基于内孔定心的高精度齿轮定心夹紧装置及其加工方法_2

文档序号:9918221阅读:来源:国知局
套的最大圆锥面直径喪2 =成1;;-反耸與, 其中,C为所述锥台基座锥台部的锥度及所述弹性胀套内孔的锥度,D为所述待加工齿 轮的内孔尺寸,t为所述弹性胀套的外径与所述待加工齿轮内孔间的间隙,D-t表示所述弹 性胀套的外径,if为所述弹性胀套的锥孔长度。
[0019] 优选地,其特征在于:对所述弹性胀套施加一个压入力鸿,:,所述弹性胀套将沿锥 孔配合面向下发生相对移动,移动过程中由于锥面配合的性质,所述弹性胀套将变形胀开, 当所述弹性胀套的外径膨胀量Λα"等于预留间隙t时,所述弹性胀套的外径与所述待加工齿 轮内孔的间隙为零,此时所述待加工齿轮基于内孔完成定屯、, 所述待加工齿轮完成定屯、时,所述弹性胀套的轴向位移距离hi及所述弹性胀套与锥台 基座锥台部的锥面结合处压力满足下列公式, 萬=? Z护, 其中,。为所述弹性胀套锥孔的平均直径,,Ε为所述弹性胀套的弹性模量。
[0020] 优选地,在S4中,随着压入力怒的持续加载,所述弹性胀套的外径与所述待加工 齿轮的内孔逐渐形成过盈配合,二者过盈联结最小传递负荷亦miw含*马·, 其中,巧?I为磨齿加工过程中产生的周向最大磨削力,巧为所述待加工齿轮的节圆直 径,也I * A.表示磨削力产生的扭矩值。
[0021] 优选地,所述弹性胀套的外径与所述待加工齿轮过盈联结最小传递负荷 ::破心=::辑?ν *开* :皆是* *趴禅 其中,去/为所述弹性胀套与锥台基座的结合面长度,心为结合面工作时的摩擦系数, 巧mia为结合面传递负荷所需要的最小结合力,其计算公式女
其中,为圆锥过盈联结的最小过盈量,退为齿轮内孔压平深度,j?.。为齿轮内孔的轮廓 算术平均值,即粗糖度值,马=1.取*取。;,單为齿轮的弹性模量,正,为锥台基座的弹性模 量,石i、码按GBT 5371-2004标准计算确定,
所述弹性胀套轴向方向运动的最小位移值南mi。; : = ?点存+媒I。/C。
[0022] 优选地,所述液压缸在进行压入或顶出时的油压,所述压入力& = 5tv咕+C/2), 所述顶出力为
其中, w。为采用油压驱动时所述弹性胀套与锥台基座结合面间的摩擦系数。
[00剖优选地,所述压入力瑣与所述顶出力避满足下列公式,
其中,扣为由压入进油孔注入液压油的油压,取为由顶出进油孔注入液压油的油压, 为活塞的直径。
[0024] 本发明的突出效果为:通过本发明的自动定屯、和夹紧装置及其使用方法,可轻松 完成齿轮内孔快速自定屯、和齿轮夹紧,避免了传统人工找正方法中对操作人员的苛刻要 求,极大地提高定位精度和生产效率。同时,本发明适用于各类W内孔找正齿轮的磨齿加工 过程,对于高精度和大批量生产的齿轮时,其使用效果尤其突出。此外,本发明还可W通过 更换不同规格的扩张基座和胀套的方式,进一步扩大装置的适用范围,W适用于各类规格 的内孔齿轮。
[0025] W下便结合实施例附图,对本发明的【具体实施方式】作进一步的详述,W使本发明 技术方案更易于理解、掌握。
【附图说明】
[0026] 图1是本发明的90°旋转剖视图; 图2是本发明的截面示意图; 图3是本发明中液压模块的截面示意图; 图4是本发明中胀套定屯、夹紧模块的截面示意图。
[0027] 其中:1、液压缸la、压入油腔化、顶出油腔化2、活塞杆3、活塞4、活塞环5、拉 杆6、顶出板7、第一螺栓8、弹性胀套9、压入板10、锥台基座11、加工齿轮12、弹黃 13、注油孔14、第Ξ螺栓15、压入进油孔16、顶出进油孔17、第二螺栓18、支撑板19、进 油孔20、存油腔。
【具体实施方式】
[0028] 本发明掲示了一种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。
[0029] 如图1~图4所示,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10及与其相匹配的弹性 胀套8,所述弹性胀套8可活动地套设于所述锥台基座10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8能够将其与所述锥台基座10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11的定屯、及夹紧。
[0030] 所述液压模块包括一液压缸1,所述液压缸1内腔设置有一活塞3及与所述活塞3固 定连接的活塞杆2,所述活塞3与所述液压缸1内腔相匹配,所述液压缸1内腔借助所述活塞3 被划分为压入油腔la及顶出油腔化,所述活塞3的周向侧壁上还装配有至少一个用于隔绝 所述压入油腔la及顶出油腔化的活塞环4。在本实施例中,所述活塞环4共有两个,且两个所 述活塞环4上下设置。
[0031] 所述液压缸1侧壁开设有压入进油孔15及顶出进油孔16,所述压入进油孔15与所 述压入油腔la相连通,所述顶出进油孔16,与所述顶出油腔化相连通。
[0032] 所述活塞杆2顶端的周向侧壁开设有螺纹,借助螺纹配合与顶出板6固定连接;所 述活塞杆2的顶端端面上还开设有内螺孔,借助螺纹配合与拉杆5固定连接,所述活塞杆2与 所述拉杆5借助第二螺栓17完成锁死。
[0033] 所述拉杆5顶端的周向侧壁开设有螺纹,所述拉杆5穿过所述锥台基座10的内孔与 压入板9固定连接,所述拉杆5顶端旋接固定有第一螺栓7,所述拉杆5与所述压入板9借助所 述第一螺栓7完成锁死。
[0034] 所述锥台基座10借助第Ξ螺栓14固定设置于所述液压缸1的上端面,所述锥台基 座10的上端为锥面直径从上到下递增的锥台部,所述弹性胀套8的内壁与所述锥台部相匹 配,所述弹性胀套8套设于所述锥台部上,所述弹性胀套8可活动地设置于所述顶出板6与所 述压入板9之间,所述弹性胀套8在未扩张状态下的外径小于所述待加工齿轮11内孔的直 径。
[0035] 所述锥台基座10的底面开设有用于进油的进油孔19,所述锥台基座10锥台部的外 侧面上开设有与所述进油孔19相匹配的、用于存油的存油腔20,所述进油孔19与所述存油 腔20贯通,所述液压缸1的侧壁开设有注油口 13,所述注油口 13借助油管与所述进油孔19相 连通。
[0036] 所述锥台基座10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3,,在本实施例中,所述弹黃3共有四根,所述弹黃3等距分布,所述弹黃3的上方设置有 一支撑板18,在齿轮的定屯、夹紧过程中,所述待加工齿轮11的下端面与所述支撑板18的上 端面触接。
[0037] 所述弹性胀套8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(图中 未示出),在本实施例中,所述细缝槽共设置有Ξ条,且均匀设置,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(图中未示出),在本实施例中, 每条所述细缝槽上对称设置有两个卸载孔,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8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。
[0038] 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10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8保持压出状态,液压缸1中压入油腔la及顶出油腔化的油压 一致,所述弹性胀套8在活塞3的自重作用下回落至所述锥台基座10上; 53、 工件上料步骤:将待加工齿轮11W基准面向下的方式吊装至装置上方,保持所述待 加工齿轮11内孔轴线沿垂直方向,将所述待加工齿轮11的内孔沿所述弹性胀套8上端面倒 角慢慢套入,使所述待加工齿轮11被稳定放置于支撑板18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lb
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