CN105618865A - 精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装，包括工作台，所述工作台上设有砂轮安装调节工装和齿轮装夹工装；砂轮安装调节工装包括底座，底座上设有竖直的导杆，导杆上设有滑座，滑座上设有砂轮安装座，砂轮安装座上安装有砂轮机构；齿轮装夹工装包括安装底座，安装底座上竖直安装有液胀夹具；安装底座内还设有步进电机机构；安装底座上设有定位啮合机构；定位啮合机构包括定位安装在所述安装底座上的定位滑台，定位滑台上设有活塞杆伸缩方向位于液胀夹具本体的径向方向的定位气缸，定位气缸的活塞杆上连接有定位卡子，定位卡子背向定位气缸的端面上设有与套装在装夹段上的齿轮工件的齿轮啮合的卡齿。
Description
技术领域
本发明属于机械工装夹具技术领域，具体的涉及一种精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装。
背景技术
在齿轮加工中，往往需要在齿轮的轮齿端部加工倒角。由于齿轮的结构特点，无法先用车削加工的方法在齿轮轮齿端部加工倒角，因而现有的方法中，一般采用铣削加工的方式在齿轮轮齿端部加工倒角。采用铣削加工的方法虽然能够满足在齿轮轮齿端部加工倒角的需求，但是专用的铣床价格昂贵，中小企业难以配备。另外，铣刀的损耗也较大，这些无疑都增加了齿轮的加工成本和企业的负担。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装，不仅能够采用磨削的方式在齿轮的齿轮端部加工倒角，降低成本，而且齿轮轴装夹稳固，并能够精确地步进旋转。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装，包括工作台，所述工作台上设有砂轮安装调节工装和齿轮装夹工装；
所述砂轮安装调节工装包括底座，所述底座上设有竖直的导杆，所述导杆上设有与其滑动配合套装有滑座，所述滑座上设有砂轮安装座，所述砂轮安装座上安装有砂轮机构；所述砂轮机构包括气动马达和安装在所述气动马达的转轴上的砂轮；所述滑座与所述导杆之间设有锁紧其位置的锁紧机构；
所述砂轮安装座包括两块相互平行的安装板，所述气动马达旋转配合安装在两块所述安装板之间，且所述气动马达的转轴的轴线水平，所述砂轮安装座上还设有用于驱动所述气动马达旋转的驱动机构；
所述齿轮装夹工装包括安装底座，所述安装底座上竖直安装有用于套装在齿轮工件中心孔内的液胀夹具，所述液胀夹具包括呈轴状的夹具本体，所述夹具本体包括与齿轮工件配合的装夹段和与所述安装底座配合的安装段，所述装夹段和安装段之间设有限位轴环，所述装夹段内设有用于胀紧固定齿轮工件的液胀结构；所述安装底座内还设有用于驱动所述液胀夹具步进旋转的步进电机机构；
所述安装底座上设有用于精确定位所述液胀夹具旋转位置的定位啮合机构；所述定位啮合机构包括定位安装在所述安装底座上的定位滑台，所述定位滑台上设有活塞杆伸缩方向位于所述液胀夹具本体的径向方向的定位气缸，所述定位气缸的活塞杆上连接有定位卡子，所述定位卡子背向所述定位气缸的端面上设有与套装在所述装夹段上的齿轮工件的齿轮啮合的卡齿。
进一步，所述驱动机构包括套装在所述气动马达转轴上并与所述气动马达同步转动的转动柄、固定安装在所述砂轮安装座上用于驱动所述转动柄旋转的驱动气缸和安装在所述砂轮安装座与所述气动马达之间用于所述气动马达复位的弹簧，所述弹簧与所述气动马达的连接点和所述驱动气缸活塞杆与所述转动柄的接触配合点分别位于所述气动马达的转轴的两侧。
进一步，所述导杆设置为相互平行的两根；所述锁紧机构包括设置在所述滑座上并位于其中一根所述导杆的径向方向的螺纹孔和安装在所述螺纹孔内的锁紧螺钉。
进一步，所述底座包括底板和滑动配合安装在所述底板上的滑板，所述导杆固定安装在所述滑板上。
进一步，所述液胀结构包括设置在所述装夹段上的薄膨胀衬套、设置在所述薄膨胀衬套内侧的膨胀室和与所述膨胀室相连通的液胀油路，所述液胀油路内设有用于调节所述薄膨胀衬套输出液胀力大小的液胀螺钉。
进一步，所述液胀螺钉设置在所述装夹段的上端端面上。
进一步，还包括罩在所述工作台上的防尘罩，所述防尘罩上设有用于排除灰尘的吸风风机。
进一步，所述限位轴环与所述安装底座之间设有推力轴承；所述安装底座上设有用于套装所述安装段的安装孔，所述安装孔内套装设有与所述安装段配合的衬套。
进一步，所述定位卡子与所述定位滑台之间设有位于所述液胀夹具本体径向方向的滑轨。
本发明的有益效果在于：
本发明精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装，通过在工作台上安装砂轮安装调节工装，使用时，将齿轮工件装夹在齿轮装夹工装上，将砂轮安装在气动马达上，调节气动马达在导杆上的位置，并利用驱动机构调节气动马达的倾斜角度，使砂轮正好与齿轮工件的轮齿端部接触，启动气动马达即可实现在齿轮轮齿端部加工倒角，并根据加工进程调节砂轮的进给量，如此，便可逐步地在齿轮工件的所有轮齿上磨削加工倒角；
通过在齿轮装夹工装上设置液胀夹具，使用时，直接将齿轮工件套装在液胀夹具的装夹段上，利用液胀力将齿轮工件胀紧固定，操作简单，装夹稳定，能够有效避免齿轮工件在加工过程中由于存在安装间隙而振动；通过设置步进电机机构，能够驱动齿轮工件步进旋转，且当齿轮工件旋转到位后，启动定位气缸，驱动卡子与设置在齿轮轴上的齿轮啮合，实现对齿轮轴旋转位置的精确微调，如此，可确保齿轮轴每次旋转后，其轮齿均在一个固定的位置处，便于精确加工；因此，本发明的齿轮轮齿端部倒角磨削工装不仅能够实现在齿轮的齿轮端部磨削加工倒角，而且装夹稳固、结构简单、制作简便、砂轮损耗较小，即能够有效降低成本。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装实施例的结构示意图；
图2为砂轮机构的受力示意图；
图3为液胀夹具的结构示意图；
图4为齿轮装夹工装的结构示意图；
图5为定位啮合机构的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，为本发明精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装实施例的结构示意图。本实施例精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装，包括工作台1，所述工作台1上设有砂轮安装调节工装和齿轮装夹工装。
所述砂轮安装调节工装包括底座3，所述底座3上设有竖直的导杆4，所述导杆4上设有与其滑动配合套装有滑座5，所述滑座5上设有砂轮安装座6，所述砂轮安装座6上安装有砂轮机构。所述砂轮机构包括气动马达7和安装在所述气动马达7的转轴上的砂轮8。所述滑座5与所述导杆4之间设有锁紧其位置的锁紧机构。本实施例的导杆4设置为相互平行的两根，其中一根导杆的直径大于另一根导杆的直径，本实施例的锁紧机构包括设置在所述滑座5上并位于其中一根所述导杆4的径向方向的螺纹孔和安装在所述螺纹孔内的锁紧螺钉9，本实施例的螺纹孔设置在直径较大的导杆的径向方向上，利用锁紧螺钉能够方便地锁定滑座5的位置。
所述砂轮安装座6包括两块相互平行的安装板10，所述气动马达7旋转配合安装在两块所述安装板10之间，且所述气动马达7的转轴的轴线水平，所述砂轮安装座6上还设有用于驱动所述气动马达7旋转的驱动机构。
本实施例的驱动机构包括套装在所述气动马达7转轴上并与所述气动马达7同步转动的转动柄11、固定安装在所述砂轮安装座6上用于驱动所述转动柄11旋转的驱动气缸12和安装在所述砂轮安装座6与所述气动马达7之间用于所述气动马达7复位的弹簧13，所述弹簧13与所述气动马达7的连接点和所述驱动气缸12活塞杆与所述转动柄11的接触配合点分别位于所述气动马达7的转轴的两侧，如此，弹簧13作用在气动马达7上的弹力F弹簧相对于气动马达7转轴的弯矩与驱动气缸12作用在气动马达7转轴上的力F气缸的扭矩相反，如此便可实现气动马达7的位置平衡。另外，驱动气缸12作用在气动马达7转轴上的扭矩与齿轮工件16作用在砂轮8上的力F工件相对于气动马达7转轴的弯矩的方向相反，可有效避免在磨削过程中砂轮8与齿轮工件脱离，保证磨削加工的正常进行，如图2所示。
进一步，底座3包括底板3a和滑动配合安装在所述底板3a上的滑板3b，所述导杆4固定安装在所述滑板3b上，如此，便可通过底座3调节砂轮的位置。
进一步，本实施例的齿轮轮齿端部倒角磨削工装还包括罩在所述工作台1上的防尘罩14，所述防尘罩14上设有用于排除灰尘的吸风风机15。
本实施例的齿轮装夹工装包括安装底座2，安装底座2上竖直安装有用于套装在齿轮工件中心孔内的液胀夹具17，所述液胀夹具17包括呈轴状的夹具本体，所述夹具本体包括与齿轮工件16配合的装夹段18和与所述安装底座2配合的安装段19，所述装夹段18和安装段19之间设有限位轴环20，所述装夹段18内设有用于胀紧固定齿轮工件的液胀结构。所述安装底座2内还设有用于驱动所述液胀夹具17步进旋转的步进电机机构，本实施例的步进电机机构包括步进电机21，本实施例的步进电机21的输出轴上连接有锥齿轮26，安装段19上设有锥齿轮27，步进电机21通过锥齿轮26和锥齿轮27驱动齿轮工件16旋转。
本实施例的安装底座2上设有用于精确定位液胀夹具17旋转位置的定位啮合机构。本实施例的定位啮合机构包括定位安装在安装底座2上的定位滑台28，定位滑台28上设有活塞杆伸缩方向位于液胀夹具本体的径向方向的定位气缸29，所述定位气缸29的活塞杆上连接有定位卡子30，所述定位卡子30背向所述定位气缸29的端面上设有与套装在所述装夹段18上的齿轮工件16的齿轮啮合的卡齿31。优选的，定位卡子30与定位滑台28之间设有位于齿轮轴径向方向的滑轨32，能够方便定位卡子30的滑动导向。
限位轴环20与所述安装底座2之间设有推力轴承33；所述安装底座2上设有用于套装所述安装段19的安装孔，所述安装孔内套装设有与所述安装段19配合的衬套34。
本实施例的液胀结构包括设置在所述装夹段18上的薄膨胀衬套22、设置在所述薄膨胀衬套22内侧的膨胀室23和与所述膨胀室23相连通的液胀油路24，所述液胀油路24内设有用于调节所述薄膨胀衬套23输出液胀力大小的液胀螺钉25，本实施例的液胀螺钉25设置在所述装夹段18的上端端面上。
本实施例精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装，通过在工作台上安装砂轮安装调节工装，使用时，将齿轮工件装夹在齿轮装夹工装上，将砂轮安装在气动马达上，调节气动马达在导杆上的位置，并利用驱动机构调节气动马达的倾斜角度，使砂轮正好与齿轮工件的轮齿端部接触，启动气动马达即可实现在齿轮轮齿端部加工倒角，并根据加工进程调节砂轮的进给量，如此，便可逐步地在齿轮工件的所有轮齿上磨削加工倒角；
通过在齿轮装夹工装上设置液胀夹具，使用时，直接将齿轮工件套装在液胀夹具的装夹段上，利用液胀力将齿轮工件胀紧固定，操作简单，装夹稳定，能够有效避免齿轮工件在加工过程中由于存在安装间隙而振动；通过设置步进电机机构，能够驱动齿轮工件步进旋转，且当齿轮工件旋转到位后，启动定位气缸，驱动卡子与设置在齿轮轴上的齿轮啮合，实现对齿轮轴旋转位置的精确微调，如此，可确保齿轮轴每次旋转后，其轮齿均在一个固定的位置处，便于精确加工；因此，本发明的齿轮轮齿端部倒角磨削工装不仅能够实现在齿轮的齿轮端部磨削加工倒角，而且装夹稳固、结构简单、制作简便、砂轮损耗较小，即能够有效降低成本。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装，其特征在于：包括工作台，所述工作台上设有砂轮安装调节工装和齿轮装夹工装；
所述砂轮安装调节工装包括底座，所述底座上设有竖直的导杆，所述导杆上设有与其滑动配合套装有滑座，所述滑座上设有砂轮安装座，所述砂轮安装座上安装有砂轮机构；所述砂轮机构包括气动马达和安装在所述气动马达的转轴上的砂轮；所述滑座与所述导杆之间设有锁紧其位置的锁紧机构；
所述砂轮安装座包括两块相互平行的安装板，所述气动马达旋转配合安装在两块所述安装板之间，且所述气动马达的转轴的轴线水平，所述砂轮安装座上还设有用于驱动所述气动马达旋转的驱动机构；
所述齿轮装夹工装包括安装底座，所述安装底座上竖直安装有用于套装在齿轮工件中心孔内的液胀夹具，所述液胀夹具包括呈轴状的夹具本体，所述夹具本体包括与齿轮工件配合的装夹段和与所述安装底座配合的安装段，所述装夹段和安装段之间设有限位轴环，所述装夹段内设有用于胀紧固定齿轮工件的液胀结构；所述安装底座内还设有用于驱动所述液胀夹具步进旋转的步进电机机构；
所述安装底座上设有用于精确定位所述液胀夹具旋转位置的定位啮合机构；所述定位啮合机构包括定位安装在所述安装底座上的定位滑台，所述定位滑台上设有活塞杆伸缩方向位于所述液胀夹具本体的径向方向的定位气缸，所述定位气缸的活塞杆上连接有定位卡子，所述定位卡子背向所述定位气缸的端面上设有与套装在所述装夹段上的齿轮工件的齿轮啮合的卡齿。
2.根据权利要求1所述精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装，其特征在于：所述驱动机构包括套装在所述气动马达转轴上并与所述气动马达同步转动的转动柄、固定安装在所述砂轮安装座上用于驱动所述转动柄旋转的驱动气缸和安装在所述砂轮安装座与所述气动马达之间用于所述气动马达复位的弹簧，所述弹簧与所述气动马达的连接点和所述驱动气缸活塞杆与所述转动柄的接触配合点分别位于所述气动马达的转轴的两侧。
3.根据权利要求1所述精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装，其特征在于：所述导杆设置为相互平行的两根；所述锁紧机构包括设置在所述滑座上并位于其中一根所述导杆的径向方向的螺纹孔和安装在所述螺纹孔内的锁紧螺钉。
4.根据权利要求1所述精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装，其特征在于：所述底座包括底板和滑动配合安装在所述底板上的滑板，所述导杆固定安装在所述滑板上。
5.根据权利要求1-5任一项所述精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装，其特征在于：所述液胀结构包括设置在所述装夹段上的薄膨胀衬套、设置在所述薄膨胀衬套内侧的膨胀室和与所述膨胀室相连通的液胀油路，所述液胀油路内设有用于调节所述薄膨胀衬套输出液胀力大小的液胀螺钉。
6.根据权利要求6所述精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装，其特征在于：所述液胀螺钉设置在所述装夹段的上端端面上。
7.根据权利要求1所述精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装，其特征在于：还包括罩在所述工作台上的防尘罩，所述防尘罩上设有用于排除灰尘的吸风风机。
8.根据权利要求1所述精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装，其特征在于：所述限位轴环与所述安装底座之间设有推力轴承；所述安装底座上设有用于套装所述安装段的安装孔，所述安装孔内套装设有与所述安装段配合的衬套。
9.根据权利要求1所述精确定位的齿轮轮齿端部倒角磨削工装，其特征在于：所述定位卡子与所述定位滑台之间设有位于所述液胀夹具本体径向方向的滑轨。
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