CN117900571A - 一种蜗轮轴多蜗轮槽距的定位装置及多蜗轮的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蜗轮轴多蜗轮槽距的定位装置及多蜗轮的加工方法，包括固定平板和定位机构，固定平板套设于蜗轮轴上，定位机构设置于车床上，且定位机构连接固定平板，定位机构用于对固定平板的位置进行控制，定位机构包括调整组件和定距组件，调整组件与定距组件用于依次确定待加工蜗轮轴上的多个蜗轮的中心高。通过设置的固定平板和定位机构，使得定位机构可以对固定平板的位置进行控制，便于在对蜗轮进行加工时准确并快速的确定基准面，并且调整组件与定距组件可以根据蜗轮轴上各个蜗轮之间的槽距尺寸进行调节，从而精确控制滚刀的位置，保证了蜗轮的尺寸精度，能有效避免蜗轮蜗杆副转动时的卡死现象。

Description

一种蜗轮轴多蜗轮槽距的定位装置及多蜗轮的加工方法

技术领域

本发明涉及蜗轮加工技术领域，尤其涉及一种蜗轮轴多蜗轮槽距的定位装置及多蜗轮的加工方法。

背景技术

目前在用于传递动力与运动的机构中，减速器的应用范围相当广泛，蜗轮蜗杆减速器是一种常用的减速器，它主要是为了提高输出扭矩和减速的同时降低了负载的惯量。

现有技术中，大多采用滚齿机进行加工蜗轮，加工单个蜗轮方法简单，但对于加工多个蜗轮且蜗轮槽距有公差要求的蜗轮轴，则相对困难，传统方法完全靠操作者经验，无法保证尺寸精度。精确控制蜗轮轴上各个蜗轮之间的槽距尺寸，能有效解决蜗轮蜗杆副转动时的卡死现象。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本申请的第一目的是提供一种蜗轮轴多蜗轮槽距的定位装置，包括：

固定平板，固定平板套设于蜗轮轴上；

定位机构，定位机构设置于车床上，且定位机构连接固定平板，定位机构用于对固定平板的位置进行控制；

其中，定位机构包括调整组件和定距组件，调整组件与定距组件用于依次确定待加工蜗轮轴上的多个蜗轮的中心高。

进一步地，定位机构还包括两个竖直卡板与滑轨；

滑轨设置于车床上；

两个竖直卡板间隔固定在滑轨上；

两个竖直卡板之间设置有丝杆，丝杆上套设有螺接的调节板，调节板可滑动设置于滑轨上；

任一调节板上设置有步进电机，步进电机的驱动轴连接丝杆；

调整组件位于调节板背离丝杆一端；

定距组件位于调整组件背离调节板一端。

进一步地，调节板上设置有限位轨，限位轨沿调节板的长度方向设置，调整组件可滑动设置于限位轨上；

限位轨靠近丝杆一端设置有卡块，卡块背离丝杆一端设置有阻尼弹簧，阻尼弹簧背离卡块一端连接调整组件。

进一步地，调整组件包括滑套，滑套可滑动套设于限位轨，且阻尼弹簧背离卡块一端连接滑套；

滑套内设置有可滑动的调整杆，调整杆通过旋钮可限位于滑套内。

进一步地，定距组件包括外部壳，调整杆背离限位轨一端连接外部壳；

外部壳内具有空腔，空腔内设置有可旋转的齿轮，齿轮中心设置有旋转轴，旋转轴伸出外部壳；

齿轮一侧设置有相啮合的齿条，齿条背离调整杆一端伸出外部壳，且齿条背离调整杆一端连接有量块。

进一步地，调整杆与齿条上分别沿其长度反向设置有刻度线。

本申请的第二目的是提供一种蜗轮轴多蜗轮的加工方法，包括以下步骤：

步骤1：将蜗轮轴装卡在车床上并找正，对蜗轮轴的蜗轮进行滚齿前的加工，并记录准确尺寸；

步骤2：对蜗轮轴进行装卡加工，测量蜗轮轴的装卡端面5±0.2mm至固定平板之间的距离，作为蜗轮加工的基准面；

步骤3：测量滚刀的中心高尺寸并调整；

步骤4：调整调整杆的长度，使调整杆背离滑套一端与滚刀的刀杆直径最高点处于同一高度，并驱动滚刀旋转对第一个蜗轮进行滚齿；

步骤5：调整量块与滚刀位置对第二个蜗轮进行滚刀，使量块与滚刀的刀杆直径最高点处于同一高度，并驱动滚刀旋转对第二个蜗轮进行滚齿；

步骤6：对第三个蜗轮与第四个蜗轮或第五个蜗轮与第六个蜗轮进行滚齿时，以前一加工次序时的量块背离外部壳的端面作为新的基准面，并按照步骤3~5进行滚齿。

进一步地，当蜗轮轴加工到超出车床行程范围时，将蜗轮轴掉头并进行第二次装卡加工，蜗轮轴掉头后的装卡端面5±0.2mm至固定平板之间的距离，作为蜗轮加工的新基准面，并按照步骤3~6进行滚齿。

进一步地，在步骤3中，对滚刀的中心高进行调整时，在滚齿机上安装刀杆并找平，测量刀杆直径。

更进一步地，在步骤3中，滚刀的中心高尺寸与基准面高度的差值与图纸上蜗轮中心至基准面的尺寸及公差控制一致。

通过采用上述技术方案，使得本发明具有以下有益效果：

通过设置的固定平板和定位机构，使得定位机构可以对固定平板的位置进行控制，便于在对蜗轮进行加工时准确并快速的确定基准面，并且调整组件与定距组件可以根据蜗轮轴上各个蜗轮之间的槽距尺寸进行调节，从而精确控制滚刀的位置，保证了蜗轮的尺寸精度，能有效避免蜗轮蜗杆副转动时的卡死现象。

结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1为本申请实施例提供的蜗轮轴多蜗轮槽距的定位装置的安装示意图；

图2为本申请实施例提供的蜗轮轴多蜗轮槽距的定位装置的正视图；

图3为本申请实施例提供的蜗轮轴多蜗轮槽距的定位装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一待加工蜗轮轴的参数示意图。

其中，1、车床；2、滚齿机；3、滚刀；4、固定平板；5、蜗轮轴；6、定位机构；7、滑轨；61、竖直卡板；62、丝杆；63、步进电机；64、调节板；65、限位轨；66、调整组件；67、阻尼弹簧；68、定距组件。

具体实施方式

参见图1至图4所示，本申请实施例提供了一种蜗轮轴多蜗轮槽距的定位装置，包括：固定平板4和定位机构6，固定平板4套设于蜗轮轴5上，定位机构6设置于车床1上，且定位机构6连接固定平板4，定位机构6用于对固定平板4的位置进行控制，其中，定位机构6包括调整组件66和定距组件68，调整组件66与定距组件68用于依次确定待加工蜗轮轴5上的多个蜗轮的中心高。

在上述方案中，通过设置的固定平板4和定位机构6，使得定位机构6可以对固定平板4的位置进行控制，便于在对蜗轮进行加工时准确并快速的确定基准面，并且调整组件66与定距组件68可以根据蜗轮轴上各个蜗轮之间的槽距尺寸进行调节，从而精确控制滚刀3的位置，保证了蜗轮的尺寸精度，能有效避免蜗轮蜗杆副转动时的卡死现象。

在一些可能的实施方案中，参见图1至图3所示，定位机构6还包括两个竖直卡板61与滑轨7，滑轨7设置于车床1上，两个竖直卡板61间隔固定在滑轨7上，两个竖直卡板61之间设置有丝杆62，丝杆62上套设有螺接的调节板64，调节板64可滑动设置于滑轨7上，任一调节板64上设置有步进电机63，步进电机63的驱动轴连接丝杆62，调整组件66位于调节板64背离丝杆62一端，定距组件68位于调整组件66背离调节板64一端。

在上述方案中，在进行确定基准面时，控制步进电机63启动，使得步进电机63的输出轴转动带动丝杆62转动，丝杆62转动驱动调节板64移动，调节板64移动带动固定平板4移动，使得固定平板4的右端面至蜗轮轴5的装卡端面之间的距离尺寸为5±0.2mm，控制步进电机63关闭，固定平板4的右端面5±0.2mm至蜗轮轴5装卡端面之间的距离为固定平板4的高度，即基准面的高度（所有蜗轮中心都以5±0.2mm左端面为基准）。

在一些可能的实施方案中，参见图1至图3所示，调节板64上设置有限位轨65，限位轨65沿调节板64的长度方向设置，调整组件66可滑动设置于限位轨65上，限位轨65靠近丝杆62一端设置有卡块，卡块背离丝杆62一端设置有阻尼弹簧67，阻尼弹簧67背离卡块一端连接调整组件66。

在上述方案中，为了对滚刀3的定位更加准确，在对滚刀3的位置进行调整时，在阻尼弹簧67的作用下，使得调整组件66贴合蜗轮轴5，可以提高滚刀3的位置精度。

在一些可能的实施方案中，参见图1至图3所示，调整组件66包括滑套，滑套可滑动套设于限位轨65，且阻尼弹簧67背离卡块一端连接滑套，滑套内设置有可滑动的调整杆，调整杆通过旋钮可限位于滑套内，对滚刀3的中心高进行定位时，松开旋钮，拉动调整杆，使得调整杆的右端面与滚刀3的刀杆直径最高点在同一高度。

在一些可能的实施方案中，参见图1至图3所示，定距组件68包括外部壳，调整杆背离限位轨65一端连接外部壳，外部壳内具有空腔，空腔内设置有可旋转的齿轮，齿轮中心设置有旋转轴，旋转轴伸出外部壳，齿轮一侧设置有相啮合的齿条，齿条背离调整杆一端伸出外部壳，且齿条背离调整杆一端连接有量块。

在上述方案中，在加工第二个蜗轮时，转动旋转轴，从而带动齿轮旋转，齿轮旋转带动齿条滑动，使得量块右端面与滚刀3的刀杆最高点在同一高度（误差允许在0.01mm内），保证滚刀3的刀杆高度与第二个蜗轮的中心高在同一高度。

调整杆与齿条上分别沿其长度反向设置有刻度线。

参见图4所示，该蜗轮轴5直径φ82mm，共10个蜗轮在一个轴上，各蜗轮距公差均为0.05mm,各蜗轮齿数均为62，模数1.25，蜗轮轴长度947mm，整体要求氮化处理，外圆表面粗糙度Ra1.6，圆度、圆柱度、同轴度误差均小于0.02。

加工该蜗轮有如下难点：

1.由于蜗轮数多于1，蜗轮距公差均为0.05mm，加工好一个蜗轮后，机床无法精确定位到下一个蜗轮。

2.由于蜗轮数相对较多，工件过长，超出了机床的行程范围，必须窜工件或掉头加工，这样之前的加工基准在二次装卡后无法使用，导致后面加工的蜗轮与图纸要求的尺寸公差无法保证。

3.加工类似蜗轮的传统方法，是先在蜗轮轴5上加工喉圆，滚齿机2加工蜗轮时按喉圆对刀加工，这样加工的蜗轮距完全靠操作者目视观察保证，最好只能达到±0.2mm，远远超出了图纸要求的尺寸公差，为了不使蜗轮蜗杆转动时卡死，只能将蜗轮蜗杆副的侧隙放大。

基于上述难点，本申请实施例提供一种蜗轮轴多蜗轮的加工方法，包括以下步骤：

步骤1：对蜗轮轴5的蜗轮进行滚齿前的加工，按照常规方法加工：粗车—调质—半精车—消应力—精车—粗磨，精车时严格控制尺寸738±0.1mm按738±0.05mm保证，将蜗轮轴5装卡在车床1上并找正（找正0.02mm以内），并记录准确尺寸；

步骤2：对蜗轮轴5进行装卡加工，测量蜗轮轴5的装卡端面5±0.2mm至固定平板4之间的距离，作为蜗轮加工的基准面；

步骤3：测量滚刀3的中心高尺寸并调整；

步骤4：调整调整杆的长度，使调整杆背离滑套一端与滚刀3的刀杆直径最高点处于同一高度，调整杆右端面距离调节板64之间的尺寸为刀杆半径加40mm，并驱动滚刀3旋转对第一个蜗轮进行滚齿，滚齿时，考虑到工件直径、需要加工的范围，选用OF-10滚齿机进行加工；

步骤5：调整量块与滚刀3位置对第二个蜗轮进行滚刀，使量块与滚刀3的刀杆直径最高点处于同一高度，并驱动滚刀3旋转对第二个蜗轮进行滚齿；

步骤6：对第三个蜗轮与第四个蜗轮或第五个蜗轮与第六个蜗轮进行滚齿时，以前一加工次序时的量块背离外部壳的端面作为新的基准面，并按照步骤3~5进行滚齿。

当蜗轮轴5加工到超出车床1行程范围时，将蜗轮轴5掉头并进行第二次装卡加工，蜗轮轴5掉头后的装卡端面5±0.2mm至固定平板4之间的距离，作为蜗轮加工的新基准面，并按照步骤3~6进行滚齿。

在步骤3中，对滚刀3的中心高进行调整时，在滚齿机2上安装刀杆并使用水平仪找平0.02mm以内，驱动刀杆转动，检测刀杆跳动在0.015mm以内，测量刀杆直径。

在步骤3中，滚刀3的中心高尺寸与基准面高度的差值与图纸上蜗轮中心至基准面的尺寸及公差控制一致。

在日常加工生产中，经过上述方法加工的蜗轮轴5，同次装卡中加工的蜗轮距误差均在0.03～0.05mm以内，调头后加工的蜗轮中心与基准面的轮距误差均在0.05～0.1mm以内，装配后侧隙满足要求，且转动灵活，无卡阻，达到了使用条件。

通过设置的固定平板4和定位机构6，使得定位机构6可以对固定平板4的位置进行控制，便于在对蜗轮进行加工时准确并快速的确定基准面，并且调整组件66与定距组件68可以根据蜗轮轴上各个蜗轮之间的槽距尺寸进行调节，从而精确控制滚刀3的位置，保证了蜗轮的尺寸精度，能有效避免蜗轮蜗杆副转动时的卡死现象。

本具体实施例仅仅是对发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种蜗轮轴多蜗轮槽距的定位装置，其特征在于，包括：

固定平板（4），所述固定平板（4）套设于蜗轮轴（5）上；

定位机构（6），所述定位机构（6）设置于车床（1）上，且所述定位机构（6）连接所述固定平板（4），所述定位机构（6）用于对所述固定平板（4）的位置进行控制；

其中，所述定位机构（6）包括调整组件（66）和定距组件（68），所述调整组件（66）与所述定距组件（68）用于依次确定待加工蜗轮轴（5）上的多个蜗轮的中心高。

2.根据权利要求1所述的蜗轮轴多蜗轮槽距的定位装置，其特征在于，所述定位机构（6）还包括两个竖直卡板（61）与滑轨（7）；

所述滑轨（7）设置于所述车床（1）上；

两个所述竖直卡板（61）间隔固定在所述滑轨（7）上；

两个所述竖直卡板（61）之间设置有丝杆（62），所述丝杆（62）上套设有螺接的调节板（64），所述调节板（64）可滑动设置于所述滑轨（7）上；

任一所述调节板（64）上设置有步进电机（63），所述步进电机（63）的驱动轴连接所述丝杆（62）；

所述调整组件（66）位于所述调节板（64）背离丝杆（62）一端；

所述定距组件（68）位于所述调整组件（66）背离调节板（64）一端。

3.根据权利要求2所述的蜗轮轴多蜗轮槽距的定位装置，其特征在于，所述调节板（64）上设置有限位轨（65），所述限位轨（65）沿所述调节板（64）的长度方向设置，所述调整组件（66）可滑动设置于所述限位轨（65）上；

所述限位轨（65）靠近所述丝杆（62）一端设置有卡块，所述卡块背离所述丝杆（62）一端设置有阻尼弹簧（67），所述阻尼弹簧（67）背离所述卡块一端连接所述调整组件（66）。

4.根据权利要求3所述的蜗轮轴多蜗轮槽距的定位装置，其特征在于，所述调整组件（66）包括滑套，所述滑套可滑动套设于所述限位轨（65），且所述阻尼弹簧（67）背离所述卡块一端连接所述滑套；

所述滑套内设置有可滑动的调整杆，所述调整杆通过旋钮可限位于所述滑套内。

5.根据权利要求4所述的蜗轮轴多蜗轮槽距的定位装置，其特征在于，所述定距组件（68）包括外部壳，所述调整杆背离所述限位轨（65）一端连接外部壳；

所述外部壳内具有空腔，所述空腔内设置有可旋转的齿轮，所述齿轮中心设置有旋转轴，所述旋转轴伸出所述外部壳；

所述齿轮一侧设置有相啮合的齿条，所述齿条背离所述调整杆一端伸出外部壳，且所述齿条背离所述调整杆一端连接有量块。

6.根据权利要求5所述的蜗轮轴多蜗轮槽距的定位装置，其特征在于，所述调整杆与所述齿条上分别沿其长度反向设置有刻度线。

7.一种蜗轮轴多蜗轮的加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：将蜗轮轴（5）装卡在车床（1）上并找正，对蜗轮轴（5）的蜗轮进行滚齿前的加工，并记录准确尺寸；

步骤2：对蜗轮轴（5）进行装卡加工，测量蜗轮轴（5）的装卡端面5±0.2mm至固定平板（4）之间的距离，作为蜗轮加工的基准面；

步骤3：测量滚刀（3）的中心高尺寸并调整；

步骤4：调整调整杆的长度，使调整杆背离滑套一端与滚刀（3）的刀杆直径最高点处于同一高度，并驱动滚刀（3）旋转对第一个蜗轮进行滚齿；

步骤5：调整量块与滚刀（3）位置对第二个蜗轮进行滚刀，使量块与滚刀（3）的刀杆直径最高点处于同一高度，并驱动滚刀（3）旋转对第二个蜗轮进行滚齿；

步骤6：对第三个蜗轮与第四个蜗轮或第五个蜗轮与第六个蜗轮进行滚齿时，以前一加工次序时的量块背离外部壳的端面作为新的基准面，并按照步骤3~5进行滚齿。

8.根据权利要求7所述的蜗轮轴多蜗轮的加工方法，其特征在于，当所述蜗轮轴（5）加工到超出所述车床（1）行程范围时，将所述蜗轮轴（5）掉头并进行第二次装卡加工，所述蜗轮轴（5）掉头后的装卡端面5±0.2mm至所述固定平板（4）之间的距离，作为蜗轮加工的新基准面，并按照步骤3~6进行滚齿。

9.根据权利要求7所述的蜗轮轴多蜗轮的加工方法，其特征在于，在所述步骤3中，对所述滚刀（3）的中心高进行调整时，在滚齿机（2）上安装刀杆并找平，测量刀杆直径。

10.根据权利要求9所述的蜗轮轴多蜗轮的加工方法，其特征在于，在所述步骤3中，所述滚刀（3）的中心高尺寸与基准面高度的差值与图纸上蜗轮中心至基准面的尺寸及公差控制一致。