CN101664831B

CN101664831B - 齿轮孔自定心滚珠夹具

Info

Publication number: CN101664831B
Application number: CN2009101770065A
Authority: CN
Inventors: 曾光荣·巴拿巴
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2029-09-17
Also published as: CN101664831A

Abstract

本发明提供一种齿轮孔自定心滚珠夹具，包括夹具心轴、压盖、碟形弹簧、定心锥套、滚珠圈、滚珠、底盘。所述夹具心轴上套装有滚珠圈和定心锥套，滚珠圈上的滚珠限位孔中安放有滚珠，定心锥套顶在滚珠上。在滚珠圈外套装有齿轮坯，滚珠顶在齿轮坯的齿轮孔上；在定心锥套上端压有碟形弹簧。本发明的优点是：夹具变径量大，可以精确定心，并可同时作多件齿轮的齿部加工，夹具心轴不必常换。本夹具结构简单，省时、省力，制造成本低廉。

Description

齿轮孔自定心滚珠夹具

技术领域

本发明涉及一种齿轮外齿加工的夹具，可用于滚齿、插齿、剃齿、珩齿、伞齿轮切削、以及保持外圆与内孔同心度的齿轮坯车削；如果用量具精确制造，也适于磨齿。

背景技术

在齿轮加工过程中，要制造出高精度齿轮，就必须控制加工工艺的各个误差项目。齿轮加工时主要是以中心孔和端面做定位基准，因此保证精确定心是提高加工精度非常重要的方法。

目前现有技术中，存在各种齿轮孔定心夹具，广泛使用的是心轴配定心衬套的夹具，或微锥度心轴配弹性套的自定心夹具，如ZIMMERMANN的德国专利DE4,032,881(A1)(1992年)，美国HUNKELER的国际专利WO83/03,562(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(留磨齿轮坯)范围内。还有的采用齿轮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，其定心精度仍在0.005-0.020毫米范围内，但装卸工件和更换定心元件麻烦，夹具制造成本高昂，圆锥孔定心更要专用器具。

以上现有技术的夹具存在共有的缺陷：

1.变径量一般只有半毫米范围；

2.圆锥孔定心要专用元件；

3.一般不易多件滚齿；

4.夹具制造成本高；

5.单件小批生产时，必须时常费时、费力地更换夹具。

发明内容

本发明的目的是提供一种能加工单件或多件齿轮坯的齿轮夹具，该夹具适应孔径大范围变化，并能快速而精确定心、强力夹紧齿轮，该夹具使齿轮自然定心，定心元件能控制在极高精度，且变径量大。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：其包括夹具心轴、压盖、碟形弹簧、定心锥套、滚珠圈、底盘；所述夹具心轴上套装有滚珠圈和定心锥套，滚珠圈上设有滚珠限位孔，在滚珠限位孔中安放有滚珠，定心锥套位于滚珠圈内，顶在滚珠上，滚珠由滚珠圈和上端的定心锥套固定；在滚珠圈外套装有齿轮坯，滚珠顶在齿轮坯的内孔上；在滚珠圈的最下端是一底盘；在定心锥套上端压有碟形弹簧；碟形弹簧上端压有一个压盖，压盖上端设有旋拧在夹具心轴上的旋紧螺帽。

在所述滚珠圈和底盘之间有一垫圈。

所述滚珠圈上端盖有一个挡圈。

所述碟形弹簧和压盖之间有一顶部压块。

所述夹具心轴的顶端为一与夹具心轴一体的六角头，在所述的六角头上固定一个挡杆。

所述压盖上安有一根竖直向上的螺栓。

本发明的优点是：

1、本夹具变径量大，具有容易更换变径量很大的滚珠和锥套等定心元件，而方便地适应孔径大范围的变化，能快速而精确的定心、强力夹紧，只要端面平行度高，就可同时作多件齿轮的齿部加工；用夹具数副，即适于最常使用的150毫米内齿轮孔径的自定心，从而节省成千个定心衬套，或几十副弹性套定心夹具。

2、本夹具可以保证精密滚齿的定心精度；如果用量具精确制造，则可以成为磨齿夹具。

3、只要端面平行度高(必要时粗磨)，就可作多件齿轮坯重叠滚齿，能成倍地节约螺旋齿轮的滚齿时间。

4、夹具心轴不必经常更换，更换滚珠方便，省时、省力。

5、夹具结构简单，多为标准件制造，成本低廉。

6、本夹具因定心精度高，使磨齿余量更充裕，从而降低了磨齿质量的意外风险。

附图说明

图1是自定心滚珠夹具加工单件齿轮时未夹紧状态的结构示意图。

图2是自定心滚珠夹具加工单件齿轮时夹紧状态的结构示意图。

图3是滚珠圈的剖视图。

图4是滚珠圈的俯视图。

图5是图3中的A向视图。

图6是图3中的B向视图。

图7是挡圈的俯视图。

图8是垫圈的剖视图。

图9是垫圈的仰视图。

图10是自定心滚珠夹具加工两件齿轮的结构示意合成图(中心线左侧为未夹紧状态，右侧为夹紧状态)。

附图标注

1.夹具心轴 6.齿轮坯 10.挡圈

1a.六角头 7.滚珠圈 11.垫圈

2.压盖 7a.滚珠限位孔 12.底盘

3.碟形弹簧 7b.挡圈槽 13.挡杆

4.定心锥套 8.压块 14.螺栓

5.滚珠 9.旋紧螺帽 15.顶部压块

具体实施方式

参见附图，图1表示的是单件齿轮坯加工前未夹紧的状态。本发明包括夹具心轴1、压盖2、碟形弹簧3、定心锥套4、滚珠5、底盘12。所述夹具心轴1上套装有滚珠圈7和定心锥套4，在滚珠圈7上设有滚珠限位孔7a，滚珠限位孔7a是一个外小内大的锥形孔。在滚珠限位孔7a中安放有三颗或更多的精密滚珠5，滚珠5的直径大于滚珠限位孔7a的外圈直径，小于滚珠限位孔7a的内圈直径，因此滚珠5被限定在滚珠圈7中，使滚珠5在夹具放松时能向中间滚动，而不会外落。定心锥套4位于滚珠圈7内，顶在滚珠5上，滚珠5由上端的定心锥套4和滚珠圈7固定，定心锥套的优选锥角为70度；在滚珠圈7的最下端是一底盘12，底盘12是一种高硬度精密底盘。在滚珠圈7外套装有齿轮坯6，齿轮坯6的内孔和已被定位的滚珠5顶在一起；在定心锥套4上端压有碟形弹簧3；碟形弹簧3上端压有一个压盖2，所述碟形弹簧3和压盖2之间有一作为垫片用的顶部压块15，压盖2上端设置有旋紧螺帽9，旋紧螺帽9旋拧在夹具心轴1上部的螺纹段内；夹具心轴1的顶端为一与夹具心轴1一体的六角头1a，在所述的六角头1a上固定一个挡杆13。，所述压盖2上安有一根竖直向上的螺栓14。在旋紧螺帽9旋紧前，压盖2和齿轮坯6顶面之间存在间隙，碟形弹簧3处于较松弛状态。

图2表示的是加工单件齿轮坯夹紧状态时的结构示意图。当加工齿轮坯6前，由于液压力作用或者旋紧螺帽9用扳手旋紧时，压盖2通过顶部压块15压紧碟形弹簧3，通过压块8使与机床回转心轴同心的定心锥套4压向精密滚珠5，滚珠5均匀地推动齿轮孔，使齿轮坯6自然地精确定心；当旋紧螺帽9继续压紧时，滚珠5受定心锥套4的压力，在定心锥套4和滚珠圈7的合力作用下向外运动，顶紧齿轮坯6的齿轮孔，从而使齿轮坯6固定在夹具心轴1上，齿轮坯6被强力夹紧。由于旋紧螺帽9被扳手拧紧时，压盖2会随之转动，螺栓14随着压盖2转到固定在夹具心轴1上端的挡杆13，则阻止了压盖2的转动，从而可以继续拧紧旋紧螺帽9，齿轮坯6得到精确定心，并被强力夹紧。

图3至图6是滚珠圈7的结构示意图。参见图3至图6，在滚珠圈7上有滚珠限位孔7a和挡圈槽7b。在图3和图4所示的实施例中，滚珠限位孔7a的数目为是三个，但根据加工齿轮坯6尺寸大小，并不限定其数目。滚珠圈7上有三个挡圈槽7b，挡圈槽7b为L形槽，它和图7所示的挡圈10相匹配。参见图7，挡圈10上有三瓣挡圈翅，可插在挡圈槽7b中。当挡圈10向一方向转动时，挡圈翅卡紧在挡圈槽7b中，挡圈10盖紧在滚珠圈7上，滚珠圈7内的滚珠5和定心锥套4就锁在一起。加工完成后，挡圈10向相反方向转动，可从滚珠圈7上取下。以这种结构，定心锥套4就容易地配换不同尺寸的滚珠5和相应的滚珠圈7，方便地适应齿轮各种孔径的需要。

图8和图9是垫圈11的结构示意图，垫圈11为一高硬度垫圈，夹在滚珠圈7和底盘12之间，垫圈11底部有槽口，垫圈11被切削油粘在底盘12上，用螺丝刀容易从槽口中将垫圈11撬起后由底盘12上取出。

本发明可加工单件齿轮坯6，也可以根据需要同时加工多件齿轮坯6，同时加工齿轮坯6的数目可以是2-8件。图10所示为加工两件齿轮坯6的示意图。加工两件以上多个时，其结构和图10所示的结构相似，齿轮坯6套在夹具心轴1上叠加在一起。每一件齿轮坯6与一个滚珠圈7和一个定心锥套4一一对应。在加工多件齿轮坯6时，上面的滚珠圈7与下部的压块8之间也夹有垫圈11。对两件以上重叠自定心滚齿的齿轮坯6，特别对于螺旋齿轮坯6，可以成倍地减少切齿工时，提高了加工效率，节约了人力和物力。

Claims

1.一种齿轮孔自定心滚珠夹具，其特征在于：包括夹具心轴、压盖、碟形弹簧、定心锥套、滚珠圈、底盘；所述滚珠圈和定心锥套套装在夹具心轴上，滚珠圈上设有滚珠限位孔，滚珠圈上的滚珠限位孔为外小内大的锥形孔，在滚珠限位孔中安放有滚珠，定心锥套位于滚珠圈内，顶在滚珠上，滚珠由上端的定心锥套和滚珠圈固定，滚珠圈放置在底盘上；在滚珠圈外套装有齿轮坯，滚珠顶在齿轮坯的齿轮孔上；在定心锥套上端压有碟形弹簧；碟形弹簧上端压有一个压盖，压盖上安有一根竖直向上的螺栓，压盖上端设置有旋紧螺帽，旋紧螺帽旋拧在夹具心轴上，夹具心轴的顶端为一与夹具心轴一体的六角头，在所述的六角头上固定一个挡杆。

2.根据权利要求1所述的齿轮孔自定心滚珠夹具，其特征在于：所述定心锥套锥角为70度。

3.根据权利要求1所述的齿轮孔自定心滚珠夹具，其特征在于：所述滚珠圈上端盖有一个挡圈。

4.根据权利要求1所述的齿轮孔自定心滚珠夹具，其特征在于：所述碟形弹簧和压盖之间有一顶部压块。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的齿轮孔自定心滚珠夹具，其特征在于：齿轮坯的数目是1-8件，在齿轮坯为两件以上时，齿轮坯套在夹具心轴上叠加在一起，每一件齿轮坯与一个滚珠圈和一个定心锥套一一对应。