CN208289150U - 一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其包括顶针；该夹具还包括底盘和气缸，所述底盘一端固定设于床体底座上，所述气缸固定设于底盘另一端，且所述气缸包括夹紧腔；所述顶针贯穿底盘设置，其中，所述顶针一端与床体底座固定连接，所述顶针另一端的顶尖置于气缸的夹紧腔内。该种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其可实现工件自动装夹，满足机械手自动装夹；有效提高工件的加工效率，经济效益好；提高了工件加工过程的安全系数，有效的保证了对操作者的防护；保证齿轮的加工稳定性及精度，避免齿轮工件飞出事件及齿轮工件松脱的情况；结构简单，外形精巧。

Description

一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具

技术领域

本实用新型涉及一种数控磨床夹具，具体的涉及一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具。

背景技术

随着社会的不断发展，各行各业都突飞猛进。齿轮产品是机械装备的重要基础件，绝大部分机械成套设备的主要传动部件都是齿轮传动。继而对于齿轮的需求，量大且要求越来越严格；对于齿轮的加工过程中，在对齿轮进行磨削加工时，需要对齿轮进行夹紧定位。其中，对于齿轮夹紧的稳定性及操作的便捷性，紧密的影响着对齿轮加工的精确性及高效性。

且目前随着国家的智能制造计划的开展，且机器人技术日渐成熟，工厂全面实现自动化生产成为可能。实现自动化既可以解放人力，又能提高工作效率和产品的质量。工厂实现自动化升级过程中，最为关键的地方之一是如何设计相应的工装夹具以满足机械手和机床之间的衔接。

作为齿轮加工行业，传统的齿轮磨削加工方法是使用鸡心夹头夹紧工件，操作者在磨削齿轮时，先把鸡心夹头夹紧在齿轮轴头一端，然后放入普通磨床的固定顶针一侧，另一侧搬动活动顶针后松开，完成装夹；整个过程耗时耗力，且安全系数不高。

现代化的齿轮磨削加工方法是使用数控磨床加工，活动的顶针由液压控制，另一端固定的顶针装有离心弹簧夹紧夹具；这种夹具省去了装鸡心夹头这一步骤，装夹时只需要拉下弹簧，打开豁口就能放入齿轮；但夹紧力小，不能真正满足自动化生产。

实用新型内容

为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于：提供一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其提高了工件加工过程的安全系数，有效的保证了对操作者的防护；保证齿轮的加工稳定性及精度，避免齿轮工件飞出事件及齿轮工件松脱的情况；可实现工件自动装夹，满足机械手自动装夹；有效提高工件的加工效率，经济效益好；结构简单，外形精巧。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其包括顶针；该夹具还包括底盘和气缸，所述底盘一端固定设于床体底座上，所述气缸固定设于底盘另一端，且所述气缸包括夹紧腔；所述顶针贯穿底盘设置，其中，所述顶针一端与床体底座固定连接，所述顶针另一端的顶尖置于气缸的夹紧腔内。

本实用新型还存在以下技术特征：

所述底盘上设有中心孔和若干底盘气腔道，其中，所述中心孔沿底盘中心线设置，所述底盘气腔道呈环形阵列设于底盘内部，其中，所述底盘气腔道沿底盘半径方向设置且与中心孔相通。

所述底盘的中心孔内壁沿周向设有气槽，所述底盘上的底盘气腔道对应的末端设于气槽底部。

所述底盘的中心孔内壁沿周向设有密封槽，所述密封槽对称于气槽两侧设置。

所述顶针贯穿底盘的中心孔设置，所述顶针的顶杆上设有顶针气腔道和若干气道，所述顶针气腔道沿顶针顶杆的中心线设置，所述气道呈环形阵列设于顶杆内部，其中，所述气道沿顶杆的半径方向设置且与顶针气腔道相通。

所述顶针上的气道分别与底盘上对应的底盘气腔道一一对应相通。

所述气缸包括气缸体、若干活塞杆和若干夹头；所述气缸体一端设有顶针孔，所述夹紧腔设于气缸体另一端；其中，所述顶针孔和夹紧腔同轴且相通；所述夹头固定设于对应活塞杆末端。

所述气缸体内部呈环形阵列的设有若干活塞杆腔道，所述活塞杆腔道沿气缸体半径设置，所述活塞杆贯穿活塞杆腔道及夹紧腔设置，且所述夹头设于夹紧腔内部。

所述气缸体的活塞杆腔道内部设有压缩弹簧，所述压缩弹簧套设于活塞杆外围，其中，所述夹头设于活塞杆一端，所述活塞杆另一端固定设有凸台。

所述气缸体边缘对应于活塞杆腔道末端设有气缸盖，且所述气缸盖上设有通气孔。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

1、本实用新型用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，可同时实现对磨削齿轮的周向及轴向定位夹紧：通过顶针、底盘和气缸处于同一条轴线上，保证齿轮夹紧的轴向稳定性；通过气缸上的若干活塞杆及其末端的夹头，保证齿轮夹紧的周向稳定性；从而保证了齿轮的磨削尺寸和形位公差，实现了工件加工时的稳定性及高精度，提高了工件加工过程的安全系数，避免齿轮工件飞出事件及齿轮工件松脱的情况发生。

2、其中，底盘和顶针的设置，保证了顶针、底盘在一条轴线上，避免顶针的晃动；且由于顶针内的气道与对应的底盘上的底盘气腔道相通，从而保证了顶针在轴向所受气压的稳定性，继而保证了顶针于轴向的夹紧力，保证齿轮加工时在一条轴线上；有效提高工件的加工效率及精度，经济效益好。

3、另外，对于气缸的设置，于气缸体中间部位设有夹紧腔，且夹紧腔外侧呈环形矩阵的设置若干活塞杆腔道及活塞杆，可有效保证齿轮夹紧的周向稳定性及精度；有效提高工件的加工效率及精度，经济效益好。

该种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其可实现工件自动装夹，满足机械手自动装夹；有效提高工件的加工效率，经济效益好；提高了工件加工过程的安全系数，有效的保证了对操作者的防护；保证齿轮的加工稳定性及精度，避免齿轮工件飞出事件及齿轮工件松脱的情况；结构简单，外形精巧。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为图1中A-A剖视结构示意图。

图3为图1中B-B剖视结构示意图。

图4为本实用新型底盘的轴向剖视结构示意图。

图5为图4中C-C剖视结构示意图。

图6为本实用新型顶针的轴向剖视结构示意图。

图7为图6中D-D剖视结构示意图。

图8为本实用新型气缸体的轴向剖视结构示意图；其中，该剖视方向经活塞杆腔道的轴线。

图9为本实用新型夹头结构示意图。

图10图9中E-E剖视结构示意图。

其中：1-顶针，11-顶尖，12-顶杆，13-顶针气腔道，14-气道，2-底盘，21-中心孔，22-底盘气腔道，23-气槽，24-密封槽，25-定位凹槽，26-定位孔，27-密封螺纹，28-螺纹孔，3-气缸，31-气缸体，310-夹紧腔，311-顶针孔，312-活塞杆腔道，313-透气孔，314-连接孔，315-限位槽，32-活塞杆，33-夹头，331-固定部，332-夹持部，34-压缩弹簧，35-凸台，36-密封圈，37-气缸盖，370-通气孔，4-安装螺栓，5-支撑螺栓。

具体实施方式

参照图1至10所示，对本用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具的结构特征详述如下：

一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其包括顶针1；该夹具还包括底盘2和气缸3，所述底盘2一端固定设于床体底座上，所述气缸3固定设于底盘2另一端，且所述气缸3包括夹紧腔310；所述顶针1贯穿底盘2设置，其中，所述顶针1一端与床体底座固定连接，所述顶针1另一端的顶尖11置于气缸3的夹紧腔310内。

当采用该数控磨床气动夹具进行磨削齿轮时，将齿轮置于气缸3的夹紧腔310内，通过气缸3保证齿轮夹紧的周向稳定性；由于顶针1一端与床体底座固定连接，顶针1贯穿底盘2设置，且底盘2一端固定设于床体底座上，从而保证固定顶针1的稳固性，针对齿轮一端进行轴向定位；另外，通过活动顶针对齿轮另一端进行齿轮轴向夹紧；保证顶针1、底盘2和气缸3处于同一条轴线上，实现齿轮夹紧的轴向稳定性；继而可同时实现对磨削齿轮的周向及轴向定位夹紧。从而保证了齿轮的磨削尺寸和形位公差，实现了工件加工时的稳定性及高精度，提高了工件加工过程的安全系数，避免齿轮工件飞出事件及齿轮工件松脱的情况发生。

作为本实用新型的优选方案，结合图1至10所示；

具体的，所述底盘2上设有中心孔21和若干底盘气腔道22，其中，所述中心孔21沿底盘2中心线设置，所述底盘气腔道22呈环形阵列设于底盘2内部，其中，所述底盘气腔道22沿底盘2半径方向设置且与中心孔21相通。该实施方式中，底盘气腔道22设置三个，且相邻底盘气腔道22之间夹角均为120°。

其中，所述底盘2的中心孔21内壁沿周向设有气槽23，所述底盘2上的底盘气腔道22对应的末端设于气槽23底部；即可实现底盘2内的气流于整个气槽23内流动，经底盘气腔道22分支输出，保证底盘2内的气压稳定。

进一步的，所述底盘2的中心孔21内壁沿周向设有密封槽24，所述密封槽24对称于气槽23两侧设置；其中，所述密封槽24内置密封圈，即可实现底盘内的气流于整个气槽23内流动，经底盘气腔道22分支；保证底盘2内的气槽23和各底盘气腔道22与外界的密封性，便于实现对底盘2内气压的精确控制。

为保证底盘2定位的稳固性；所述底盘2与床体底座固定侧沿底盘2的中心孔21边缘设有定位凹槽25；即可通过该定位凹槽25与床体底座进行精确定位。

另外，所述底盘2上设有若干定位孔26，且所述定位孔26均设于两相邻的底盘气腔道22之间；通过该定位孔26可进一步实现底盘2与床体底座的固定定位。该实施方式中，定位孔26设置三个，且相邻定位孔26之间夹角均为120°。

其中，底盘2上的中心孔21内径与顶针1尺寸相适配；所述顶针1贯穿底盘2的中心孔21设置，所述顶针1的顶杆12上设有顶针气腔道13和若干气道14，所述顶针气腔道13沿顶针1顶杆12的中心线设置，所述气道14呈环形阵列设于顶杆12内部，其中，所述气道14沿顶杆12的半径方向设置且与顶针气腔道13相通。即可实现气流通过顶针1的顶杆12内的顶针气腔道13均分至顶针1的各气道14，而后经底盘2上的底盘气腔道22流通。该实施方式中，顶针1上的气道14设置三个，且相邻气道14之间夹角均为120°。

为保证该气动夹具内的气流通畅，实现气压的稳定；所述顶针1上的气道14分别与底盘2上对应的底盘气腔道22一一对应相通；继而实现该气动夹具夹紧的稳定性。

其中，所述顶针1的顶尖11采用硬质合金材质制作。镶硬质合金材质的顶针1整体碳氮共渗，增加表面硬度，提高表面耐磨能力；进一步提高顶针1顶尖11的耐磨性能设计。

具体的，所述气缸3包括气缸体31、若干活塞杆32和若干夹头33；所述气缸体31一端设有顶针孔311，所述夹紧腔310设于气缸体31另一端；其中，所述顶针孔311和夹紧腔310同轴且相通；所述夹头33固定设于对应活塞杆32末端。

为保证对磨削齿轮的周向稳定定位，所述气缸体31内部呈环形阵列的设有若干活塞杆腔道312，所述活塞杆腔道312沿气缸体31半径设置，所述活塞杆32贯穿活塞杆腔道312及夹紧腔310设置，且所述夹头33设于夹紧腔310内部。即可通过该气缸3对夹紧腔310内的齿轮施加大小相同的周向夹紧力，且齿轮所受周向夹紧力的方向呈环形阵列，继而使磨削齿轮受力稳定且相同，保证齿轮的周向定位稳定。该实施方式中，气缸体31上的活塞杆腔道312及活塞杆32和对应夹头33均设置三个，且相邻活塞杆腔道312之间夹角均为120°。

具体的，所述气缸体31的活塞杆腔道312内部设有压缩弹簧34，所述压缩弹簧34套设于活塞杆32外围，其中，所述夹头33设于活塞杆32一端，所述活塞杆32另一端固定设有凸台35；且所述活塞杆32和凸台35为一体设置；所述凸台35外围侧与活塞杆腔道312之间设有密封圈36。

其中，所述气缸体31边缘对应于活塞杆腔道312末端设有气缸盖37，所述气缸盖37上设有通气孔370；其中，该通气孔370通过输气管道与底盘2上的底盘气腔道22密封连接。所述底盘2边缘对应于底盘气腔道22末端设有密封螺纹27；继而便于底盘2与气缸3进行输气管道的连接。

当采用该数控磨床气动夹具进行磨削齿轮时，将齿轮置于气缸3的夹紧腔310内，启动该气动夹具，气流经顶针1的顶针气腔道13分支至各气道14内，经底盘2上的气槽23至各底盘气腔道22，沿底盘2与气缸3之间相连通的对应输气管道经气缸盖37上的通气孔370至活塞杆腔道312内，继而推动对应活塞杆32及活塞杆32上的夹头33动作，实现对磨削齿轮的周向夹紧操作。其中，由于顶针1一端与床体底座固定连接，顶针1贯穿底盘2设置，且底盘2一端固定设于床体底座上，从而保证固定顶针1的稳固性，针对齿轮一端进行轴向定位；另外，通过活动顶针对齿轮另一端进行齿轮轴向夹紧；保证顶针1、底盘2和气缸3处于同一条轴线上，实现齿轮夹紧的轴向稳定性；继而可同时实现对磨削齿轮的周向及轴向定位夹紧。从而保证了齿轮的磨削尺寸和形位公差，实现了工件加工时的稳定性及高精度，提高了工件加工过程的安全系数，避免齿轮工件飞出事件及齿轮工件松脱的情况发生。

其中，所述活塞杆腔道312侧壁上设有透气孔313，且所述透气孔313设于压缩弹簧34压缩端；即可保证磨削齿轮所受周向夹紧力的稳定性，避免由于夹紧力过大，影响齿轮磨削的加工精度。且当该数控磨床气动夹具停止夹紧动作时，首先关闭气源，活塞杆腔道312内的气体部分由透气孔313排出，由此，活塞杆腔道312内的气压下降，此时，由于压缩弹簧34的弹力，继而实现压缩弹簧34推动活塞杆32上的凸台35，带动夹头33收缩，实现对磨削齿轮的自动卸载功能，实现自动化操作。

所述底盘2上呈环形阵列设有若干螺纹孔28(共六个)，且所述螺纹孔28均设于底盘气腔道22和定位孔26之间。且所述气缸体31上呈环形阵列设有若干连接孔314，所述连接孔314设于活塞杆腔道312所在延长线上，其中，所述连接孔314与底盘2上的对应螺纹孔28(其中三个)采用安装螺栓4连接，且底盘2上的余下螺纹孔28(余下的三个)内置支撑螺栓5。即可通过支撑螺栓5和安装螺栓4把底盘2和气缸体31连接一起，防止气缸体31在顶尖11上轴向串动；调节支撑螺栓5、安装螺栓4和气缸体31工作时的离心作用，完成小间隙浮动自动定心，使工件夹紧时受力均匀，保证齿轮加工时在一条轴线上，从而保证齿轮的磨削尺寸和形位公差。

另外，所述夹头33呈L形，其中，所述夹头33包括固定部331和夹持部332，且所述固定部331和夹持部332垂直固定一体设置，所述固定部331通过螺栓设于活塞杆32末端，所述夹持部332末端采用圆弧设置；该气动夹具即可实现自动找正齿轮工件夹紧；有效提高工件的加工效率及精度，经济效益好。

所述夹紧腔310顶部边缘设有若干限位槽315，且所述限位槽315对应于夹头33的固定部331对应端设置；所述限位槽315的宽度为夹头33的动作距离范围；即可防止夹头33大范围转动，提高夹紧效率。

为实现对磨削齿轮的轴向定位夹紧；所述顶针孔311的直径尺寸与顶针1的直径尺寸相适配。从而保证了齿轮的磨削尺寸和形位公差，实现了工件加工时的稳定性及高精度，提高了工件加工过程的安全系数。

为实现对磨削齿轮的周向定位夹紧；所述夹紧腔310的直径尺寸大于磨削齿轮的直径；从而确保了磨削齿轮可置于该气缸3的夹紧腔310内，保证了齿轮的磨削尺寸和形位公差，实现了工件加工时的稳定性及高精度，提高了工件加工过程的安全系数，避免齿轮工件飞出事件及齿轮工件松脱的情况发生。

本实用新型提供一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其保证齿轮的加工稳定性及精度，避免齿轮工件飞出事件及齿轮工件松脱的情况；提高了工件加工过程的安全系数，有效的保证了对操作者的防护；可实现工件自动装夹，满足机械手自动装夹；有效提高工件的加工效率，经济效益好；结构简单，外形精巧。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其包括顶针；其特征在于：该夹具还包括底盘和气缸，所述底盘一端固定设于床体底座上，所述气缸固定设于底盘另一端，且所述气缸包括夹紧腔；所述顶针贯穿底盘设置，其中，所述顶针一端与床体底座固定连接，所述顶针另一端的顶尖置于气缸的夹紧腔内。

2.根据权利要求1所述的一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其特征在于：所述底盘上设有中心孔和若干底盘气腔道，其中，所述中心孔沿底盘中心线设置，所述底盘气腔道呈环形阵列设于底盘内部，其中，所述底盘气腔道沿底盘半径方向设置且与中心孔相通。

3.根据权利要求2所述的一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其特征在于：所述底盘的中心孔内壁沿周向设有气槽，所述底盘上的底盘气腔道对应的末端设于气槽底部。

4.根据权利要求3所述的一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其特征在于：所述底盘的中心孔内壁沿周向设有密封槽，所述密封槽对称于气槽两侧设置。

5.根据权利要求2所述的一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其特征在于：所述顶针贯穿底盘的中心孔设置，所述顶针的顶杆上设有顶针气腔道和若干气道，所述顶针气腔道沿顶针顶杆的中心线设置，所述气道呈环形阵列设于顶杆内部，其中，所述气道沿顶杆的半径方向设置且与顶针气腔道相通。

6.根据权利要求5所述的一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其特征在于：所述顶针上的气道分别与底盘上对应的底盘气腔道一一对应相通。

7.根据权利要求1所述的一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其特征在于：所述气缸包括气缸体、若干活塞杆和若干夹头；所述气缸体一端设有顶针孔，所述夹紧腔设于气缸体另一端；其中，所述顶针孔和夹紧腔同轴且相通；所述夹头固定设于对应活塞杆末端。

8.根据权利要求7所述的一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其特征在于：所述气缸体内部呈环形阵列的设有若干活塞杆腔道，所述活塞杆腔道沿气缸体半径设置，所述活塞杆贯穿活塞杆腔道及夹紧腔设置，且所述夹头设于夹紧腔内部。

9.根据权利要求8所述的一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其特征在于：所述气缸体的活塞杆腔道内部设有压缩弹簧，所述压缩弹簧套设于活塞杆外围，其中，所述夹头设于活塞杆一端，所述活塞杆另一端固定设有凸台。

10.根据权利要求8所述的一种用于齿轮磨削的数控磨床气动夹具，其特征在于：所述气缸体边缘对应于活塞杆腔道末端设有气缸盖，且所述气缸盖上设有通气孔。