CN203765107U - 一种齿轮孔自定心滚珠夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种齿轮孔自定心滚珠夹具，滚珠夹具包括夹具心轴、夹具体和底盘，夹具心轴上由内而外依次套设有定心锥套和花键滚珠圈，花键滚珠圈上匀距设有若干个滚珠限位孔，每个滚珠限位孔内对应设有滚珠，滚珠与定心锥套连接，花键滚珠圈上套设有齿轮坯，滚珠顶在齿轮坯的定位孔内，所述花键滚珠圈底部设有花键垫圈，定心锥套上端设有弹簧，弹簧上端设有一压盖，压盖套设在夹具心轴上，并与齿轮坯的上端面可接触连接，压盖上端设有一旋紧螺帽，旋紧螺帽设置在夹具心轴的上端，并可在夹具心轴上进行上下移动，底盘套设在夹具心轴的底部，底盘安置在夹具体上。本实用新型结构简单，关键定心元件容易成为标准件，成批生产时制造成本低廉。

Description

一种齿轮孔自定心滚珠夹具

技术领域

本实用新型涉及一种夹具，具体涉及一种齿轮孔自定心滚珠夹具。

背景技术

在日益趋向高速滚齿的时代，愈发需要高精度、高效率、无需定位工时的切齿夹具。

现有技术中，存在各种齿轮孔定心夹具。广泛使用的是滚齿心轴配定心衬套的夹具，或微锥度心轴配胀套的自定心夹具，如ZIMMERMANN的德国专利DE403,881(A1)（1992年），美国的HUNKELER国际专利W083/03562（1983年）所记载的夹具，定心精度在0.005毫米（磨齿）、0.020毫米（精密滚齿）和0.050毫米（留磨滚齿）范围内。还有的采用齿轮自定心表面就是回转轴心，如德国LIEBHERR-VERZAHNTECHNIK GMBH公司ROLF等人的美国专利

US6,461,089B2（2002年），美国THE GLEASON WORKS公司WILLIAMD等人的专利5,797,605（1998年），NEIL等人的美国专利5,251,510（1993年）所记载的，其定心精度仍然在0.005-0.020毫米范围内，但更换定心元件麻烦，夹具制造成本高昂，圆锥孔齿轮要专用衬套定心。中国浙江省浦江齿轮有限公司洪新阳在2012年7月18日公开的钢球自定心滚齿夹具（专利号：201120534159），曾光荣·巴拿巴2011年的齿轮孔自定心滚珠夹具中国专利

（CN101,664,831B），由于滚齿心轴上端置有六角头，而影响了与现行标准滚齿夹具心轴匹配的可能。

以上夹具存在的缺点为：

（1）除了钢球自定心滚齿夹具和六角头型齿轮孔自定心滚珠夹具外，现有自定心夹具变径量一般只有0.2毫米-0.3毫米。

（2）夹具制造成本高。

（3）圆锥孔齿轮要专用圆锥定心衬套。

（4）一般不易多件重叠滚齿。

（5）单件小批生产时，必须常常费时、费力地更换夹具。

（6）夹具心轴带六角头不能与现行标准滚齿夹具匹配使用。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述夹具存在的问题，从而提供一种对单件或多件，圆柱孔或圆锥孔齿轮坯作滚齿或磨齿，无需定位工时的自定心滚珠夹具。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种齿轮孔自定心滚珠夹具，所述滚珠夹具包括夹具心轴、夹具体和底盘，所述夹具心轴上由内而外依次套设有定心锥套和花键滚珠圈，

所述花键滚珠圈上匀距设有若干个滚珠限位孔，每个滚珠限位孔内对应设有滚珠，所述滚珠与定心锥套连接，所述花键滚珠圈上套设有齿轮坯，所述滚珠顶在齿轮坯的定位孔内，所述花键滚珠圈底部设有花键垫圈，

所述定心锥套上端设有弹簧，所述弹簧上端设有一压盖，所述压盖套设在夹具心轴上，并与齿轮坯的上端面可接触连接，所述压盖上端设有一旋紧螺帽，所述旋紧螺帽设置在夹具心轴的上端，并可在夹具心轴上进行上下移动，

所述底盘套设在夹具心轴的底部，所述底盘安置在夹具体上。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述滚珠夹具还包括一锁圈，所述锁圈与花键滚珠圈连接，并将花键滚珠圈与花键滚珠圈内的滚珠和定心锥套锁为一体。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述滚珠限位孔为外小内大的倒圆锥孔，所述滚珠限位孔底部设有一通空槽。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述花键滚珠圈上设有若干个L形锁槽，所述L形锁槽内设有锁键，所述锁键与锁圈相配合。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述花键滚珠圈底部设有花键外齿，所述花键垫圈上设有花键孔，所述花键孔与花键外齿相配合。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述花键滚珠圈与花键垫圈之间还设有一妙圈。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述弹簧为碟形弹簧，所述碟形弹簧的个数不唯一，所述弹簧由不同片数的碟形弹簧组合而成。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述碟形弹簧的上端与下端分别连接有上压圈和下压圈。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述齿轮坯的个数不唯一，每个齿轮坯依次套设在夹具心轴上，每一个齿轮坯与一个花键滚珠圈和一个定心锥套相对应，齿轮坯之间设有三等分键，所述三等分键分别连接花键滚珠圈和花键垫圈。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述定心锥套的圆锥角为60～80度。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型变径量大，在同一滚齿夹具心轴上，能极其方便地更换不同的花键滚珠圈，它是由锁片锁成一体的自定心元件副，从而方便地适应不同齿轮孔径和齿宽大幅度变化的，高精度、无需定位工时的高速滚齿要求。

（2）本实用新型保证精密滚齿的定心精度；并能作任何有同心度要求工件的车削；如果用量具精度公差制造，也可以成为磨齿夹具；还能作为有同心度匹配要求零件副的联轴装置。

（3）本实用新型可以做多件重叠滚齿，从而成倍地降低齿轮的加工时间。

（4）本实用新型可以自然地适应圆柱孔和圆锥孔齿轮或零件的自定心加工。

（5）本实用新型的滚珠透过花键滚珠圈的通空槽落在同一精密基准端平面上，定心精度非常高，使得滚切留磨齿轮时的磨齿余量更为充裕，从而降低了磨齿质量的意外风险。

（6）本实用新型的夹具心轴不必常换，更换滚珠和滚珠圈省力、省时。

（7）本实用新型结构简单，关键定心元件容易成为标准件，成批生产时制造成本低廉。

（8）本实用新型有三种滚珠防滑结构：三键式垫圈、花键滚珠圈副（渐开线花键或矩形花键），或者多边形副的滚珠防滑结构，使工件紧固时，阻止了滚珠圈滑转，从而能与现行标准滚齿夹具匹配使用；妙圈消除了滚珠接触点限制，因而大大延长了夹具使用寿命。

（9）本实用新型不设有滚珠防滑机构，所以能做大型螺旋齿轮滚齿切削。附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型加工单件齿轮未夹紧状态时的结构示意图；

图2为本实用新型加工单件齿轮夹紧状态时的结构示意图。

图3为花键滚珠圈的剖视图。

图4为花键滚珠圈的仰视图。

图5为图3的A向剖视图。

图6为图3的B向剖视图。

图7为锁圈的俯视图。

图8为花键垫圈的剖视图。

图9为图8的仰视图。

图10为本实用新型加工两件重叠齿轮的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1和图2，本实用新型提供的一种齿轮孔自定心滚珠夹具，其主要包括夹具心轴100、夹具体200和底盘300。

夹具心轴100上由内而外依次套设有定心锥套400和花键滚珠圈500，在花键滚珠圈500外套设有齿轮坯600，在花键滚珠圈500的底部设有花键垫圈700。

定心锥套400设置在花键滚珠圈500内，在定心锥套400的上端设有弹簧410，弹簧410上端设有一压盖420，压盖420套设在夹具心轴100上，并与齿轮坯600的上端面可接触连接，在压盖420上端设有一旋紧螺帽430，旋紧螺帽430设置在夹具心轴的上端的螺纹段内，并可在夹具心轴100上进行上下移动。

本实用新型提供的定心锥套400的圆锥角为60～80度。

底盘300套设在夹具心轴100的底部，并安置在夹具体200上。

参见图3至图6，在花键滚珠圈500上设有若干个滚珠限位孔510，滚珠限位孔510具体个数不限，可根据齿轮坯600的尺寸大小而定。

滚珠限位孔510的形状为一个外小内大的倒圆锥孔，在滚珠限位孔510内安放有若干个滚珠520，并且滚珠520的直径大于滚珠限位孔510的外圈孔径，小于滚珠限位孔510的内圈孔径，这样可将滚珠520限定在花键滚珠圈500内。

另外，由于滚珠限位孔510为倒圆锥状，这样可使每一个滚珠限位孔510底部呈现两条倒圆锥斜坡，滚珠520在夹具放松时能顺斜坡向中央滚动，而不易外滚垂留在花键滚珠圈500外。

滚珠520与定心锥套400连接，并且顶着齿轮坯600上的定位孔。

滚珠限位孔510在铣制或磨制时，刀具轴心线向夹具体200底部微偏，这样就可在滚珠限位孔510底部形成一通空槽511，滚珠限位孔510内的珠520可通过通空槽511落在花键滚珠圈500底部的花键垫圈700上。

为了保证滚珠520掉落后能在同一基准端面上和延长本实用新型的耐用度，在花键滚珠圈500与花键垫圈700之间设有一妙圈800，妙圈800设有圆形台肩，妙圈800通过圆形台肩在花键垫圈700的孔中定位。

在花键滚珠圈500的中部设有基准端面530，基准端面530与妙圈800的上端基准面接触，这样滚珠520可落在妙圈800上，可将滚珠520假想成定心圆外径，这样可极其精密地与夹具心轴100同心，从而对齿轮坯600的定位孔精准定心。

妙圈800还可使滚珠520可以在任何一点无限定地自定心滚动，因而大大延长了夹具的耐用度。

当工件很薄时，妙圈800可取出不用，可将滚珠520直接落在花键垫圈700上端的基准面上。

在花键滚珠圈500上还设有若干个L形锁槽540，在L形锁槽540内设有锁键550，锁键550是用于与锁圈900相配合。

在花键滚珠圈500底部还设有花键外齿560，花键滚珠圈500通过花键外齿560与花键垫圈700配合连接。

参见图7，锁圈900，其是用于将花键滚珠圈500与花键滚珠圈500内的滚珠520和定心锥套400锁为一体。

在锁圈900上设有若干个锁圈翅910，若干个锁圈翅910分别插在花键滚珠圈500内的L形锁槽540内，与L形锁槽540内的锁键550相配合，当锁圈900向一个方向转动时，锁圈翅910可通过锁键550卡在L形锁槽540内，使锁圈900不会随便脱出，这样锁圈900就盖在花键滚珠圈500上，使花键滚珠圈500、滚珠520和定心锥套400锁成一体。必要时，锁圈900反向转动，可从花键滚珠圈500上取下锁圈900。由于更换一副花键滚珠圈500及其定心锥套400元件非常方便，所以本实用新型能省时、省力，高效调整，而适应高速滚齿的要求。

参见图8和图9，花键垫圈700为一种高硬度精磨两端面的垫圈，其设置在花键滚珠圈500与底盘300之间，这样既保证滚珠520在花键垫圈700上端面有同一基准定位面，又有花键齿防止滚珠圈500滑转，并且保护了底盘300不易磨损。

在花键垫圈700上设有花键孔710和垫圈撬槽720，当花键垫圈700底部被切削油黏住时，用螺丝刀撬起撬槽720可以容易地从底盘上取出花键垫圈700。

花键孔710是与花键滚珠圈500上的花键外齿560相配合，花键外齿560可穿过妙圈800插在花键垫圈700的花键孔710内，保证了花键垫圈700与底盘300之间是平面磨擦接触，这样，在旋紧螺帽430旋紧过程中，花键垫圈700因受轴向压力而不会滑转。

另外，又因为花键垫圈700与花键滚珠圈500之间是通过花键联接，所以花键垫圈700反而卡住了花键滚珠圈500，使它不能滑转，所以当旋紧螺帽430旋拧时，齿轮坯600能够顺利紧固，而不必在夹具心轴100上设置六角头来防止花键滚珠圈500的滑转，从而使本实用新型提供的齿轮孔自定心滚珠夹具能与现行标准滚齿夹具心轴匹配使用，可以成批生产，降低了制造成本。

参见图1和图2，弹簧410为碟形弹簧，并且碟形弹簧的个数不唯一，弹簧410可由不同片数的碟形弹簧组合而成，这样可通过不同片数重叠的碟形弹簧的合力，来掌控齿轮坯600重量所需要的夹紧压力。

由于，压盖420与齿轮坯600自定心所需用的距离是由碟形弹簧组合的总数目来确定，来保证压盖420与齿轮坯600不接触，保证它们之间有足够的间隙，当压盖420压到与齿轮坯600上端面彼此贴合，间隙消失时，碟形弹簧的压力，能足够地使定心锥套400将滚珠520压住齿轮坯600的定位孔而作精准自定心。

在弹簧410的上下两端各设有一个作为保护作用的上压圈411和下压圈412，在下压圈412与底盘300之间设有一个调高垫圈310。

参见图10，本实用新型一次性加工齿轮坯600的个数不唯一，可将若干个齿轮坯依次叠加套设在夹具心轴100上，每一个齿轮坯600与一个花键滚珠圈500和一个定心锥套400相对应，顶部只需一组碟形弹簧410，对于两件以上重叠的齿轮坯600，特别对于齿轮滚齿，可以成倍地减少切齿工时，提高效率。

在齿轮坯600之间设有三等分键610，三等分键610分别连接位于上端齿轮坯600的花键垫圈700和位于下端齿轮坯600的花键滚珠圈500。

本实用新型采用比较简单的三等分键610连接滚珠圈500和花键垫圈700，以防止滚珠圈700滑转，三键结构中仍然可以插入妙圈800，以延长夹具的使用寿命。

而对于较薄齿轮或轻型齿轮，妙圈16可以取出不用，滚珠520直接与三键上的垫圈或者花键垫圈700接触，这样夹具定心元件总体高度就减少，更适于薄齿轮自定心。

下面是本实用新型的具体使用步骤：

参见图1，本实用新型未工作时，首先将需要加工的齿轮坯600套设在花键滚珠圈500上，并且花键滚珠圈500内的滚珠520顶着齿轮坯600内的定位孔，然后将压盖420套设在夹具心轴100上，压盖420受到弹簧410的反弹力，与齿轮坯600存在一定的间隙，这时弹簧410处于松弛状态。

参见图2，本实用新型工作时，通过扳手旋转旋紧螺帽430，旋紧螺帽430会沿着夹具心轴100向下移动，压向压盖420，压盖420通过上压圈411压向弹簧410，弹簧410再推动下压圈412、调高垫圈310和定心锥套400，使与夹具心轴同心的定心锥套400压向滚珠500，滚珠500均匀地推动齿轮坯600的定位孔，使齿轮坯600渐渐自然定心。当旋紧螺帽430继续强力旋拧，直到压盖420完全将齿轮坯600的两端面强力压紧在底盘300和夹具体200上，齿轮坯600就能得到精准定心，并被强力紧固，可以作高速滚齿。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种齿轮孔自定心滚珠夹具，所述滚珠夹具包括夹具心轴、夹具体和底盘，其特征在于，所述夹具心轴上由内而外依次套设有定心锥套和花键滚珠圈，

所述花键滚珠圈上匀距设有若干个滚珠限位孔，每个滚珠限位孔内对应设有滚珠，所述滚珠与定心锥套连接，所述花键滚珠圈上套设有齿轮坯，所述滚珠顶在齿轮坯的定位孔内，所述花键滚珠圈底部设有花键垫圈，

所述定心锥套上端设有弹簧，所述弹簧上端设有一压盖，所述压盖套设在夹具心轴上，并与齿轮坯的上端面可接触连接，所述压盖上端设有一旋紧螺帽，所述旋紧螺帽设置在夹具心轴的上端，并可在夹具心轴上进行上下移动，

所述底盘套设在夹具心轴的底部，所述底盘安置在夹具体上。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮孔自定心滚珠夹具，其特征在于，所述滚珠夹具还包括一锁圈，所述锁圈与花键滚珠圈连接，并将花键滚珠圈与花键滚珠圈内的滚珠和定心锥套锁为一体。

3.根据权利要求1所述的一种齿轮孔自定心滚珠夹具，其特征在于，所述滚珠限位孔为外小内大的倒圆锥孔，所述滚珠限位孔底部设有一通空槽。

4.根据权利要求2所述的一种齿轮孔自定心滚珠夹具，其特征在于，所述花键滚珠圈上设有若干个L形锁槽，所述L形锁槽内设有锁键，所述锁键与锁圈相配合。

5.根据权利要求1所述的一种齿轮孔自定心滚珠夹具，其特征在于，所述花键滚珠圈底部设有花键外齿，所述花键垫圈上设有花键孔，所述花键孔与花键外齿相配合。

6.根据权利要求1所述的一种齿轮孔自定心滚珠夹具，其特征在于，所述花键滚珠圈与花键垫圈之间还设有一妙圈。

7.根据权利要求1所述的一种齿轮孔自定心滚珠夹具，其特征在于，所述弹簧为碟形弹簧，所述碟形弹簧的个数不唯一，所述弹簧由不同片数的碟形弹簧组合而成。

8.根据权利要求7所述的一种齿轮孔自定心滚珠夹具，其特征在于，所述碟形弹簧的上端与下端分别连接有上压圈和下压圈。

9.根据权利要求1所述的一种齿轮孔自定心滚珠夹具，其特征在于，所述齿轮坯的个数不唯一，每个齿轮坯依次套设在夹具心轴上，每一个齿轮坯与一个花键滚珠圈和一个定心锥套相对应，齿轮坯之间设有三等分键，所述三等分键分别连接花键滚珠圈和花键垫圈。

10.根据权利要求1所述的一种齿轮孔自定心滚珠夹具，其特征在于，所述定心锥套的圆锥角为60～80度。