；2233-弹簧；

31-轨道滑座；32-内转座；33-卡盘；34-传动机构；

321-轴承环；322-操作口；341-电机；342-传动轴套；343-皮带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

如图1至图7所示，本发明提供了一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备，包括：

车床1，其设置在水平面上，在车床1的内侧设有水平分布的内轨道，在车床1的外侧设有两个与内导轨平行分布的外轨道；

两个顶合装置2，其滑动连接在车床1的内轨道上，两个顶合装置2用于分别活动顶合齿轮轴坯料的两端中心位置，以使齿轮轴坯料处于水平状态；

传动卡盘机构3，其设置在车床1的内轨道上并位于两个顶合装置2之间，并用于传动夹持齿轮轴坯料，以使齿轮轴坯料在两个顶合装置2上旋转；

车削装置4，其设置在车床1的一外轨道上，并用于对齿轮轴坯料进行撤销加工；

滚齿装置5，其设置在车床1的另一外轨道上，并用于对齿轮轴坯料进行滚齿加工；

其中，传动卡盘机构3能够在两个顶合装置顶合装置2之间随着车床车床1的内轨道任意移动，以调整传动夹持在齿轮轴坯料上的任意位置。

在实际加工的过程中，仍存在齿轮轴夹持精度易受到干扰，齿轮轴在精机加工磨齿的过程中，由于齿轮轴不同部位的直径不一致，可能需要对齿轮轴的两端进行切削、滚齿操作，但是对于齿轮轴被夹持的部位难以被车削滚齿加工，因此需要加工的过程中需要将齿轮轴从夹持装置上拆下并调换方向再次夹持，此操作可能会导致齿轮轴在后续夹持的过程中夹持精度不一致。

本发明通过在车床上设置内外双层的导轨，由内层的导轨安装固定齿轮轴的装置，由外层的导轨安装加工齿轮轴的车削、滚齿装置，且内轨道上的装置和外轨道上的装置滑动不会发生碰撞，从而在齿轮轴在整个加工的过程中保持初始的固定状态，从而有效保障了加工的精度。

本发明通过在内轨道上设置夹持齿轮轴并传动的装置，并且传动装置能够在两个固定装置之间自由移动，配合齿轮轴始终保持固定的状态下，传动齿轮轴的装置能够在齿轮轴上任意位置自由夹持，从而使齿轮轴的任意部位皆能被加工装置加工。

其中，顶合装置2包括顶尖滑座21、转向座22、夹持器23和双向顶轴24；

顶尖滑座21能够在车床1的内轨道上滑动，转向座22设置在顶尖滑座21上并能够转动调整朝向，夹持器23固定在转向座22的顶端并用于夹持双向顶轴24，双向顶轴24的两端分别用于钻孔和定位；

其中，转向座22在顶尖滑座21上翻转的范围为0-180°，转向座22在顶尖滑座21上翻转能够调整夹持器23任一端的朝向。

转向座22包括固定在顶尖滑座21上的定位柱221，定位柱221上转动连接有用于连接夹持器23的活动转座222，活动转座222内设有用于限制活动转座222在定位柱221上转动范围的锁定机构223；

其中，锁定机构223能够与顶尖滑座21的顶端卡合，以固定活动转座222在定位柱221上的位置。

活动转座222的内部开设有纵向延伸的内滑槽2221，并在活动转座222的外侧开设有与内滑槽2221连通的外滑槽2222；

其中，顶尖滑座21的顶端开设有两个能够与内滑槽2221底端口重合的定位槽，在内滑槽2221与任一定位槽重合时双向顶轴24的一端正对传动卡盘机构3夹持的齿轮轴。

锁定机构223包括滑动连接在内滑槽2221内的定位插销2231，定位插销2231的外侧设有穿过外滑槽2222并延伸至活动转座222外侧的提拉块2232，在内滑槽2221内设有用于弹性压合定位插销2231顶端的弹簧2233；

其中，弹簧2233在内滑槽2221内弹性压合定位插销2231，以使定位插销2231的底端趋向底端伸出，提拉块2232能够连同定位插销2231在内滑槽2221内向上滑动；

其中，定位插销2231的底端能够穿过内滑槽2221并插入顶尖滑座21顶端的任一定位槽内。

双向顶轴24包括与夹持器23夹持部形状吻合的传动连接块241，传动连接块241的一端设有用于夹持钻头的钻头夹持器242，传动连接块241的另一端转动连接有用于顶合齿轮轴端面中心孔的顶尖轴243；

其中，顶尖轴243与钻头夹持器242内夹持钻头的处于同一水平轴线上，传动连接块241在夹持器23上转动180°能够使顶尖轴243与钻头夹持器242内夹持钻头位置互换。

传动卡盘机构3包括轨道滑座31、内转座32和卡盘33；

轨道滑座31能够在车床1的内轨道上滑动，轨道滑座31的顶端设有内转座32，内转座32的内部转动连接有用于夹持齿轮轴的卡盘33，轨道滑座31的内部设有用于驱动卡盘33转动的传动机构34；

其中，卡盘33的夹持中心点与两个顶合装置2顶合齿轮轴的顶合点处于同一水平轴线上；

其中，卡盘33的外侧中心位置设有用于控制卡盘33夹持松紧的松紧调节口。

内转座32的内侧通过设有两个轴承环321用于套设在卡盘33的外侧，在内转座32的顶端位于两个轴承环321之间开设有操作口322；

其中，操作口322与卡盘33上的松紧调节口处于同一平面上。

传动机构34包括固定在轨道滑座31内的电机341，电机341的输出轴上固定套设有传动轴套342，在传动轴套342的外圆周面上开设有两个平行分布的环形槽，传动轴套342通过其外侧的环形槽传动套设有两个皮带343。

卡盘33的外侧开设有两个与皮带343传动连接的环形齿，环形齿环绕卡盘33的外圆周面分布，并且两个环形齿位于松紧调节口的两侧。

在对齿轮轴进行加工时，需要根据如下步骤操作：

步骤100、将齿轮轴坯料放置在传动卡盘机构3的夹持器23中，并从内转座32上的操作口322内控制夹持器23的卡爪夹持齿轮轴，使得齿轮轴被固定夹持在水平状态；

步骤200、手动将活动转座222外侧的提拉块2232提起，在提拉块2232在外滑槽2222内向上滑动时，提拉块2232会连同定位插销2231在内滑槽2221内向上滑动，直至定位插销2231脱离顶尖滑座21上的定位槽，此时活动转座222能够沿定位柱221转动180°，之后松开提拉块2232，通过内滑槽2221内的弹簧2233释放，使得定位插销2231弹性朝下插入顶尖滑座21另一个定位槽内，以此调整夹持器23中双向顶轴24的朝向；

步骤300、控制传动卡盘机构3传动齿轮轴，启动电机341，由套设在电机341输出轴上的传动轴套342开始转动，同时套设在传动轴套342上的两个皮带会连同卡盘33在内转座32内侧的两个轴承环321内转动，之后控制两个顶合装置2朝向传动卡盘机构3移动，直至两个顶合装置2上双向顶轴24的钻头夹持器242在齿轮轴的两个端面钻出锥形孔，之后控制双向顶轴24转向切换至顶尖轴243，由两个顶尖轴243顶合齿轮轴的两端锥形孔内，使得齿轮轴在两个顶尖轴243之间保持水平状态转动；

步骤400、之后控制车削装置4在车床1的外轨道上移动，直至车削装置4的车削刀具对齿轮轴坯料进行撤销加工，直至将齿轮轴坯料加工呈所需的形状，之后通过控制滚齿装置5在车床1的外轨道上移动，直至滚齿装置5对车削后的齿轮轴所需区域进行滚齿加工；

步骤500、若是车削装置4或滚齿装置5需要对卡盘33夹持的区域进行加工时，需要控制电机341停止运行，并送卡卡盘33的卡爪，之后移动轨道滑座31在车床1的内轨道上的位置，直至卡盘再次夹持在齿轮轴上已车削且无需滚齿的区域，便于将齿轮轴原本覆盖的区域暴露出来，便于后续一体式的加工。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备，其特征在于，包括：

车床（1），其设置在水平面上，在所述车床（1）的内侧设有水平分布的内轨道，在所述车床（1）的外侧设有两个与所述内导轨平行分布的外轨道；

两个顶合装置（2），其滑动连接在所述车床（1）的内轨道上，两个所述顶合装置（2）用于分别活动顶合齿轮轴坯料的两端中心位置，以使齿轮轴坯料处于水平状态；

传动卡盘机构（3），其设置在所述车床（1）的内轨道上并位于两个所述顶合装置（2）之间，并用于传动夹持齿轮轴坯料，以使齿轮轴坯料在两个所述顶合装置（2）上旋转；

车削装置（4），其设置在所述车床（1）的一外轨道上，并用于对齿轮轴坯料进行撤销加工；

滚齿装置（5），其设置在所述车床（1）的另一外轨道上，并用于对齿轮轴坯料进行滚齿加工；

其中，所述传动卡盘机构（3）能够在两个所述顶合装置顶合装置（2）之间随着所述车床车床（1）的内轨道任意移动，以调整传动夹持在齿轮轴坯料上的任意位置。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备，其特征在于，

所述顶合装置（2）包括顶尖滑座（21）、转向座（22）、夹持器（23）和双向顶轴（24）；

所述顶尖滑座（21）能够在所述车床（1）的内轨道上滑动，所述转向座（22）设置在所述顶尖滑座（21）上并能够转动调整朝向，所述夹持器（23）固定在所述转向座（22）的顶端并用于夹持所述双向顶轴（24），所述双向顶轴（24）的两端分别用于钻孔和定位；

其中，所述转向座（22）在所述顶尖滑座（21）上翻转的范围为0-180°，所述转向座（22）在所述顶尖滑座（21）上翻转能够调整所述夹持器（23）任一端的朝向。

3.根据权利要求2所述的一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备，其特征在于，

所述转向座（22）包括固定在所述顶尖滑座（21）上的定位柱（221），所述定位柱（221）上转动连接有用于连接所述夹持器（23）的活动转座（222），所述活动转座（222）内设有用于限制所述活动转座（222）在所述定位柱（221）上转动范围的锁定机构（223）；

其中，所述锁定机构（223）能够与所述顶尖滑座（21）的顶端卡合，以固定所述活动转座（222）在所述定位柱（221）上的位置。

4.根据权利要求3所述的一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备，其特征在于，

所述活动转座（222）的内部开设有纵向延伸的内滑槽（2221），并在所述活动转座（222）的外侧开设有与所述内滑槽（2221）连通的外滑槽（2222）；

其中，所述顶尖滑座（21）的顶端开设有两个能够与所述内滑槽（2221）底端口重合的定位槽，在所述内滑槽（2221）与任一所述定位槽重合时所述双向顶轴（24）的一端正对所述传动卡盘机构（3）夹持的齿轮轴。

5.根据权利要求4所述的一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备，其特征在于，

所述锁定机构（223）包括滑动连接在所述内滑槽（2221）内的定位插销（2231），所述定位插销（2231）的外侧设有穿过所述外滑槽（2222）并延伸至所述活动转座（222）外侧的提拉块（2232），在所述内滑槽（2221）内设有用于弹性压合所述定位插销（2231）顶端的弹簧（2233）；

其中，所述弹簧（2233）在所述内滑槽（2221）内弹性压合所述定位插销（2231），以使所述定位插销（2231）的底端趋向底端伸出，所述提拉块（2232）能够连同所述定位插销（2231）在所述内滑槽（2221）内向上滑动；

其中，所述定位插销（2231）的底端能够穿过所述内滑槽（2221）并插入所述顶尖滑座（21）顶端的任一定位槽内。

6.根据权利要求2所述的一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备，其特征在于，

所述双向顶轴（24）包括与所述夹持器（23）夹持部形状吻合的传动连接块（241），所述传动连接块（241）的一端设有用于夹持钻头的钻头夹持器（242），所述传动连接块（241）的另一端转动连接有用于顶合齿轮轴端面中心孔的顶尖轴（243）；

其中，所述顶尖轴（243）与所述钻头夹持器（242）内夹持钻头的处于同一水平轴线上，所述传动连接块（241）在所述夹持器（23）上转动180°能够使所述顶尖轴（243）与所述钻头夹持器（242）内夹持钻头位置互换。

7.根据权利要求1所述的一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备，其特征在于，

所述传动卡盘机构（3）包括轨道滑座（31）、内转座（32）和卡盘（33）；

所述轨道滑座（31）能够在所述车床（1）的内轨道上滑动，所述轨道滑座（31）的顶端设有内转座（32），所述内转座（32）的内部转动连接有用于夹持齿轮轴的卡盘（33），所述轨道滑座（31）的内部设有用于驱动所述卡盘（33）转动的传动机构（34）；

其中，所述卡盘（33）的夹持中心点与两个所述顶合装置（2）顶合齿轮轴的顶合点处于同一水平轴线上；

其中，所述卡盘（33）的外侧中心位置设有用于控制所述卡盘（33）夹持松紧的松紧调节口。

8.根据权利要求7所述的一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备，其特征在于，

所述内转座（32）的内侧通过设有两个轴承环（321）用于套设在所述卡盘（33）的外侧，在所述内转座（32）的顶端位于两个所述轴承环（321）之间开设有操作口（322）；

其中，所述操作口（322）与所述卡盘（33）上的松紧调节口处于同一平面上。

9.根据权利要求1所述的一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备，其特征在于，

所述传动机构（34）包括固定在所述轨道滑座（31）内的电机（341），所述电机（341）的输出轴上固定套设有传动轴套（342），在所述传动轴套（342）的外圆周面上开设有两个平行分布的环形槽，所述传动轴套（342）通过其外侧的环形槽传动套设有两个皮带（343）。

10.根据权利要求9所述的一种齿轮轴加工用车削滚齿一体化设备，其特征在于，

所述卡盘（33）的外侧开设有两个与所述皮带（343）传动连接的环形齿，所述环形齿环绕所述卡盘（33）的外圆周面分布，并且两个所述环形齿位于所述松紧调节口的两侧。