CN219218103U - 一种适用于减速机齿轮用的多自由度定位夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于减速机齿轮用的多自由度定位夹紧装置，包括液压升降机、承载机架、齿轮定位夹紧模块和旋转电机；承载机架安装在液压升降机上，承载机架能够由液压升降机带动沿Z轴方向移动；旋转电机固定安装在承载机架内部，旋转电机的电机转轴伸出承载机架之外，与齿轮定位夹紧模块固定连接，齿轮定位夹紧模块用于夹紧减速机齿轮。该多自由度定位夹紧装置，可以实现齿轮工件的单一位置调节、轴向升降和旋转调节，能够满足绝大部分直齿轮、斜齿轮等不同齿形齿轮的淬火要求，并且实现了对齿轮安装孔的全部支撑，可以有效减小激光淬火过程中齿面的激光淬火精度误差。

Description

一种适用于减速机齿轮用的多自由度定位夹紧装置

技术领域

本实用新型属于激光淬火技术领域，具体涉及一种适用于减速机齿轮用的多自由度定位夹紧装置。

背景技术

激光淬火技术是以高能量密度的激光束照射至工件表面，使其快速加热至相变温度以上熔点以下并形成奥氏体，随后热量迅速向工件内部传递实现快速冷却，获得极细小马氏体和其他组织，形成高硬化层的热处理技术。基于固态相变重结晶强化机理作用，激光淬火层硬度、耐磨性、塑性韧性均优于传统淬火层，另外，激光淬火在工件淬火区域的形状、大小和部位以及硬化层深度上具有良好的可控性。

在减速机用齿轮进行激光淬火的工艺中，激光加工头和工件通过调节其中一个的方式，实现位置调整的要求，如调节机械臂。该方法成本高，对不同工艺参数的齿轮不易实现特定运动轨迹，稳定性较差，淬火操作比较麻烦，影响淬火效率，并且齿面淬火的均匀性和可靠性得不到保障。

现有的激光淬火设备一般工件齿轮是安装在淬火设备的齿轮安装转盘上，齿轮安装盘能够自由转动，在操作过程中，随着齿轮安装盘的转动，齿轮轴会产生向外的离心力，容易导致齿轮位置发生偏移，如果光靠安装盘将齿轮固定，那么齿轮在淬火过程中的加工稳定性就得不到保障，不仅影响淬火效率，并且会严重影响淬火效果和产品质量。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种适用于减速机齿轮用的多自由度定位夹紧装置。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种适用于减速机齿轮用的多自由度定位夹紧装置，包括液压升降机、承载机架、齿轮定位夹紧模块和旋转电机；承载机架安装在液压升降机上，承载机架能够由液压升降机带动沿Z轴方向移动；旋转电机固定安装在承载机架内部，旋转电机的电机转轴伸出承载机架之外，与齿轮定位夹紧模块固定连接，齿轮定位夹紧模块用于夹紧减速机齿轮。

进一步的，所述齿轮定位夹紧模块包括圆形的定位底盘和四个夹紧单元；所述定位底盘沿径向设置有四个滑槽，相邻的两个滑槽之间的夹角为90度，四个滑槽在定位底盘的圆心处连通；每个滑槽内设置有一个夹紧单元。

进一步的，所述夹紧单元包括夹持挡板、复位弹簧、伸缩导杆、支撑底板、电磁铁、滑动连接板和推进模组，所述复位弹簧套在伸缩导杆上，复位弹簧的一端与支撑底板连接，另一端与滑动连接板相连，所述夹持挡板固定安装在滑动连接板上方；所述夹持挡板下端两侧均固定连接有两组电磁铁，用于限制夹持挡板的移动；所述推进模组用于驱动夹持挡板沿着滑槽滑移。

进一步的，所述推进模组包括推进控制器、推进电机、电机齿轮、连接齿轮、连接杆和推进杆；推进电机的输出轴与电机齿轮相连，电机齿轮与连接齿轮相互啮合，连接杆的一端固定在连接齿轮上，连接杆的另一端与推进杆相连，推进杆与夹持挡板相连。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型利用该多自由度定位夹紧装置，在激光加工头固定的情况下，通过齿轮工件的单一位置调节，可实现对齿面的激光加工，并且多轴向升降和旋转功能满足绝大部分不同齿形的淬火要求(包括斜齿轮)。

(2)本实用新型通过定位夹紧单元夹紧工件齿轮，可在激光加工时对齿轮的安装孔进行全部支撑，极大的保障了加工稳定性，减少加工成本，淬火操作简化、提升淬火效率、齿面淬火的均匀性和可靠性获得保障。

附图说明

图1是多自由度定位夹紧装置的整体示意图；

图2是多自由度定位夹紧装置的机架内部示意图；

图3是多自由度定位夹紧装置的齿轮定位夹紧模块结构示意图；

图4是多自由度定位夹紧装置的夹紧单元结构示意图；

图5是多自由度定位夹紧装置的推进模组结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1-5所示，本实用新型提供了一种适用于减速机齿轮用的多自由度定位夹紧装置，包括液压升降机1、承载机架2、齿轮定位夹紧模块3和旋转电机4。

承载机架2安装在液压升降机1上，承载机架2能够由液压升降机1带动沿Z轴方向移动；进而能改变齿面与激光加工头在Z轴上的相对位置。旋转电机4固定安装在承载机架2内部，旋转电机4的电机转轴伸出承载机架2之外，与齿轮定位夹紧模块3的定位底盘301固定连接，通过控制齿轮定位夹紧模块3的转动幅度，进而能实现在加工过程中轮齿的自动换位。

所述齿轮定位夹紧模块3包括圆形的定位底盘301和四个夹紧单元；所述定位底盘301沿径向设置有四个滑槽，相邻的两个滑槽之间的夹角为90度，四个滑槽在定位底盘301的圆心处连通；每个滑槽内设置有一个夹紧单元。

每个夹紧单元均包括夹持挡板302、复位弹簧303、伸缩导杆304、支撑底板305、电磁铁306、滑动连接板307和推进模组308。

所述复位弹簧303套在伸缩导杆304上，并且复位弹簧303的一端与所述支撑底板305连接，另一端与滑动连接板307相连，滑动连接板307通过复位弹簧303和伸缩导杆304可沿支撑底板305前后移动；所述夹持挡板302安装在滑动连接板307上方且两者固定连接。

所述定位底盘301滑槽两侧具有对称设置的凹槽，每一侧有上下两组相同尺寸的凹槽，所述滑动连接板307和夹持挡板302的两端设置在所述定位底盘301的凹槽内，可稳定滑动连接板307和夹持挡板302在径向位置的移动。所述夹持挡板302下端两侧固定连接各有两组电磁铁306，用于限制夹持挡板302的移动。

所述推进模组308设置在定位底盘底座凹槽内，所述推进模组308包括推进控制器3081、推进电机3082、电机齿轮3083、连接齿轮3084、连接杆3085和推进杆3086。推进电机3082的输出轴与电机齿轮3083相连，电机齿轮3083与连接齿轮3084相互啮合，连接杆3085的一端固定在连接齿轮3084上，连接杆3085的另一端与推进杆3086相连，推进杆3086与夹持挡板302相连。通过电机齿轮3083带动连接齿轮3084的转动，使连接杆3085带动推进杆3086前后移动，可实现对夹持挡板302的推动功能，通过推进控制器3081控制推动的进程。

所述夹持挡板302表面为弹性材料，所述齿轮定位夹紧模块3不局限于某种类型的齿轮，可适用于不同类型的齿轮夹紧。

上述适用于减速机齿轮用的多自由度定位夹紧装置的工作原理为：

将被加工的齿轮安装孔套在夹持挡板302外；启动推进电机3082，推进模组308向外推动夹持挡板302，复位弹簧303受到压缩，伸缩导杆304开始收缩，夹持挡板302开始夹紧被加工齿轮的安装孔。直到复位弹簧303和伸缩导杆304不再压缩移动时，启动电磁铁306，吸附于定位底盘301的滑槽两侧，夹持挡板302位置固定，实现对被加工齿轮的定位夹紧功能。通过推进装置308改变夹持挡板302的位置，可以适应不同齿轮的安装孔尺寸。

启动激光器，进行预热，系统电压达到要求后，准备对轮齿进行激光淬火加工；调整液压升降机1和旋转电机4，将轮齿移动到聚焦镜焦点附近，调整至适合的光斑大小；根据轮齿的形状和齿距，设置激光系统频率，使轮齿转换和激光之间满足加工的频率，实现轮齿在自动转换的过程中，保证加工效果；待到加工结束，从齿轮定位夹紧模块3上取下加工完成的齿轮。

本实用新型可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本实用新型的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。

Claims (4)

1.一种适用于减速机齿轮用的多自由度定位夹紧装置，其特征在于，包括液压升降机(1)、承载机架(2)、齿轮定位夹紧模块(3)和旋转电机(4)；承载机架(2)安装在液压升降机(1)上，承载机架(2)能够由液压升降机(1)带动沿Z轴方向移动；旋转电机(4)固定安装在承载机架(2)内部，旋转电机(4)的电机转轴伸出承载机架(2)之外，与齿轮定位夹紧模块(3)固定连接，齿轮定位夹紧模块(3)用于夹紧减速机齿轮。

2.根据权利要求1所述的适用于减速机齿轮用的多自由度定位夹紧装置，其特征在于，所述齿轮定位夹紧模块(3)包括圆形的定位底盘(301)和四个夹紧单元；所述定位底盘(301)沿径向设置有四个滑槽，相邻的两个滑槽之间的夹角为90度，四个滑槽在定位底盘(301)的圆心处连通；每个滑槽内设置有一个夹紧单元。

3.根据权利要求2所述的适用于减速机齿轮用的多自由度定位夹紧装置，其特征在于，所述夹紧单元包括夹持挡板(302)、复位弹簧(303)、伸缩导杆(304)、支撑底板(305)、电磁铁(306)、滑动连接板(307)和推进模组(308)，所述复位弹簧(303)套在伸缩导杆(304)上，复位弹簧(303)的一端与支撑底板(305)连接，另一端与滑动连接板(307)相连，所述夹持挡板(302)固定安装在滑动连接板(307)上方；所述夹持挡板(302)下端两侧均固定连接有两组电磁铁(306)，用于限制夹持挡板(302)的移动；所述推进模组(308)用于驱动夹持挡板(302)沿着滑槽滑移。

4.根据权利要求3所述的适用于减速机齿轮用的多自由度定位夹紧装置，其特征在于，所述推进模组(308)包括推进控制器(3081)、推进电机(3082)、电机齿轮(3083)、连接齿轮(3084)、连接杆(3085)和推进杆(3086)；推进电机(3082)的输出轴与电机齿轮(3083)相连，电机齿轮(3083)与连接齿轮(3084)相互啮合，连接杆(3085)的一端固定在连接齿轮(3084)上，连接杆(3085)的另一端与推进杆(3086)相连，推进杆(3086)与夹持挡板(302)相连。

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