一种用于齿环加工的通用插齿夹具的制作方法

本实用新型属于机械产品机加工工装设计领域，涉及汽车变速器结合齿环的插齿加工工序，具体是涉及一种用于齿环加工的通用插齿夹具。

背景技术：

汽车变速器中的齿轮品种多样、规格繁多，这将导致现有齿轮制造厂在对齿环进行插齿加工时需要面临经常换产的情况。

如图1所示，三种齿环工件的孔径存在较大差异，而现有的插齿夹具通用性又低，针对不同规格的齿环在进行插齿加工时需要更换与之相匹配的插齿夹具，每次换产时需要进行近2小时的准备工作(主要为更换刀具、更换夹具、加工检测调试)，换产效率低。

因此，亟需设计一种通用性强的插齿夹具，以提高多品种齿环工件的换产效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于齿环加工的通用插齿夹具，以解决针对不同规格的齿环在进行插齿加工时需要更换插齿夹具的问题，从而提高多规格齿环工件换产时的换产效率。

为此，本实用新型采用了以下技术方案：

一种用于齿环加工的通用插齿夹具，包括与加工设备相连接的夹具体，该插齿夹具还包括：

拉杆，用于与加工设备的动力输出端连接，远离加工设备的一端呈锥形构造；

弹性胀套，用于多种齿环工件的定位夹紧，固设在所述夹具体上，呈台阶式构造、具有多档定位外圆，包括定位部分和连接部分，

其中，所述弹性胀套套设在拉杆外，所述弹性胀套的定位部分的外圈表面用于胀紧齿环工件的内孔，所述弹性胀套的定位部分的内圈表面为与拉杆锥形部配合的内锥面，所述拉杆通过加工设备的动力输出端能够沿轴向往复移动且在往复移动时使得弹性胀套处于胀紧状态或松弛状态；

以及支撑下垫，套设在弹性胀套外，用于支撑齿环工件，其中，所述支撑下垫具有多种规格，分别用于支撑弹性胀套上多档定位外圆所定位夹紧的多种齿环工件。

进一步地，该插齿夹具还包括用于校正弹性胀套定位中心与设备回转中心同心的校正件，所述校正件为圆环结构，所述校正件校正时套设于弹性胀套的任意一档定位外圆外。

进一步地，所述弹性胀套的用于定位夹紧齿环工件的定位部分为开槽式结构。

进一步地，所述弹性胀套具有1.5mm的弹性变形量。

进一步地，所述弹性胀套的内锥面的角度为10°～15°。

进一步地，所述支撑下垫为圆台式结构，所述支撑下垫的底部设置有卡槽，所述支撑下垫通过卡槽卡在弹性胀套的连接部分外。

本实用新型具有以下技术效果：

(1)通过本实用新型，在遇到换产时仅需更换支撑下垫无需更换整个夹具，整个换产时间减少75％，达到了快速换产的效果，进而提高多规格齿环工件换产时的换产效率；

(2)本实用新型可以推广应用到精车、滚齿、倒尖角工序，不同工序仅需要调整夹具与设备的连接尺寸即可；

(3)本实用新型充分利用了弹性胀套的弹性变形量，通过台阶式构造、多档定位外圆的设置，实现了夹具的通用化设计。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为三种规格的齿环工件的结构示意图；

图2为根据本实用新型一实施例的用于齿环加工的通用插齿夹具的结构示意图；

图3为根据本实用新型另一实施例的用于齿环加工的通用插齿夹具的结构示意图；

图4为根据本实用新型又一实施例的用于齿环加工的通用插齿夹具的结构示意图；

图5为根据本实用新型一实施例的用于齿环加工的通用插齿夹具中的弹性胀套的立体结构图；

图6为根据本实用新型一实施例的用于齿环加工的通用插齿夹具的工作状态图；以及

图7为根据本实用新型一实施例的用于齿环加工的通用插齿夹具校正时的状态示意图。

附图标记说明

1、夹具体； 2、拉杆；

3、弹性胀套； 31、定位部分；

32、连接部分； 4、支撑下垫；

41、卡槽； 5、校正件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

图2～7示出了根据本实用新型的一些实施例。

如图2～4及图6所示，一种用于齿环加工的通用插齿夹具，包括与加工设备相连接的夹具体1，所述夹具体1起到控制齿环工件加工位置的作用，该插齿夹具还包括：

拉杆2，用于与加工设备的动力输出端连接，远离加工设备的一端呈锥形构造，其中，所述拉杆2与加工设备的动力输出端螺纹连接；

弹性胀套3，采用弹簧钢制成，用于多种孔径存在差异的齿环工件的定位夹紧，通过内六角圆柱头螺钉固设在所述夹具体1上，呈台阶式构造、具有三档定位外圆，包括定位部分31和连接部分32，

其中，所述弹性胀套3套设在拉杆2外，所述弹性胀套3的定位部分的外圈表面用于胀紧齿环工件的内孔，所述弹性胀套3的定位部分的内圈表面为与拉杆2锥形部配合的内锥面，所述拉杆2通过加工设备的动力输出端能够沿轴向往复移动且在往复移动时使得弹性胀套3处于胀紧状态或松弛状态，从而实现夹紧工件和松开工件的目的；以及

支撑下垫4，套设在弹性胀套3外，用于支撑齿环工件，其中，所述支撑下垫4具有三种规格，分别用于支撑弹性胀套3上三档定位外圆所定位夹紧的三种齿环工件。

如图2～4所示，三种规格的支撑下垫4分别支撑弹性胀套3上最高位台阶装夹的齿环工件、中部台阶装夹的齿环工件、最低位台阶装夹的齿环工件。所述支撑下垫4的设置，除了起到支撑工件的作用外，还能作为一种防护结构，以保护弹性胀套3在拉杆2空拉或过拉的情况下不受损伤。

本实用新型充分利用了弹性胀套3的弹性变形量，通过台阶式构造、多档定位外圆的设置，来夹紧多种规格的齿环工件，实现了夹具的通用化设计；通过本夹具的使用，在遇到换产时仅需更换支撑下垫4夹具其余部件无需更换，整个换产时间减少75％，达到了快速换产的效果，进而提高多规格齿环工件换产时的换产效率；另外，本实用新型可以推广应用到精车、滚齿、倒尖角工序，不同工序仅需要调整夹具与设备的连接尺寸即可。

在一实施例中，如图7所示，本插齿夹具还包括用于校正弹性胀套3定位中心与设备回转中心同心的校正件5，所述校正件5为圆环结构，所述校正件5校正时紧密套设于弹性胀套3的中档定位外圆外，以提高校正效率和精准度。

本实施例中校正件5的设置主要是因夹具本身校正困难，而运用校正件模拟工件装夹定位方式，通过找正校正件从而保证齿环工件不歪斜。

在一实施例中，如图5所示，所述弹性胀套3的用于定位夹紧齿环工件的定位部分为开槽式结构，以加强弹性胀套3的弹性形变能力，在实现夹紧工件目的的基础上还提高了弹性胀套3的适用范围。

在一实施例中，通过对开槽深度加长(开槽深度达到70mm)、根部圆角处理的优化设计，利用弹簧钢弹性变形性能，使得所述弹性胀套3具有1.5mm的弹性变形量。

在一实施例中，所述弹性胀套3的内锥面的角度为10°～15°，具体到实际生产中，大都采用14°，所述弹性胀套3的内锥面与拉杆2的锥形部高精度配合，接触面积达到85％以上，以保证弹性胀套3胀开后达到齿环工件定位精度要求。

本实用新型通过对弹性胀套3定位部分进行开槽，以及开槽深度、根部圆角的优化设计，达到1.5mm的弹性变形量；提高弹性胀套内锥面与拉杆锥形部配合精度(接触面积)，使得弹性胀套的定位外圆与工件内孔精密配合，即定位中心与设备回转中心配合精度能达到0.005mm以内，有效地保证了工件加工定位精度要求。

如图2～4及图6所示，所述支撑下垫4为圆台式结构，所述支撑下垫4的底部设置有卡槽41，所述支撑下垫4通过卡槽41卡在弹性胀套3的连接部分外。通过这样的设置，可以确保支撑下垫4处于工作状态时在水平方向上不会移动，从而有利于保证工件的加工精度。

本实用新型中的弹性胀套定位部分的有效长度L取决于插齿机刀具主轴行程，可以在L范围内根据齿环工件的尺寸进行2档或3档或更多档台阶设计，L可通过以下公式计算得出：

弹性胀套定位部分的有效长度L＝刀具主轴行程-插齿刀切入量A-插齿刀切出量B

在一实施例中，所述弹性胀套3上最小档定位外圆与最大档定位外圆相差30mm，以满足不同齿环工件孔径差30mm以内的装夹定位需求。

下面结合工作过程对本实用新型作进一步说明：

①将齿环工件套在弹性胀套的与之适配的定位外圆外，并将工件的下端面置于支撑下垫上，手动给予工件下压力，使被加工工件在拉杆拉紧过程中不至于歪斜；

②操作设备数控程序面板，启动液压拉紧，移开手，完成了夹紧动作；

③关闭设备门，开始加工；

④切削结束，程序运行停止，液压松开；

⑤取下工件，采用压缩空气清理或手动清理工作台上的残留铁屑。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。