用于加工锥齿轮端面的夹具的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种用于加工锥齿轮端面的夹具。用这种夹具夹固定锥齿轮时，能自动与约束轴对中，增加加工精度。该夹具包括：底座；一端固定于底座的约束轴，约束轴从底座向外延伸出来的部分依次包括具有背离底座的小直径端的圆锥段以及表面设有外螺纹的圆柱段；胀套，所述胀套通过胀套内表面与圆锥段的接合而套装在约束轴上；安装在圆柱段上且与胀套抵接的第一螺母；套装在约束轴上且将第一螺母容纳在其中的套筒，所述套筒的第一端接触锥齿轮端面；安装在圆柱段上且与套筒的第二端抵接的第二螺母。
【专利说明】用于加工锥齿轮端面的夹具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机械加工工装，特别涉及一种用于加工锥齿轮端面的夹具。
【背景技术】
[0002]加工锥齿轮端面前，通常都是将锥齿轮的另一端顶住一个水平的底座，然后用夹具夹在待加工端的边缘。锥齿轮顶住水平底座的端面不平整或者夹具夹在边缘的力不均匀时，使锥齿轮偏斜，造成加工的误差。另外的一种方式是将锥齿轮套装在圆柱轴上，当圆柱轴与锥齿轮为间隙配合时，锥齿轮与圆柱轴轴线偏斜造成误差，当圆柱轴与锥齿轮之间是过盈配合时，不便于拆装锥齿轮并且不便于锥齿轮转动调整。另外，用钻床钻锁销孔时，容易使锁销孔的轴线偏离预定的位置。锥齿轮上的锁销孔和斜油孔具有高精度的相对位置时，这类夹具难以快速地、高精度地确定钻头钻孔的位置。
实用新型内容
[0003]针对上述问题，本实用新型提出了一种安装时能自动与约束轴对中且安装方便的用于加工锥齿轮端面的夹具，本实用新型还希望提供一种在钻孔加工时能迅速确定钻头钻孔位置的夹具。
[0004]根据本实用新型提供的一种用于加工锥齿轮端面的夹具，包括:底座；一端固定于底座的约束轴，约束轴从底座向外延伸出来的部分依次包括具有背离底座的小直径端的圆锥段以及表面设有外螺纹的圆柱段；胀套，所述胀套通过胀套内表面与圆锥段的接合而套装在约束轴上；安装在圆柱段上且与胀套抵接的第一螺母；套装在约束轴上且将第一螺母容纳在其中的套筒，所述套筒的第一端接触锥齿轮端面；安装在圆柱段上且与套筒的第二端抵接的第二螺母。
[0005]在一些实施例中，套筒的第一端还包括沿径向向外延伸的凸缘，所述凸缘上设置用于对锥齿轮端面进行加工的钻模孔。
[0006]在一些实施例中，夹具还包括一端固定于底座且轴线与约束轴轴线平行的定位销，所述凸缘包括用来与定位销配合的定位销孔。
[0007]在一些实施例中，底座还包括轴线与约束轴轴线平行的至少两个对定销，各对定销的顶端容纳在锥齿轮中的与斜油孔连通的对应齿槽内。
[0008]在一些实施例中，对定销通过弹性部件安装在底座上。
[0009]在一些实施例中，对定销的顶端为球面。
[0010]在一些实施例中，包括沿周向均匀布置的三个对定销。
[0011]在一些实施例中，约束轴还包括设置在底座和圆锥段之间的平台段，平台段的端面与约束轴轴线垂直且平台段的直径大于圆锥段的直径。
[0012]在一些实施例中，约束轴的圆柱段包括与第一螺母配合的第一螺纹段、与第二螺母配合的第二螺纹段以及设置在第一螺纹段和第二螺纹段之间的光柱段，其中第二螺纹段的直径小于或等于光柱段的直径。
[0013]在一些实施例中，夹具还包括套装在光柱段上的耐磨套。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中:
[0015]图1为本实用新型第一种实施方式的夹具的装配示意图；
[0016]图2为本实用新型第二种实施方式的夹具的装配示意图。
[0017]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
【具体实施方式】
[0018]下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。为方便描述，下面将与约束轴轴线平行的方向称为竖直方向，将与约束轴轴线垂直的方向称为水平方向，将与约束轴垂直的面称为水平面，锥齿轮将拟加工的齿轮本体直径最大的端面称为待加工端面，另一端称为顶端。下面结合图1对本实用新型第一种实施方式的夹具的具体结构进行说明。
[0019]图1示意性的表示出了本实用新型的第一种实施方式的装配图。在第一种实施例中，用于锥齿轮端面加工的夹具100包括底座10、固定在底座10上的约束轴20、套装在约束轴20上的胀套30、安装在约束轴20上用于将胀套30与约束轴20压紧的第一螺母40、套装在约束轴上筒套50以及安装在约束轴20上用于将套筒50、锥齿轮70和约束轴20互相压紧的第二螺母60。
[0020]约束轴20从底座10向外延伸，依次包括平台段21、圆锥段22以及圆柱段23。平台段21直径大于圆锥段22直径，这样平台段21背离底座的一端形成平台。圆锥段22为约束轴20的一段圆锥轴。圆锥段22的大直径端靠近平台段21，小直径端背离平台段21。圆柱段23连接于圆锥段22的小直径端，圆柱段23表面设置外螺纹。
[0021]胀套30的外侧壁与锥齿轮70的轴孔间隙配合。胀套30套装在圆锥段22上。锥齿轮70的顶端与平台段21的平台相接。胀套30的内部空腔与圆锥段22的锥度一致。胀套30具有延伸到圆柱段径向区域的顶端。优选地，胀套30由耐磨材料制成。
[0022]安装在圆柱段23上且与圆柱段23的螺纹配合的第一螺母40与胀套30的顶端抵接。拧紧第一螺母40，第一螺母40将胀套30压向圆锥段22，使圆锥段22的表面与胀套30的内表面抵接，胀套30内壁受到圆锥段22表面向外的压力产生形变，导致胀套30外壁直径变大，从而胀套30外壁与锥齿轮70轴孔内壁间隙消除。这样就实现锥齿轮70的轴线与约束轴20的轴线精密重合，即在拧紧第一螺母40过程中锥齿轮70与约束轴20自动对中。
[0023]套筒50套装在约束轴20上，并容纳第一螺母40。套筒50的一端与锥齿轮70的待加工端的端面抵接。套筒50的另一端与安装在圆柱段23上的第二螺母60抵接。拧紧第二螺母60，第二螺母60和平台段21的平台限制住套筒50和锥齿轮70沿约束轴20的轴向移动。套筒50与锥齿轮70、平台段21与锥齿轮70之间的摩擦力限制锥齿轮70绕轴线转动。这样设计就能固定住锥齿轮70。锥齿轮70的待加工端面垂直于约束轴20轴线。另外的，该锥齿轮70的待加工端面只与套筒50接触的地方有遮挡，所以代加工端面可加工面积大，且该部分上部无遮挡，夹具100不会干涉加工刀具。显然的，底座10延伸出约束轴的端面为水平时，也可以省略平台段21，这时底座10的水平端面起到平台的作用。
[0024]进一步的，平台段21的平台直径小于锥齿轮70的锥形本体的顶端的直径。这样设计的好处在于锥齿轮70的齿顶不会与平台段21接触。这样设计，本领域的技术员可以选择平台段的高度使锥齿轮70的齿顶不会与底座10接触。
[0025]进一步的，底座10上包括轴线竖直设置的对定销11。对定销11包括背离底座10的顶端和靠近底端10的底端。在本实施例中，底座10具有3个分布在约束轴周围的对定销11。过3个对定销11的顶端的平面与约束轴20轴线垂直，对定销11在约束轴20的周向上均匀分布。对定销11的顶端容纳在锥齿轮70的齿槽内，并抵住锥齿轮70。这样设计能进一步将锥齿轮70与约束轴20精密对中。优选地，对定销11的顶端为球面，球面与齿槽接触为点接触，这样能更好的是锥齿轮70与约束轴20对中。
[0026]进一步的，底座20还包括放置在对定销11底端的弹性部件。优选地，该弹性部件为弹簧12。对定销11设置在底座20的盲孔内，这样设计能防止过定位，保护锥齿轮70。优选地，底座20设置竖直的通孔，螺杆15将底板14固定在底座20的通孔的一端，形成盲孔，盲孔开口端的内径比另一端的小。对定销11底端设置凸缘13，盲孔的开口端和底板14限制对定销11从竖直方向滑出盲孔。
[0027]本实用新型第二种实施方式的夹具与第一种实施方式的区别在于套筒的结构、约束轴的结构、增加了连接底座与套筒的定位销以及增加了位于套筒与约束轴之间的耐磨套，其余结构与第一种实施方式的夹具相同，因此，从简明出发，在此主要叙述其与第一种实施方式的夹具不同的部分，即重点说明第二种夹具的具体结构。
[0028]图2示意性的表示出了本实用新型的第二种实施方式的装配图。第二种实施方式的夹具200中的套筒50还包括沿径向延伸的凸缘51。凸缘51包括钻模孔52。钻头通过钻模孔52在锥齿轮70上钻出锁销孔72。这样设计可以加工出与锥齿轮轴孔的轴线具有相对位置的锁销孔72。尤其是，加工相对于轴孔轴线距离固定的锁销孔72或者加工若干个相对位置互相固定的锁销孔72时，简化了钻头定位的步骤，增加加工效率。
[0029]在第二种实施方式中，底座10安装了竖直的定位销16。在套筒50的凸缘51上设置轴线与套筒50的圆筒内壁的轴线平行的定位销孔53。定位销16插入定位销孔53。这样设计使套筒50的内壁的轴线与约束轴20的轴线重合，进一步使锥齿轮70的轴线与约束轴20的轴线对中，还能使钻模孔52的轴线不偏离预定位置，增加加工精度。技术人员可以选择设定定位销孔53的位置来固定钻模孔52与底座10的相对位置。在锁紧第一螺母40前，转动锥齿轮70，使得特定的对定销11顶住特定的齿轮槽，使锥齿轮70与底座10的相对位置固定，则可快速加工出有固定位置的锁销孔73。例如，锥齿轮70的其中一个齿轮槽连接一个斜油孔71，将具有特定位置的对定销顶住该齿轮槽，则可以加工出与斜油孔71位置关系确定的锁销孔53。这种设计能快速确定钻孔时钻头的位置，并且钻孔的精度非常高。加工有特定位置的锁销孔72的锥齿轮70时，简化了锥齿轮70定位的步骤，增加了加工效率。
[0030]对于本实用新型的进一步改进，约束轴20的圆柱段23包括依次从圆锥段22延伸的第一螺纹段、光柱段和第二螺纹段。第一螺纹段和第二螺纹段表面设置外螺纹，第一螺母40与第二螺母60分别配合与第一螺纹段和第二螺纹段。第二螺纹段的直径小于等于光柱段的直径。套筒50与光柱端之间设置耐磨套50。这样设置的好处在于进一步的将套筒50内壁的轴线与轴心20的轴线对中，增加加工精度。另外的，套筒50磨损时可以更换，可以延长套筒50的寿命。第二螺母60和套筒50之间设置垫圈61，这样可以使用较小的第二螺母来固定套筒50和锥齿轮70。本领域的技术人员可以将耐磨套50和套筒50制作成一体的结构，也能进一步将套筒50内壁的轴线与轴心20的轴线对中，增加加工精度。用外径较大的第二螺母60能省略垫圈61。
[0031]虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
【权利要求】
1.一种用于加工锥齿轮端面的夹具，其特征在于，包括: 底座； 一端固定于底座的约束轴，约束轴从底座向外延伸出来的部分依次包括具有背离底座的小直径端的圆锥段以及表面设有外螺纹的圆柱段； 胀套，所述胀套通过胀套内表面与圆锥段的接合而套装在约束轴上； 安装在圆柱段上且与胀套抵接的第一螺母； 套装在约束轴上且将第一螺母容纳在其中的套筒，所述套筒的第一端接触锥齿轮端面； 安装在圆柱段上且与套筒的第二端抵接的第二螺母。
2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述套筒的第一端还包括沿径向向外延伸的凸缘，所述凸缘上设置用于对锥齿轮端面进行加工的钻模孔。
3.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于，所述夹具还包括一端固定于底座且轴线与约束轴轴线平行的定位销，所述凸缘包括用来与定位销配合的定位销孔。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的夹具，其特征在于，所述底座还包括轴线与约束轴轴线平行的至少两个对定销，各对定销的顶端容纳在锥齿轮中的与斜油孔连通的对应齿槽内。
5.根据权利要求4所述的夹具，其特征在于，所述对定销通过弹性部件安装在底座上。
6.根据权利要求5所述的夹具，其特征在于，所述对定销的顶端为球面。
7.根据权利要求6所述的夹具，其特征在于，包括沿周向均匀布置的三个对定销。
8.根据权利要求4所述的夹具，其特征在于，所述约束轴还包括设置在底座和圆锥段之间的平台段，平台段的端面与约束轴轴线垂直且平台段的直径大于圆锥段的直径。
9.根据权利要求4所述的夹具，其特征在于，所述约束轴的圆柱段包括与第一螺母配合的第一螺纹段、与第二螺母配合的第二螺纹段以及设置在第一螺纹段和第二螺纹段之间的光柱段，其中第二螺纹段的直径小于或等于光柱段的直径。
10.根据权利要求9中所述的夹具，其特征在于，所述夹具还包括套装在光柱段上的耐磨套。
【文档编号】B23B47/28GK203944885SQ201420358132
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】石伟, 刘智华 申请人:株洲齿轮有限责任公司