一种齿轮偶数直齿离合器的牙铣夹具的制作方法

本发明涉及一种齿轮偶数直齿离合器的牙铣夹具，属于机械零件加工机床夹具。

背景技术：

牙嵌离合器由两个端面带牙的半离合器组成，是靠牙的相互嵌合来传递转矩的。它广泛应用于汽车、拖拉机等大批量生产的传动机械中，高效率的机床夹具的使用，能降低生产成本，产生显著经济效益。牙嵌离合器常用牙型是矩形，牙数奇数居多，偶尔也有偶数的。当牙数为奇数时，比如3个，此牙轴心对面一定是没牙的，采用卧式铣床盘状铣刀可以直接铣穿到对面以提高效率，因而应用较多。但也有厂家采用偶数牙，比如6个牙，铣削时不可以铣穿，否则会破坏对面的牙形。更大的难点是，铣完牙一个侧面后，铣另外一侧面，工件需要重新定位，如何保证加工精度，又快速定位，一直是个难题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种齿轮偶数直齿离合器的牙铣夹具，保证了正常安装在夹具上加工的离合器工件牙侧面斜角；准确定位，迅速夹紧，保证等分偶数离合器牙等分精度；能迅速夹紧与松夹工件；保证离合器牙两侧面加工精度、等分度，可完成两端偶数离合器牙的加工，保证了加工精度，加工效率高，降低加工成本。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种齿轮偶数直齿离合器的牙铣夹具，该夹具固定于铣床，包括夹具体、周向定位机构、轴向定位机构和至少两个沿周向均布于周向定位机构上方的压板压紧机构，夹具体的下端面与铣床的工作台平面接触，夹具体的上端面与水平面呈1°角，夹具体的上端面与夹具体的轴线垂直，夹具体下端面沿径向设有直通槽，在直通槽的两端分别固定有导向键，导向键的下端与铣床工作台进给方向的T形槽滑动配合，周向定位机构包括位于夹具体上方的分度盘、固定于分度盘上端面的连接盘、扳手，分度盘、连接盘与夹具体同轴，在分度盘上设有同轴的锁紧轴，锁紧轴与夹具体同轴连接，在锁紧轴表面与夹具体之间设有平键，在夹具体的表面设有沿夹具体周向延伸的矩形孔，扳手活动穿过矩形孔，矩形孔的弦长大于扳手的宽度，扳手的一端位于夹具体外，在锁紧轴的下端螺纹连接有螺母一，扳手的另一端与螺母一固定连接，在螺母一与夹具体之间设有平垫圈一，沿分度盘周向均布有与齿轮偶数直齿离合器的牙的数量相同的定位套，在夹具体的上端面设有盲孔，盲孔的轴心在夹具体上的径向距离与定位套的轴心在分度盘上的径向距离相同，在盲孔内配合有导向套，在导向套内由下至上依次设有弹簧一、球头销，在球头销的表面沿轴向设有键槽，沿夹具体的径向设有连接组件一，连接组件一的端部活动配合于球头销的键槽内，球头销的球头配合于分度盘的其中一个定位套内，在连接盘上设有上定位销，上定位销的下端配合于分度盘的其中一个定位套内，连接盘与分度盘之间至少由一个内六角螺钉连接，轴向定位机构包括同轴定位齿轮偶数直齿离合器工件的芯轴、位于连接盘上端面的大垫圈，芯轴、大垫圈分别与夹具体同轴，芯轴由连接组件二固定于连接盘上，大垫圈的内孔配合于芯轴的表面，大垫圈的上端面与夹具体的上端面相平行，各压板压紧机构位于大垫圈的周向外侧，压板压紧机构包括双头螺栓、与双头螺栓平行的支撑螺栓、位于连接盘上方的压板，双头螺栓的一头与连接盘螺纹连接，双头螺栓的另一头穿过压板并由螺母二锁紧于压板，在连接盘与压板之间由下至上依次设有与双头螺栓螺纹连接的螺母三、套于双头螺栓的弹簧二，螺母三的下端抵于连接盘上端面，在压板与大垫圈相邻的一侧设有向芯轴轴心方向延伸的折边，折边位于大垫圈上方，支撑螺栓的下端与连接盘螺纹连接，在压板的下端面设有压板槽，压板槽的槽通向与芯轴径向同向，支撑螺栓的上端活动配合于压板槽内，支撑螺栓的顶端抵于压板槽的槽底，在连接盘的上端设有与支撑螺栓螺纹连接的螺母四。

在芯轴的上端面沿轴向设有凹槽，凹槽的一侧槽壁经过芯轴的轴心线，在凹槽内配合有定位片，定位片的下端面抵于凹槽槽底，定位片的一侧设有侧边，侧边位于芯轴上方，且侧边卡于齿轮偶数直齿离合器工件的相邻的牙之间，芯轴与连接盘之间通过圆柱销定位连接。

定位片的侧边的下端面距定位片下端面的距离大于或等于齿轮偶数直齿离合器工件凸起端的牙的牙底距芯轴凹槽槽底的距离，定位片的侧边的下端面距定位片下端面的距离小于齿轮偶数直齿离合器工件凸起端的牙的上端面距芯轴凹槽槽底之间的距离。

定位片的侧边的下端面距定位片下端面的距离大于定位片的侧边的上端面距定位片上端面的距离。

在夹具体的下端面设有与夹具体同轴的大圆槽，螺母一位于大圆槽内，平垫圈一抵于大圆槽槽底，在螺母一下方设有与锁紧轴螺纹连接的六角带槽螺母，在六角带槽螺母的下端面设有螺母槽，在螺母槽内配合有开口销，在六角带槽螺母与扳手下端面之间设有平垫圈二，在夹具体的上端面设有与夹具体同轴的小圆槽，分度盘为盆状，分度盘的下端位于夹具体的小圆槽内。

在夹具体的盲孔底部设有圆螺母，导向套位于圆螺母的上端，弹簧一的下端设有与圆螺母螺纹连接的螺钉。

在压板上设有腰槽，腰槽的长度方向与芯轴径向同向，双头螺栓的另一头穿过腰槽。

在连接盘的周向至少设有一个手柄，连接盘与分度盘之间由三个沿周向均布的内六角螺钉连接。

大垫圈的上端面设有梯形槽，在芯轴上设有与大垫圈内孔相配合的轴肩，圆柱销设置在轴肩上。

连接组件一包括平端紧定螺钉、螺母五，在平端紧定螺钉的一端设有限位圆柱，限位圆柱间隙配合在球头销的键槽中，螺母五与平端紧定螺钉的另一端螺纹连接，连接组件二包括螺纹连接于芯轴下端的螺母六、位于连接盘与螺母六之间的垫圈，螺母六与垫圈位于分度盘的盆内。

本发明对偶数离合器牙铣夹具进行设计，可将夹具体底面加工成1°斜角，即保证了正常安装在夹具上加工的工件离合器牙侧面斜角。等分定位机构，准确定位，迅速夹紧，保证等分偶数离合器牙等分精度。压紧机构中，支撑螺栓、弹簧、压板等组成压板压紧装置，能迅速夹紧与松夹。利用定位片与芯轴端槽配合，不仅保证离合器牙两侧面加工精度、等分度，且利用一个定位片两端、一副夹具，就完成两端偶数离合器牙的加工，保证了加工精度，加工效率高。

牙嵌离合器两个半离合器相互嵌合后，为了保证嵌合可靠，牙形做成倒锥形，两侧面有1°倒锥角（本方案零件图图中标注的89°角）。此斜角如果做在铣刀上（就是角度铣刀），势必会增加铣刀成本。铣刀成本高，用量大，显然是不经济的。本发明将夹具体底面加工成1°斜角，保证了正常安装在夹具上加工的工件离合器牙侧面斜角，可谓一劳永逸。夹具体底面开有过中心的直通槽，两导向键通过螺钉安装到槽中。导向键安装到机床表面的T形槽后，确保夹具方向与机床工作台进给方向一致。

本发明沿分度盘周向均布有与齿轮偶数直齿离合器的牙的数量相同的定位套，球头销球头与定位套配合，确定偶数个位置。弹簧一被圆螺母支撑，弹性上推球头销。弹簧一下端固定在螺钉上，可与圆螺母旋合，调整弹簧一上下位置以调整弹簧一上顶力。平端紧定螺钉的限位圆柱，间隙配合的插在球头销的键槽中，限制球头销上下行程，且不会转动。平端紧定螺钉的位置调整好后，用螺母锁紧。锁紧轴穿过分度盘中心孔、夹具体中心孔，用螺母、垫圈将二者相对固定。扳手可以在夹具体外操作螺母的松紧。六角带槽螺母、垫圈可保证扳手不会掉落，开口销与六角带槽螺母的螺母槽配合，在六角带槽螺母旋紧后（略松，保证螺母能转动），起到安全防松作用。平键可以防止锁紧轴转动，锁紧轴转动会影响扳手锁紧。当分度盘转动，球头销的球头销球头准确插入分度盘的定位套后，逆时针转动扳手，将分度盘锁紧在夹具体上，以免切削力影响定位精度。

连接盘通过上定位销与分度盘的定位套定位后，用内六角螺钉与分度盘连接。芯轴通过圆柱销与连接盘定位后，用螺母、垫圈将之固定在连接盘上。大垫圈通过孔与芯轴轴肩外圆定位，安装在连接盘上。工件通过芯轴定位，安装在大垫圈上。夹紧工件的是压板、支撑螺栓、螺母、双头螺栓、弹簧等组成的快速压板压紧装置。双头螺栓一头旋合在连接盘的螺孔中，至合适高度后，用螺母锁紧。放上弹簧、压板，旋上螺母，保证压板压力点比工件上表面略高。支撑螺栓的螺纹旋入连接盘的相应螺孔，至保证压板水平时，用螺母锁紧。使用时，对称安装的压板压紧装置，分别压紧工件边缘。旋松螺母，压板就会在弹簧作用下提升，松夹工件。如果要取下工件，只要将压板向远离中心方向移动即可。

本发明只需将夹具体底面加工成与水平面有1°角即可实现夹具体安装在铣床工作台后夹具体的上端面与水平面呈1°角，实现离合器牙侧面的倒锥角。利用一个定位片的两端，两次铣削，一副夹具，可完成偶数离合器两端牙的两侧面铣削。铣削精度达到图纸要求，加工效率高。只要旋松底下外露扳手就可调整分度位置，分度机构定位精度高，能迅速夹紧与松夹工件，调整速度快，有效缩短辅助时间，保证了加工精度，降低加工成本。

附图说明

图1为本发明的主视全剖的结构示意图。

图2为图1中的A的放大结构示意图。

图3为定位片的结构示意图。

图4为本发明的俯视结构示意图。

图5为夹具体的底面加工成与水平面呈1°角的结构示意图。

图6为展开的矩形孔与扳手位置关系结构示意图。

图7为齿轮偶数直齿离合器工件凸起端带牙部分的俯视结构示意图。

图8为图7中的C向展开结构示意图。

图9为图1中的夹具体的俯视结构示意图。

图中：导向键1、连接螺钉2、夹具体3、直通槽3-1、矩形孔3-2、盲孔3-3、大圆槽3-4、小圆槽3-5、平键4、平垫圈一5、六角带槽螺母6、螺母槽6-1、开口销7、锁紧轴8、螺母一9、扳手10、圆螺母11、弹簧一12、导向套13、球头销14、键槽14-1、球头14-2、螺母五15、平端紧定螺钉16、限位圆柱16-1、分度盘17、定位套18、双头螺栓19、支撑螺栓20、连接盘21、螺母四22、弹簧二23、压板24、折边24-1、压板槽24-2、腰槽24-3、螺母二25、上定位销26、齿轮偶数直齿离合器工件27、凸起端27-1、牙27-2、凹入端27-3、圆柱销28、芯轴29、轴肩29-1、凹槽29-2、定位片30、侧边30-1、大垫圈31、梯形槽31-1、内六角螺钉32、手柄33、垫圈34、螺母六35、螺钉36、螺母三37、平垫圈二38。

具体实施方式

以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述：

实施例1，见图1～图9，本实施例以两端各带六牙27-2的齿轮偶数直齿离合器工件27为例，一种齿轮偶数直齿离合器的牙铣夹具，该夹具固定于铣床，包括夹具体3、周向定位机构、轴向定位机构和两个沿周向均布于周向定位机构上方的压板压紧机构。

夹具体3的下端面与铣床的工作台平面接触，夹具体3的上端面与水平面呈1°角，夹具体的上端面与夹具体3的轴线垂直，夹具体3下端面沿径向设有直通槽3-1，在直通槽3-1的两端分别通过连接螺钉2固定有导向键1，导向键1的下端与铣床工作台进给方向的T形槽滑动配合。

周向定位机构包括位于夹具体3上方的分度盘17、固定于分度盘17上端面的连接盘21、扳手10，分度盘17、连接盘21与夹具体3同轴，在分度盘17上设有同轴的锁紧轴8，锁紧轴8穿过分度盘17中心孔、夹具体3中心孔，用与锁紧轴8螺纹连接的螺母一9、平垫圈一5将二者相对固定。在夹具体3的表面设有沿夹具体3周向延伸的矩形孔3-2，扳手10活动穿过矩形孔3-2，矩形孔3-2的弦长E大于扳手10的宽度F，一般扳手10的宽度15mm～20mm，矩形孔3-2的在夹具体3上的圆心角α为50°～60°，扳手10的一端位于夹具体3外，扳手10的另一端与螺母一9固定连接，在锁紧轴8表面与夹具体3之间设有平键4。

沿分度盘17周向均布有6个定位套18，在夹具体3的上端面设有盲孔3-3，盲孔3-3的轴心在夹具体3上的径向距离与定位套18的轴心在分度盘17上的径向距离相同，在盲孔3-3内配合有导向套13，在导向套13内由下至上依次设有弹簧一12、球头销14，在夹具体3的盲孔3-3底部还设有圆螺母11，导向套13位于圆螺母11的上端，弹簧一12的下端设有与圆螺母11螺纹连接的螺钉36。在球头销14的表面沿轴向设有键槽14-1，沿夹具体3的径向设有连接组件一，连接组件一包括平端紧定螺钉16、螺母五15，在平端紧定螺钉16的一端设有限位圆柱16-1，限位圆柱16-1间隙配合在球头销14的键槽14-1中，螺母五15与平端紧定螺钉16的另一端螺纹连接，球头销14的球头14-2配合于分度盘17的其中一个定位套18内。

在连接盘21上设有上定位销26，上定位销26的下端配合于分度盘17的其中一个定位套18内，在连接盘21的周向均布有三个手柄33，连接盘21与分度盘17之间由三个沿周向均布的内六角螺钉32连接。

轴向定位机构包括同轴定位齿轮偶数直齿离合器工件27的芯轴29、位于连接盘21上端面的大垫圈31，芯轴29、大垫圈31分别与夹具体3同轴，大垫圈31的上端面设有梯形槽31-1，可容纳两端齿轮偶数直齿离合器工件27的凸起端27-1或凸出的齿轮端，芯轴29由连接组件二固定于连接盘21上，连接组件二包括螺纹连接于芯轴29下端的螺母六35、位于连接盘21与螺母六35之间的垫圈34，在芯轴29上设有轴肩29-1，大垫圈31内孔与轴肩29-1相配合，大垫圈31的上端面与夹具体3的上端面相平行，各压板压紧机构位于大垫圈31的周向外侧。

压板压紧机构包括双头螺栓19、与双头螺栓19平行的支撑螺栓20、位于连接盘21上方的压板24，双头螺栓19的一头与连接盘21螺纹连接，双头螺栓19的另一头穿过压板24并由螺母二25锁紧于压板24，在连接盘21与压板24之间由下至上依次设有与双头螺栓19螺纹连接的螺母三37、套于双头螺栓19的弹簧二23，螺母三37的下端抵于连接盘21上端面，在压板24与大垫圈31相邻的一侧设有向芯轴29轴心方向延伸的折边24-1，折边24-1位于大垫圈31上方。

支撑螺栓20的下端与连接盘21螺纹连接，在压板24的下端面设有压板槽24-2，压板槽24-2的槽通向与芯轴29径向同向，支撑螺栓20的上端活动配合于压板槽24-2内，支撑螺栓20的顶端抵于压板槽24-2的槽底，在连接盘21的上端设有与支撑螺栓20螺纹连接的螺母四22。

在芯轴29的上端面沿轴向设有凹槽29-2，凹槽29-2的一侧槽壁经过芯轴29的轴心线，在凹槽29-2内配合有定位片30，定位片30的下端面抵于凹槽29-2槽底，定位片30的一侧设有侧边30-1，侧边30-1位于芯轴29上方，且侧边30-1卡于齿轮偶数直齿离合器工件27的相邻的牙27-2之间，芯轴29与连接盘21之间通过圆柱销28定位连接，圆柱销28设置在轴肩29-1上。

定位片30的侧边30-1的下端面距定位片30下端面的距离H大于或等于齿轮偶数直齿离合器工件27凸起端27-1的牙27-2的牙底距芯轴29凹槽29-2槽底的距离B，定位片30的侧边30-1的下端面距定位片30下端面的距离H小于齿轮偶数直齿离合器工件27凸起端27-1的牙27-2的上端面距芯轴29凹槽29-2槽底之间的距离M。

定位片30的侧边30-1的下端面距定位片30下端面的距离H大于定位片30的侧边30-1的上端面距定位片30上端面的距离h。

在夹具体3的下端面设有与夹具体3同轴的大圆槽3-4，螺母一9位于大圆槽3-4内，平垫圈一5抵于大圆槽3-4槽底，在螺母一9下方设有与锁紧轴8螺纹连接的六角带槽螺母6，在六角带槽螺母6的下端面设有螺母槽6-1，在螺母槽6-1内配合有开口销7，在六角带槽螺母6与扳手10下端面之间设有平垫圈二38，在夹具体3的上端面设有与夹具体3同轴的小圆槽3-5，分度盘17为盆状，分度盘17的下端位于夹具体3的小圆槽3-5内。

在压板24上设有腰槽24-3，腰槽24-3的长度方向与芯轴29径向同向，双头螺栓19的另一头穿过腰槽24-3。

螺母六35与垫圈34位于分度盘17的盆内。

工作时，首先铣削齿轮偶数直齿离合器工件27的凸起端27-1的牙27-2，调整好芯轴29沿周向的角度位置，如图4所示，使得凹槽29-2与夹具体3的铅垂面之间的夹角为35°（即齿轮偶数直齿离合器工件27相邻的两个牙27-2之间的夹角），为方便调整，可将定位片30插于凹槽29-2内，通过角度测量工具测试调整好角度，先铣削牙27-2的R侧面，由于齿轮偶数直齿离合器工件27是圆的，且没有方向性，在周向定位机构定位到6个位置中一个位置时，齿轮偶数直齿离合器工件27在芯轴29及大垫圈31端面定位下，任意位置用对称的压板压紧机构夹紧齿轮偶数直齿离合器工件27边缘，即齿轮偶数直齿离合器工件27固定于折边24-1与大垫圈31之间。为了提高效率，一般在卧式铣床上，用三面刃盘刀铣削，刀宽及直径需要经过计算，既保证刀较宽、直径较大，又不会铣削到对面的牙27-2，本实施例中采用宽10mm，直径160mm的三面刃盘铣刀。调整铣刀位置，使铣刀刀面位于夹具体3的铅垂面，即与夹具体3轴心线同面，开始沿夹具体3径向进行铣削，同时夹具体3随着铣床工作台进给移动，当一个牙27-2的R侧面完成后，顺时针旋扳手10，松开周向定位机构的锁紧轴8对分度盘17及夹具体3的锁紧，手逆时针扳动手柄33，球头销14的球头14-2被下压，直至到下一个定位套18转到球头销14位置，则球头销14的球头14-2重新弹出，再逆时针扳动扳手10，锁紧轴8对分度盘17及夹具体3锁紧，铣刀铣削下一个牙27-2的R侧面，如此往复，直至6个牙27-2的R侧面均被铣出。用大扳手松开两个压板24的螺母二25，压板24在弹簧二23弹力作用下提升，松夹齿轮偶数直齿离合器工件27。然后，再准备铣削凸起端27-1的牙27-2的L侧面，将定位片30按图1所示（即定位片30上长度为H的一端在下）插入芯轴29的凹槽29-2中，此时芯轴29已转动了一整圈，凹槽29-2的位置仍然处于与夹具体3的铅垂面之间的夹角为35°角度的位置，稍调整转动齿轮偶数直齿离合器工件27，使已加工的R侧面完全贴合定位片30的侧边30-1，见如图4状态。然后重新用压板压紧机构夹紧齿轮偶数直齿离合器工件27，取下定位片30，铣削第一个牙27-2的L侧面及R侧面与L侧面之间的残余，铣削完成后，顺时针旋转扳手10，松开锁紧轴8对分度盘17及夹具体3的锁紧，手逆时针扳动手柄33，球头销14的球头14-2被下压，直至到下一个定位套18转到球头销14位置，则球头销14的球头14-2重新弹出，再逆时针扳动扳手10，锁紧轴8对分度盘17及夹具体3锁紧，铣刀铣削下一个牙27-2的L侧面，如此往复，铣削完成所有牙27-2的L侧面及残余。

本实施例只需将夹具体3底面加工成与水平面有1°角，即可实现夹具体3安装在铣床工作台后，夹具体3的上端面与水平面呈1°角，由于机床刀具是垂直于机床表面的，因而铣削完成的离合器的牙27-2的侧面与底面有89°斜角，得到牙27-2的倒锥角。

当凸起端27-1的牙27-2铣削完成后，松开两个压板24的螺母二25，将压板24向远离中心方向移动，压板槽24-2、腰槽24-3的结构设置可方便压板24的移动，取下齿轮偶数直齿离合器工件27，上下调换方向，铣削齿轮偶数直齿离合器工件27的凹入端27-3的牙27-2，铣削牙27-2的R侧面时，方法同铣削凸起端27-1的牙27-2的R侧面一样，铣削牙27-2的L侧面时，将定位片30的短端朝下（即定位片30上长度为h的一端在下），插入芯轴29的凹槽29-2中定位。这样，利用一个定位片30的两端，两次铣削，一副夹具，完成两端齿轮偶数直齿离合器工件27的两组牙27-2两侧面的铣削。铣削精度达到图纸要求，加工效率高。

当然，若齿轮偶数直齿离合器工件27仅有一端有牙27-2，牙27-2的铣削同样适用于本发明。

以上所述仅为本发明的较佳实例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。