齿轮加工装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种齿轮加工装置，包括：夹具(1)，该夹具安装待加工的齿轮(2)，该夹具(1)具有沿所述齿轮(2)中心轴线方向直线移动的自由度和垂直于所述齿轮(2)中心轴线方向直线移动的自由度，所述齿轮(2)具有围绕所述中心轴线方向旋转的自由度；刀具(3)，该刀具(3)对所述齿轮的齿顶边(4)进行倒棱加工，所述刀具(3)设置在刀具安装机构(5)上并具有六个方向的自由度，该齿轮加工装置结构简单，能够对不同齿数不同模数的齿轮进行倒棱加工，确保齿顶倒棱的一致性和精确性，并有效地降低齿轮的加工成本。
【专利说明】
齿轮加工装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及齿轮加工【技术领域】，具体地，涉及一种能够对齿轮的齿顶边进行倒棱加工的齿轮加工装置。
【背景技术】
[0002]通常，在用于汽车变速器的齿轮特别是斜齿轮的加工过程中，为了避免该齿轮与其他传动齿轮产生干涉并提高其传动性能，需要对该齿轮特别是斜齿轮进行齿顶倒棱加工，也就是将齿轮的齿的齿顶边去除，以形成一斜边结构。
[0003]目前对于新齿轮的试制，齿顶倒棱加工大多数采用人工打磨的方式进行，即人工手持打磨机对齿轮的齿顶边进行打磨倒棱，这种作业方式不仅劳动强度大，而且产品精度不高，导致齿轮的棱角大小一致性较差，此外，手工打磨对人工的熟练度和技能要求比较高，且效率低。
[0004]为此，一些厂家采用专用的滚刀直接加工出齿顶棱角，然而，这种对于少量的试制齿轮而言，显然提高了试制齿轮的加工成本，并且滚刀的维修更换周期较长，此外，一种滚刀仅能加工对应的齿轮，无法对不同齿数和不同模数的齿轮进行加工，针对不同的齿轮，需要更换相应的滚刀，从而使加工成本提高。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种齿轮加工装置，该齿轮加工装置结构简单，能够对不同齿数不同模数的齿轮进行倒棱加工，确保齿顶边倒棱的一致性和精确性，并有效地降低齿轮的加工成本。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型提供一种齿轮加工装置，该齿轮加工装置包括:夹具，该夹具安装待加工的齿轮，该夹具具有沿所述齿轮中心轴线方向直线移动的自由度和垂直于所述齿轮中心轴线方向直线移动的自由度，所述齿轮具有围绕所述中心轴线方向旋转的自由度；
[0007]刀具，该刀具对所述齿轮的齿顶边进行倒棱加工，所述刀具设置在刀具安装机构上并具有六个方向的自由度。
[0008]通过上述技术方案，由于刀具具有六个方向的自由度，并且夹具能够带动齿轮在沿齿轮中心轴线方向直线移动和垂直于齿轮中心轴线方向直线地移动，也就是，齿轮具有两个方向的自由度，从而该齿轮加工装置能够对不同齿数不同模数的齿轮进行倒棱加工，确保齿顶倒棱的一致性和精确性，有效地降低齿轮的加工成本，并且结构简单。
[0009]优选地，所述刀具安装机构包括安装柱、调节块以及调节杆，其中，所述安装柱通过滑动副水平地滑动设置，所述调节块在所述安装柱的轴向方向滑动套装在所述安装柱上，所述调节杆水平滑动地设置在所述调节块上并且所述调节杆的水平运动方向不与所述安装柱的水平运动方向平行，所述刀具安装在所述调节杆上。
[0010]优选地，所述调节块在所述安装柱上转动设置。
[0011]优选地，所述刀具传动连接有驱动装置，该驱动装置固定安装在所述调节杆上。
[0012]优选地，所述齿轮加工装置还包括倒棱引导机构，该倒棱引导机构具有第一引导体，在所述齿轮的倒棱位置，所述第一引导体在所述齿轮直线运动时接触所述齿轮的齿的侧面。
[0013]优选地，所述倒棱引导机构还包括与所述第一引导体间隔设置的第二引导体，所述第一引导体和所述第二引导体之间的间距可调整，并且分别与所述齿轮的同一个所述齿的两个所述侧面接触。
[0014]优选地，所述第一引导体和所述第二引导体分别形成有与所述侧面接触的第一球体和第二球体。
[0015]优选地，所述倒棱引导机构还包括支板和固定在该支板上的引导体安装座。
[0016]优选地，所述夹具固定连接在垂直气缸的输出端上，所述垂直气缸固定安装在滑台上，所述滑台滑动设置在水平导轨上并连接于水平气缸，所述滑台连接有行程限位块。
[0017]优选地，所述水平导轨和所述滑台位于所述支板的一侧，所述水平气缸位于所述支板的另一侧，所述水平气缸的输出端穿过形成在所述支板上的开口以与所述滑台连接。
[0018]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0020]图1是本实用新型【具体实施方式】提供的齿轮加工装置的立体结构示意图；
[0021]图2是图1的齿轮加工装置的第一引导体和第二引导体与齿轮的同一个齿的侧面接触的立体结构示意图；
[0022]图3是本实用新型的齿轮加工装置中齿轮的移动路线示意图。
[0023]附图标记说明
[0024]I夹具 2齿轮3刀具
[0025]4齿顶边5刀具安装机构6安装柱
[0026]7调节块8调节杆9滑动副
[0027]10驱动装置11倒棱引导机构12第一引导体
[0028]13齿14侧面15第二引导体
[0029]16第一球体17第二球体 18支板
[0030]19安装座 20垂直气缸 21滑台
[0031]22水平导轨23水平气缸24开口
[0032]25安装板 26行程限位块 92燕尾槽滑轨
[0033]91燕尾槽滑块
【具体实施方式】
[0034]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0035]如图1所示，本实用新型【具体实施方式】提供的齿轮加工装置包括夹具I和刀具3，其中，
[0036]夹具I安装待加工的齿轮2，并且该夹具I具有沿所述齿轮2中心轴线方向直线移动的自由度和垂直于所述齿轮2中心轴线方向直线移动的自由度，所述齿轮2具有围绕所述中心轴线方向旋转的自由度；刀具3对所述齿轮的齿顶边4进行倒棱加工，并且所述刀具3设置在刀具安装机构5上并具有六个方向的自由度。
[0037]这样，由于刀具具有六个方向的自由度，也就是，刀具能够在前后左右上下六个方向移动，从而可以根据不同模数不同齿数的齿轮来调整刀具3的位置，并且夹具能够带动齿轮在沿齿轮中心轴线方向直线移动和垂直于齿轮中心轴线方向直线地移动，也就是，齿轮具有两个方向的自由度，从而通过夹具I能够带动齿轮2在倒棱位置和设定位置之间运动，使得该齿轮加工装置能够对不同齿数不同模数的齿轮进行倒棱加工，确保齿顶倒棱的一致性和精确性，有效地降低齿轮的加工成本，并且结构简单。
[0038]图1显示了刀具安装机构5的一种结构形式，但应当理解的是，其并不限于此，只要能够实现刀具3的六个方向上的自由度即可。
[0039]如图1所示，具体地，刀具安装机构5包括安装柱6、调节块7以及调节杆8，其中，所述安装柱6通过滑动副9水平地滑动设置，所述调节块7在所述安装柱6的轴向方向滑动套装在所述安装柱6上，所述调节杆8水平滑动地设置在所述调节块7上并且所述调节杆8的水平运动方向不与所述安装柱6的水平运动方向平行，所述刀具3安装在所述调节杆8上，这样，安装柱6的水平滑动可以实现刀具的前后运动，调节块7的滑动实现刀具的上下运动，而调节杆8的滑动则实现刀具的左右运动。
[0040]如图1所示，滑动副9的一种结构形式包括水平布置的燕尾槽滑轨92和滑动地配合在其上的燕尾槽滑块91，而安装柱6的底部固定安装在燕尾槽滑块91上。
[0041]进一步的，为了提高刀具3的可调整性，优选地，所述调节块7在所述安装柱6上转动设置，也就是，调节块7既能够在安装柱6上上下滑动，也能够绕安装柱6的轴线转动。
[0042]进一步，为了提高该齿轮加工装置的结构紧凑性，优选地，刀具3传动连接有驱动装置10，并且该驱动装置10固定安装在所述调节杆8上。
[0043]驱动装置10可以为电机。
[0044]刀具3为砂轮。
[0045]另外，为了提高加工效率并且提高齿顶边4倒棱加工的精度和一致性，优选地，如图1和2所示，本实用新型的齿轮加工装置还包括有倒棱引导机构11，该倒棱引导机构11具有第一引导体12，在所述齿轮2从其设定位置运动到其倒棱位置并开始进行倒棱加工时，所述第一引导体12在所述齿轮2直线运动时接触所述齿轮2的齿13的侧面14。
[0046]如图1、2和3所示，以齿轮2为斜齿轮为例,夹具I带动齿轮2从设定位置运动到其倒棱位置，此时，第一引导体12将接触所述斜齿轮的齿13的侧面14，而刀具3则作用于齿轮的其他齿的齿顶边4，这样，夹具I带动齿轮在齿轮的中心轴线方向上向上直线运动时，刀具3将对齿顶边4进行倒棱加工，同时由于第一引导体12接触侧面14，将驱使齿轮相应地旋转，从而实现对斜齿轮持续的倒棱加工。当一个齿顶边4倒棱完毕后，夹具I将带动齿轮2从倒棱位置运动到设定位置，以进行下一次倒棱加工。
[0047]当所述齿轮2为直齿轮时，第一引导体12同样与所述直齿轮的齿的侧面接触，以在所述直齿轮在其中心轴线方向上直线运动时对齿轮进行良好的引导作用，以实现精确和一致的倒棱加工。此时，第一引导体12将不驱使直齿轮转动，相应地，齿轮2为直齿轮时所述齿轮加工装置将包括驱动所述直齿轮在所述设定位置进行相应转动的旋转驱动机构(图中未显示)。
[0048]进一步地，为了实现对齿轮更良好的引导效果，优选地，如图2所示，所述倒棱引导机构11还包括与所述第一引导体12间隔设置的第二引导体15，所述第一引导体12和所述第二引导体15之间的间距可调整，并且分别与所述齿轮2的同一个所述齿13的两个所述侧面14接触。这样，通过调整所述第一引导体12和所述第二引导体15之间的间距，可以适应不同的齿距，同时，齿轮的齿将进入到所述第一引导体12和所述第二引导体15之间间距中，从而在齿轮为斜齿轮时更稳定地驱动斜齿轮转动，或者在齿轮为直齿轮时更良好地引导直齿轮的移动。
[0049]更进一步地，如图2所示，所述第一引导体12和所述第二引导体15分别形成有与所述侧面14接触的第一球体16和第二球体17，通过球体与面的滑动配合，可以实现更良好的引导作用。
[0050]此外，如图1所示，所述倒棱引导机构11还包括支板18和固定在该支板18上的引导体安装座19。例如，如图1所示，引导体安装座19上形成有安装空间，所述第一引导体12和所述第二引导体15依次层叠布置在该安装空间内，而第一球体16和第二球体17则分别形成在所述第一引导体12和所述第二引导体15朝向齿轮的侧表面上。
[0051]进一步，夹具I带动齿轮进行两个方向上的自由度可通过以下的结构来实现，具体地，如图1所示，所述夹具I固定连接在垂直气缸20的输出端上，所述垂直气缸20固定安装在滑台21上，所述滑台21滑动设置在水平导轨22上并连接于水平气缸23，所述滑台21连接有行程限位块26。
[0052]这样，夹具I在垂直气缸20和水平气缸23的作用下，能够实现齿轮的垂直运动和水平运动，如图3所示，同时，齿轮的水平运动将受到行程限位块26的约束，从而根据不同模数不同齿数的齿轮来具体调整。
[0053]进一步，为了实现该齿轮加工装置的结构紧凑性，如图1所示，所述水平导轨22和所述滑台21位于所述支板18的一侧，所述水平气缸23位于所述支板18的另一侧，所述水平气缸23的输出端穿过形成在所述支板18上的开口 24以与所述滑台21连接。
[0054]此外，如图1所示，所述齿轮加工装置还包括安装板25，而以上描述的全部机构和部件则设置在该安装板25上。
[0055]以下结合图1-3详细说明本实用新型齿轮加工装置的一种实施例的工作原理，以齿轮2为斜齿轮为例:
[0056]当垂直气缸20带动待加工的齿轮2在所述倒棱位置垂直向上运动时，第一引导体12和第二引导体15将纫入斜齿轮的齿槽中并与同一齿的两个侧面分别接触，以在斜齿轮垂直向上移动的同时迫使斜齿轮旋转，此时便实现了齿顶边上所有的点做螺旋运动，同时，在固定位置旋转的砂轮便能够对一条齿顶边上所有的点进行磨削加工。当加工完毕一整条齿顶边，斜齿轮将向上运动到上极限位置，然后在水平气缸23的作用下做水平运动，远离第一引导体12和第二引导体15以及砂轮(如图3所示)，然后再做垂直向下移动，进而再做水平返回运动，到达所述设定位置。此时，由于第一导向体和第二导向体的引导作用，被加工的斜齿轮已经围绕自身中心轴线旋转了一定角度，如果此时该斜齿轮再垂直向上移动，将进入下一个循环，那么，第一导向体和第二导向体将刚好纫入与之前齿槽相邻的下一个齿槽中(也就是，第一导向体和第二导向体刚好与下一个相邻的齿的两个侧面接触)，这样，砂轮便能够对下一条齿顶边进行磨削加工。依次循环，直至全部齿顶边被加工出棱角。
[0057]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0058]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种齿轮加工装置，其特征在于，该齿轮加工装置包括: 夹具(I)，该夹具安装待加工的齿轮(2)，该夹具(I)具有沿所述齿轮(2)中心轴线方向直线移动的自由度和垂直于所述齿轮(2)中心轴线方向直线移动的自由度，所述齿轮(2)具有围绕所述中心轴线方向旋转的自由度； 刀具(3)，该刀具(3)对所述齿轮(2)的齿顶边(4)进行倒棱加工，所述刀具(3)设置在刀具安装机构(5)上并具有六个方向的自由度。
2.根据权利要求1所述的齿轮加工装置，其特征在于，所述刀具安装机构(5)包括安装柱出)、调节块(7)以及调节杆(8)，其中，所述安装柱(6)通过滑动副(9)水平地滑动设置，所述调节块(7)在所述安装柱(6)的轴向方向滑动套装在所述安装柱(6)上，所述调节杆(8)水平滑动地设置在所述调节块(7)上并且所述调节杆(8)的水平运动方向不与所述安装柱￠)的水平运动方向平行，所述刀具(3)安装在所述调节杆(8)上。
3.根据权利要求2所述的齿轮加工装置，其特征在于，所述调节块(7)在所述安装柱(6)上转动设置。
4.根据权利要求2所述的齿轮加工装置，其特征在于，所述刀具(3)传动连接有驱动装置(10)，该驱动装置(10)固定安装在所述调节杆(8)上。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的齿轮加工装置，其特征在于，还包括倒棱引导机构(11)，该倒棱引导机构(11)具有第一引导体(12)，在所述齿轮(2)的倒棱位置，所述第一引导体(12)在所述齿轮(2)直线运动时接触所述齿轮(2)的齿(13)的侧面(14)。
6.根据权利要求5所述的齿轮加工装置，其特征在于，所述倒棱引导机构(11)还包括与所述第一引导体(12)间隔设置的第二引导体(15)，所述第一引导体(12)和所述第二引导体(15)之间的间距可调整，并且分别与所述齿轮(2)的同一个所述齿(13)的两个所述侧面(14)接触。
7.根据权利要求6所述的齿轮加工装置，其特征在于，所述第一引导体(12)和所述第二引导体(15)分别形成有与所述侧面(14)接触的第一球体(16)和第二球体(17)。
8.根据权利要求5所述的齿轮加工装置，其特征在于，所述倒棱引导机构(11)还包括支板(18)和固定在该支板(18)上的引导体安装座(19)。
9.根据权利要求8所述的齿轮加工装置，其特征在于，所述夹具(I)固定连接在垂直气缸(20)的输出端上，所述垂直气缸(20)固定安装在滑台(21)上，所述滑台(21)滑动设置在水平导轨(22)上并连接于水平气缸(23)，所述滑台(21)连接有行程限位块(26)。
10.根据权利要求9所述的齿轮加工装置，其特征在于，所述水平导轨(22)和所述滑台(21)位于所述支板(18)的一侧，所述水平气缸(23)位于所述支板(18)的另一侧，所述水平气缸(23)的输出端穿过形成在所述支板(18)上的开口(24)以与所述滑台(21)连接。
【文档编号】B23F19/10GK203936478SQ201420286873
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】孟雷, 张庆云, 王江飞, 尤秀亮, 贾朋, 杨硕雷 申请人:长城汽车股份有限公司