基于内孔定心的高精度齿轮定心夹紧装置及其加工方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种基于内孔定屯、的高精度齿轮定屯、夹紧装置及其加工方法，尤其设 及一种W内孔为定屯、基准进行磨齿的高精度齿轮的快速定屯、夹紧装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002] 选用磨齿工艺加工的齿轮，一般其精度要求都较高，W内孔找正定屯、一直是内孔 齿轮磨齿加工最基本也是最重要的方法之一，如何在磨齿前准确找正内孔的跳动至工艺图 纸规定范围内，直接关系到齿轮磨齿加工的精度和质量。
[0003] 在批量生产中，若不能快速准确的对齿轮进行装夹和找正，必然会对产品的质量 及加工效率产生不良影响。目前行业内内孔齿轮磨齿找正装夹最常用方法还是人工找正， 即使用百分表测量内孔跳动，配合铜棒不断敲击齿顶进行位置微调，使得百分表显示的跳 动幅度最终满足工艺图纸的技术要求，最后使用压板人工压紧工件，运种方法简单灵活，工 装量具的需求较低，找正精度较高，因此在操作者中比较受欢迎。
[0004] 但运种人工找正和装夹的方法确实存在许多不足：1、人工找正全凭个人的手感和 经验进行操作，需要操作者一遍遍地进行敲击和打表，其中铜棒敲击的力度和方位都大有 讲究，即便是非常熟练的人也需要花费二十分钟的时间来完成找正，不熟练的花费一两个 小时也很正常，费时费力，不适合批量生产。2、当找正完成后，需要使用压板对工件进行压 紧，而在运个时候施力很可能使工件的位置变动，破坏已经找正的精度，运样一来又需要松 开压板重复人工找正的过程，如果压板压紧不实还可能发生磨齿中途，工件移位造成磨齿 精度不合格，稳定性较差。正因为人工找正装夹存在的运些缺点，目前主要是通过购买国外 机床原厂的一些辅助装置来配合使用，运些装置虽然精度较高但大多价格昂贵，适用对象 单一且只能配合同型号的机床来使用，维修保养成本极高，对于批量生产不能停顿的现场， 其经济性和可持续性较差。
[0005] CN202278270U公开了一种齿轮磨齿定位工装，包括底座、设置于底座上的定位屯、 轴、设置于定位屯、轴上端面上用于固定齿轮的压板，定位屯、轴的外部卡合有倒置的环形胀 套，胀套的外侧壁上设置有多个胀缩槽。虽然上述方案能够实现齿轮固定的目的，但是其操 作步骤较为繁琐且由于人工操作的原因导致装置的固定精度不高。最关键的，上述技术方 案难W保证W内孔找正的齿轮在磨齿过程中固定稳固，一旦发生齿轮松动，不仅会导致加 工精度降低，还会造成齿轮损坏，大幅度降低加工企业的生产效率及良品率。
[0006] 因此，如何设计和发明一种能快速准确完成内孔齿轮自动定屯、和装夹的自动化装 置及方法就成为了各加工企业所亟待解决的问题。
【发明内容】
[0007] 鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种W内孔为定屯、基准进行磨齿的 高精度齿轮的快速定屯、夹紧装置及其加工方法。
[0008] 本发明的目的，将通过W下技术方案得W实现： 一种基于内孔定屯、的高精度齿轮定屯、夹紧装置，包括用于装置整体驱动的液压模块、 及用于实现齿轮夹紧的胀套定屯、夹紧模块，所述胀套定屯、夹紧模块设置于所述液压模块的 上端，所述胀套定屯、夹紧模块包括一锥台基座及与其相匹配的弹性胀套，所述弹性胀套可 活动地套设于所述锥台基座上、并在所述液压模块的带动下完成轴向运动，所述弹性胀套 能够将其与所述锥台基座的相对轴向运动转化为其自身的径向形变，W实现对待加工齿轮 的定屯、及夹紧。
[0009] 优选地，所述液压模块包括一液压缸，所述液压缸内腔设置有一活塞及与所述活 塞固定连接的活塞杆，所述活塞与所述液压缸内腔相匹配，所述液压缸内腔借助所述活塞 被划分为压入油腔及顶出油腔，所述活塞的周向侧壁上还装配有至少一个用于隔绝所述压 入油腔及顶出油腔的活塞环。
[0010] 优选地，所述液压缸侧壁开设有压入进油孔及顶出进油孔，所述压入进油孔与所 述压入油腔相连通，所述顶出进油孔，与所述顶出油腔相连通。
[0011] 优选地，所述活塞杆顶端的周向侧壁开设有螺纹，借助螺纹配合与顶出板固定连 接;所述活塞杆的顶端端面上还开设有内螺孔，借助螺纹配合与拉杆固定连接，所述活塞杆 与所述拉杆借助第二螺栓完成锁死。
[0012] 优选地，所述拉杆顶端的周向侧壁开设有螺纹，所述拉杆穿过所述锥台基座的内 孔与压入板固定连接，所述拉杆顶端旋接固定有第一螺栓，所述拉杆与所述压入板借助所 述第一螺栓完成锁死。
[0013] 优选地，所述锥台基座借助第Ξ螺栓固定设置于所述液压缸的上端面，所述锥台 基座的上端为锥面直径从上到下递增的锥台部，所述弹性胀套的内壁与所述锥台部相匹 配，所述弹性胀套套设于所述锥台部上，所述弹性胀套可活动地设置于所述顶出板与所述 压入板之间，所述弹性胀套在未扩张状态下的外径小于所述待加工齿轮内孔的直径。
[0014] 优选地，所述锥台基座的底面开设有用于进油的进油孔，所述锥台基座锥台部的 外侧面上开设有与所述进油孔相匹配的、用于存油的存油腔，所述进油孔与所述存油腔贯 通，所述液压缸的侧壁开设有注油口，所述注油口借助油管与所述进油孔相连通。
[0015] 优选地，所述锥台基座的底端为带有台阶面的底座，所述台阶面上固定设置有至 少Ξ根弹黃，所述弹黃等距分布，所述弹黃的上方设置有一支撑板，在齿轮的定屯、夹紧过程 中，所述待加工齿轮的下端面与所述支撑板的上端面触接。
[0016] 优选地，所述弹性胀套的周向外侧壁上沿轴向方向开设有多条相互对称的细缝 槽，所述细缝槽的宽度为1.0mm~2.0mm，所述细缝槽上开设有多个圆弧过渡的卸载孔，所述 卸载孔的直径是所述细缝槽的宽度的2~3倍，所述弹性胀套外径较大一端端面的周向边缘 位置设置有便于齿轮装卸的圆弧倒角。
[0017] 本发明还掲示了一种基于内孔定屯、的高精度齿轮定屯、夹紧方法，包括如下步骤： 51、 设备安装步骤，根据具体的设备规格及待加工齿轮的尺寸选择与之相匹配的部件， 随后将装置整体安装于磨齿机的回转盘上，完成锥台基座的找正，使其跳动误差小于等于 0.002mm，并完成固定； 52、 初始化步骤，弹性胀套保持压出状态，液压缸中压入油腔及顶出油腔的油压一致， 所述弹性胀套在活塞的自重作用下回落至所述锥台基座上； 53、 工件上料步骤:将待加工齿轮W基准面向下的方式吊装至装置上方，保持所述待加 工齿轮内孔轴线沿垂直方向，将所述待加工齿轮的内孔沿所述弹性胀套上端面倒角慢慢套 入，使所述待加工齿轮被稳定放置于支撑板上； 54、 定屯、胀紧步骤:工件装填完毕后，打开压入控制开关，所述顶出油腔中被注入液压 油，所述压入油腔及顶出油腔之间形成一定的正差值，使活塞杆产生压入力，随着与所述活 塞杆连接的压入板不断对所述弹性胀套的上端面加力，所述弹性胀套将沿轴向方向向下移 动，移动过程中，所述弹性胀套发生均匀膨胀，所述待加工齿轮的内孔与弹性胀套的周向外 侧面间的隙逐渐减小，直至为零，此时所述待加工齿轮的内孔与弹性胀套轴线的同轴度接 近为零，所述待加工齿轮完成定屯、，当所述弹性胀套在压入力的作用下继续下移时，所述弹 性胀套与待加工齿轮内孔间形成过盈配合，当达到该压入力下的最大盈量时弹性胀套8停 止移动，此时所述待加工齿轮被胀紧，随后可对所述待加工齿轮进行磨齿加工； 55、 工件退卸步骤:所述压入油腔中被注入液压油，所述压入油腔及顶出油腔之间形成 一定的正差值，使所述活塞产生合适的推力，同时通过所述液压缸上的注油孔在所述弹性 胀套与锥台基座的结合面产生油压，随着与所述活塞杆连接的压出板不断对所述弹性胀套 下端面加力，所述弹性胀套将沿轴向方向向上移动，移动过程中，所述弹性胀套发生均匀紧 缩，所述待加工齿轮的内孔与所述弹性胀套的周向外侧面间的间隙逐渐增大，直至所述弹 性胀套完全回复到活动状态，所述待加工齿轮也恢复至胀紧前的活动状态。
[0018] 优选地，所述弹性胀套的选择应满足下列公式， 所述弹性胀套的最小圆锥面直径碱=日.|巧:矿- 3， 所述弹性胀