CN214868870U - 一种轴侧面带扁位结构齿轮轴的加工夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于精密零件加工技术领域，提供一种轴侧面带扁位结构齿轮轴的加工夹具，主要包括第一安装板和第二安装板，所述第一安装板上并排设置有若干加工槽，若干所述加工槽靠近所述第一安装板的第一侧面设置；所述加工槽的截面尺寸与所述轴体的截面尺寸相适配，且并排设置的若干所述加工槽的轴心到所述第一侧面的距离小于所述轴体的半径，且沿所述第一侧面的法向，所述加工槽的深度大于所述轴体的半径；所述第二安装板上对应所述加工槽同轴地设置有若干供齿轮轴的齿轮伸入设置的定位孔，所述定位孔内设置有齿形结构，所述齿形结构与所述齿轮相适配。本实用新型可以在有效降低生产成本的同时，提高齿轮轴的加工效率及加工质量。

Description

一种轴侧面带扁位结构齿轮轴的加工夹具

技术领域

本实用新型属于精密零件加工技术领域，具体涉及一种轴侧面带扁位结构齿轮轴的加工夹具。

背景技术

精密带扁位、槽位的齿轮轴是在当前各种品牌的折叠屏手机上所使用的铰链机构中所不可或缺的零件，铰链机构实现转动动作就是依靠这个核心零件；随着各个品牌的折叠屏手机的不断发展及更新迭代，该种齿轮轴的需求量也正在不断地增加。然而，这种齿轮轴的加工对精度要求较高，特别是扁位的平面与齿形之间存在严格的角度尺寸控制，这种结构在一般传统精密加工工艺上难以实现。

目前，现有可行的办法主要是通过车铣复合CNC加工设备进行加工，这种加工方法虽然可以实现一次装夹成型，具有较好的形位公差控制基础。但是，精度要求下的车铣复合CNC加工设备的价格非常昂贵，使得企业必须承担极高的投入成本以及设备折旧损耗；而且，由于此时齿轮需要进行逐齿铣削，对刀具的尺寸精度要求会进一步提高，逐齿加工效率地下而刀具经常磨损，这种形式下加工出来的齿形精度只能达到6-7级，且由于刀具的磨损会导致齿形轮廓度不均匀，使得齿轮轴在实际投入使用时，铰链机构转动的顺滑性、平稳性不足，甚至还存在卡顿及异响的现象。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺点，本实用新型的目的是提供一种轴侧面带扁位结构齿轮轴的加工夹具，使得精密带扁位、槽位结构的齿轮轴的加工，可以在有效降低生产成本的同时，提高齿轮轴的加工效率及加工质量。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种轴侧面带扁位结构齿轮轴的加工夹具，包括：

第一安装板，所述第一安装板上并排设置有若干供齿轮轴的轴体伸入设置的加工槽，若干所述加工槽靠近所述第一安装板的第一侧面设置；所述加工槽的截面尺寸与所述轴体的截面尺寸相适配，且并排设置的若干所述加工槽的轴心到所述第一侧面的距离小于所述轴体的半径，且沿所述第一侧面的法向，所述加工槽的深度大于所述轴体的半径；

第二安装板，所述第二安装板上对应所述加工槽同轴地设置有若干供齿轮轴的齿轮伸入设置的定位孔，所述定位孔内设置有齿形结构，所述齿形结构与所述齿轮相适配。

作为优选，所述第二安装板上还设置有若干用于与所述第一安装板进行可拆卸式安装的第一安装孔。

作为优选，若干所述第一安装孔以若干所述定位孔的轴心所在直线为中心对称设置。

作为优选，所述定位孔上一一对应地设置有用于防止所述齿轮轴进行轴向移动的限位块。

作为优选，还包括底座，所述第一安装板或所述第二安装板上还设置有若干用于与所述底座进行可拆卸式安装的第二安装孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括有：

本方案中设置有第一安装板和第二安装板，并巧妙地在第一安装板上设置加工槽，加工槽可以使得齿轮轴的轴体上需加工扁位结构的部分裸露设置在第一侧面外，以便于进行铣削加工；另外，在第二安装板上设置有定位孔，并巧妙地在定位孔内设置有与齿轮轴的齿轮相适配的齿形结构，通过第一安装板与第二安装板之间对齿轮轴的装夹固定，有效地解决了现有技术中，当采用滚齿工艺对齿轮成型后无法衔接使用CNC设备加工与齿形有严格角度要求的扁位结构的难题，使得齿轮轴的生产可以批量化，大大地提高了生产效率，并且在保证符合角度要求的前提下，可以有效控制齿轮的齿形加工精度。

此外，通过使用本方案，可以有效地避免传统技术上使用车铣复合CNC设备加工所直接带来的高成本的问题，大大降低了企业的运营风险；同时，单独加工齿轮时，由于不受设备特性限制，可选方式更为灵活，如采用滚齿加工方式时，其刀具的使用寿命远大于使用车铣复合CNC设备的刀具，对齿形精度有更高的保障，降低刀具投入成本，并且整个夹具操作简单，在实现工艺分离的基础上仍旧确保甚至提高了加工效率，能带来更好的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例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为本实用新型的安装结构示意图。

图2为本实用新型的立体结构示意图。

图3为本实用新型定位孔的侧视结构示意图。

图4为本实用新型齿轮轴的结构示意图。

其中：

1-第一安装板，11-加工槽，12-第一侧面，13-第一螺栓，131-第一螺帽，14-第二安装孔；

2-第二安装板，21-定位孔，211-齿形结构，212-限位块，22-第一安装孔；

3-齿轮轴，31-轴体，32-齿轮，33-扁位结构；

4-底座，41-第二螺栓，411-第二螺帽。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

实施例1

如图1-4所示，本实施例中提供一种轴侧面带扁位结构齿轮轴的加工夹具，主要包括第一安装板1和第二安装板2，齿轮轴3上则设置有轴体31和设置在所述轴体31上的齿轮32。

具体地，所述第一安装板1上呈“一”字形相间隔地并排设置有若干加工槽11，所述加工槽11的截面尺寸与所述轴体31的截面尺寸相适配，以供所述轴体31伸入设置在所述加工槽11并形成径向定位；其中，若干的所述加工槽11为靠近所述第一安装板1的第一侧面12设置，且并排设置的若干所述加工槽11的轴心到所述第一侧面12的距离小于所述轴体31的半径，使得所述轴体31装设在所述加工槽11内时会有部分的轴体31为露出设置在所述第一侧面12外，从而便于进行扁位结构33的铣削加工；且沿所述第一侧面12的法向，所述加工槽11的深度大于所述轴体31的半径，使得所述轴体31与所述加工槽11的有效接触弧面长度为大于所述轴体31的半圆周长，从而有效地实现对所述轴体31的径向限位。

此外，所述第二安装板2上对应所述加工槽11一一对应地设置有若干定位孔21，若干的所述定位孔21为与所述加工槽11呈同轴设置，所述定位孔21供齿轮轴3的齿轮32伸入设置；其中，所述定位孔21内设置有齿形结构211，所述齿形结构211与所述齿轮32相适配；使得可以通过在对所述齿形结构211进行加工设计时，即可根据齿轮32齿形与扁位结构33之间的角度关系进行加工，使得对装设在所述定位孔21内的所述齿轮轴3的轴体31进行铣削时，铣削得到的扁位结构33即可轻易达到所需要的角度关系，安装定位方便且可靠性强。

所述第二安装板2上还设置有若干用于与所述第一安装板1进行可拆卸式安装的第一安装孔22，使得当对所述第二安装板2或第一安装板1进行替换时，即可实现对轴体31尺寸一致而齿轮32齿形不同或轴体31尺寸不同而齿轮32齿形一致的齿轮轴3的扁位结构33的加工，调配更为方便、灵活。同时，在所述第一安装板1上对应所述第一安装孔22设置有若干第一螺栓13，并对应所述第一螺栓13设置有第一螺帽131。

作为一种优选的方案，所述第一螺栓13的一端为预埋或套装设置在所述第一安装板1内，所述第一螺栓13的另一端为朝向所述第二安装板2设置，安装状态下时，将所述第一螺栓13对应穿设在所述第一安装孔22内，再将所述第一螺帽131上紧在所述第一螺栓13上即可实现对所述第一安装板1与第二安装板2之间的紧固安装。此时，可选择将所述第一安装板1固定装设在CNC设备的工作台上，亦可选择将所述第二安装板2固定装设在CNC设备的工作台上；综合考虑到加工时的受力稳定性，本实施例中，为优先选择固定所述第一安装板1在CNC设备的工作台上。

进一步地，若干所述第一安装孔22以若干所述定位孔21的轴心所在直线为中心呈对称设置，使得将所述轴体31抽离出所述加工槽11后，装设在所述第二安装板2的定位孔21内的齿轮轴3可以在保持安装状态下，随着所述第二安装板2在水平面上进行180°的翻转即可再次伸入设置在所述加工槽11内，从而进行另一侧面上所述扁位结构33的铣削加工，有效地避免了对所述齿轮轴3的二次拆装安装，进而避免了多次的装夹而带来的加工误差。

作为一种优选的方案，所述第一安装孔22可以呈对角的形式设置在若干所述定位孔21的对角线上，以便于对所述第二安装板2的紧固安装及翻转后的安装；作为另一种优选的方案，本实施例中，所述第一安装孔22为呈矩阵的形式设置在所述第二安装板2上，使得在安装状态下时，使用中的所述第一安装孔22可以位于若干所述定位孔21的同一侧，从而避免所述第一安装孔22设置为对角形式时，所述第一安装板1须作结构上的对应调整而可能带来的铣削时对刀具的影响。

所述定位孔21上还一一对应地设置有用于防止所述齿轮轴3进行轴向移动的限位块212，通过所述限位块212和所述加工槽11以实现对所述齿轮轴3在径向和轴向上的限位，确保加工状态稳定。作为一种优选的方案，本实施例中，所述限位块212设置为销钉的形式以固定设置在所述定位孔21内，通过调整所述第一螺帽131与所述第一螺栓13之间的紧固关系实现对所述齿轮轴3在轴向的限制。而在实际使用中，亦可考虑将所述限位块212与所述第二安装板2设置为一体式结构。

进一步地，本实施例中还设置有底座4，所述第一安装板1或所述第二安装板2上还设置有若干用于与所述底座4进行可拆卸式安装的第二安装孔14。设置所述底座4以便于整个加工夹具与CNC设备工作台面的适配安装，作为一种优选的方案，本实施例中，所述第二安装孔14为设置在所述第一安装板1上，使得所述第一安装板1与所述底座4之间为自上而下的贴合设置，铣削状态下受力更为稳定、可靠。此外，在所述底座4上设置有若干第二螺栓41和配套所述第二螺栓41设置的第二螺帽411，所述第二螺栓41的一端为预埋或套装设置在所述底座4上，所述第二螺栓41的另一端为朝向所述第一安装板1伸出设置，安装状态下时，所述第二螺栓41穿设在所述第二安装孔14内并通过所述第二螺帽411上紧固定。

为了便于对本方案的进一步理解，本实施例中还提供一种轴侧面带扁位结构齿轮轴的加工方法，主要包括以下步骤：

S10.取棒材原材料进行车削加工，以形成齿轮轴坯料；

S20.将齿轮轴坯料进行齿轮加工；其中，对所述齿轮轴坯料进行齿轮加工时，采用滚齿加工的方式对所述齿轮轴3的齿轮32进行成型加工。精密滚齿设备要比车铣复合CNC设备更为便宜，同时，滚齿成型相对于传统技术上的逐齿铣削的方式，加工时间上可以减少70％，使得整个零件的加工效率可以提高50％；此外，对于刀具投入成本，滚齿工艺中所使用的滚刀，对于同规格齿轮轴的加工，平均使用寿命为8-10万个零件；而车铣复合CNC设备中刀具的平均寿命仅为700-1000个零件；因此按大批量生产下来，采用滚齿成型的方法可以节省60％的刀具成本。而滚齿加工的工艺在自动机械手表中已有应用，滚齿精度可达4-5级，精度比传统的复合铣削加工的更高。

进一步地，所述定位孔21内的齿形结构211为通过线切割加工成型，加工精度可控性更高，并且生产一个所述第二安装板2即可适用于多个以及多批次的齿轮轴3的安装使用。通过所述齿形结构211内轮廓与所述齿轮轴3的齿轮32之间形成的精密配合，使得后铣削的扁位结构33的扁位平面与齿形之间形成精确的角度，从而有效地确保所述齿轮轴3在铰链机构中的使用。

S30.基于以上所述的一种轴侧面带扁位结构齿轮轴的加工夹具，将进行齿轮加工后的齿轮轴3的轴体31伸入设置在所述加工槽11内，并使得齿轮轴3的齿轮32伸入设置在所述定位孔21内，安装固定后，通过所述第一侧面12对所述齿轮轴3进行扁位结构33的铣削加工。

当对所述齿轮轴3进行其一侧面上的扁位结构33铣削加工后，继续保持所述齿轮轴3的齿轮32与所述齿形结构211之间的安装状态，将所述齿轮轴3的轴体31抽离所述加工槽11后，将所述第二安装板2沿水平方向翻转180°后，再将所述齿轮轴3的轴体31对应伸入设置在所述加工槽11内，进行另一侧面上的扁位结构33的铣削加工。

进一步地，在铣削加工所述扁位结构33时，若在所述扁位结构33上存在槽位结构时，扁位结构33与槽位结构在同一工序内顺次进行铣削加工。

S40.获得符合尺寸要求的若干所述齿轮轴3成品。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种轴侧面带扁位结构齿轮轴的加工夹具，其特征在于，包括：

第一安装板，所述第一安装板上并排设置有若干供齿轮轴的轴体伸入设置的加工槽，若干所述加工槽靠近所述第一安装板的第一侧面设置；所述加工槽的截面尺寸与所述轴体的截面尺寸相适配，且并排设置的若干所述加工槽的轴心到所述第一侧面的距离小于所述轴体的半径，且沿所述第一侧面的法向，所述加工槽的深度大于所述轴体的半径；

第二安装板，所述第二安装板上对应所述加工槽同轴地设置有若干供齿轮轴的齿轮伸入设置的定位孔，所述定位孔内设置有齿形结构，所述齿形结构与所述齿轮相适配。

2.根据权利要求1所述的一种轴侧面带扁位结构齿轮轴的加工夹具，其特征在于，所述第二安装板上还设置有若干用于与所述第一安装板进行可拆卸式安装的第一安装孔。

3.根据权利要求2所述的一种轴侧面带扁位结构齿轮轴的加工夹具，其特征在于，若干所述第一安装孔以若干所述定位孔的轴心所在直线为中心对称设置。

4.根据权利要求1所述的一种轴侧面带扁位结构齿轮轴的加工夹具，其特征在于，所述定位孔上一一对应地设置有用于防止所述齿轮轴进行轴向移动的限位块。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种轴侧面带扁位结构齿轮轴的加工夹具，其特征在于，还包括底座，所述第一安装板或所述第二安装板上还设置有若干用于与所述底座进行可拆卸式安装的第二安装孔。

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