径小于所述待加工齿轮(11) 内孔的直径。7. 根据权利要求6所述的基于内孔定屯、的高精度齿轮定屯、夹紧装置，其特征在于: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。8. 根据权利要求7所述的基于内孔定屯、的高精度齿轮定屯、夹紧装置，其特征在于: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)，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。9. 根据权利要求1所述的基于内孔定屯、的高精度齿轮定屯、夹紧装置，其特征在于: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，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(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。10. 基于内孔定屯、的高精度齿轮定屯、夹紧方法，其特征在于，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（11) 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（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)中被注入 液压油，所述压入油腔（la)及顶出油腔（化)之间形成一定的正差值，使活塞杆巧)产生压入 力，随着与所述活塞杆(5)连接的压入板(9)不断对所述弹性胀套(8)的上端面加力，所述弹 性胀套(8)将沿轴向方向向下移动，移动过程中，所述弹性胀套(8)发生均匀膨胀，所述待加 工齿轮（11)的内孔与弹性胀套(8)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(11)的内孔与弹性胀套(8巧由线的同轴度接近为零，所述待加工齿轮(11)完成定屯、， 当所述弹性胀套(8)在压入力的作用下继续下移时，所述弹性胀套(8)与待加工齿轮（11)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11被胀紧，随后可对所述待加工齿轮(11)进行磨齿加工； 55、 工件退卸步骤:所述压入油腔（la)中被注入液压油，所述压入油腔（la)及顶出油腔 (化)之间形成一定的正差值，使所述活塞（3)产生合适的推力，同时通过所述液压缸（1)上 的注油孔（13)在所述弹性胀套(8)与锥台基座（10)的结合面产生油压，随着与所述活塞杆 (5)连接的压出板(6)不断对所述弹性胀套(8)下端面加力，所述弹性胀套(8)将沿轴向方向 向上移动，移动过程中，所述弹性胀套(8)发生均匀紧缩，所述待加工齿轮（11)的内孔与所 述弹性胀套(8)的周向外侧面间的间隙逐渐增大，直至所述弹性胀套(8)完全回复到活动状 态，所述待加工齿轮(11)也恢复至胀紧前的活动状态。11. 根据权利要求10所述的一种基于内孔定屯、的高精度齿轮定屯、夹紧方法，其特征在 于:所述弹性胀套(8)的选择应满足下列公式， 所述弹性胀套(8)的最小圆锥面直径毒，=(X瓣*嗦-目， 所述弹性胀套(8)的最大圆锥面直径典2二超1 一扩， 其中，C为所述锥台基座（10)锥台部的锥度及所述弹性胀套(8)内孔的锥度，D为所述待 加工齿轮(11)的内孔尺寸，t为所述弹性胀套(8)的外径与所述待加工齿轮(11)内孔间的间 隙，D-t表示所述弹性胀套(8)的外径，4为所述弹性胀套(8)的锥孔长度。12. 根据权利要求11所述的基于内孔定屯、的高精度齿轮定屯、夹紧方法，其特征在于:对 所述弹性胀套(8)施加一个压入力巧^;，所述弹性胀套(8)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(8)将变形胀开，当所述弹性胀套(8)的 外径膨胀量Δ。'等于预留间隙t时，所述弹性胀套(8)的外径与所述待加工齿轮（11)内孔的 间隙为零，此时所述待加工齿轮(11)基于内孔完成定屯、， 所述待加工齿轮（11)完成定屯、时，所述弹性胀套(8)的轴向位移距离hi及所述弹性胀 套(8)与锥台基座(10)锥台部的锥面结合处压力进巧满足下列公式，, 其中，4为所述弹性胀套8锥孔的平均直径，，E为所述弹性胀套(8)的弹性模量。13. 根据权利要求12所述的基于内孔定屯、的高精度齿轮定屯、夹紧方法，其特征在于:在 S4中，随着压入力:?，斯持续加载，所述弹性胀套(8)的外径与所述待加工齿轮11的内孔逐 渐形成过盈配合，二者过盈联结最小传递负荷乎^ 我， 其中，巧为磨齿加工过程中产生的周向最大磨削力，驾为所述待加工齿轮（11)的节 圆直径^表示磨削力产生的扭矩值。14. 根据权利要求13所述的基于内孔定屯、的高精度齿轮定屯、夹紧方法，其特征在于:所述 弹性胀套8的外径与所述待加工齿轮(11)过盈联结最小传递负荷起? =姆i/*开*4*与> 冉化， 其中，扣为所述弹性胀套(8)与锥台基座(10)的结合面长度，为结合面工作时的摩擦系 数，为结合面传递负荷所需要的最小结合力，其计算公式为^其中，直mi。为圆锥过盈联结的最小过盈量，为齿轮内孔压平深度，为齿轮内孔的轮廓算 术平均值，即粗糖度值，式=1.目*乂。，歲为齿轮的弹性模量，斯为锥台基座的弹性模 量，存，、妈按GBT 5371-2〇〇4标准计算确定，所述弹性胀套(8巧由向方向运动的最小位移值社mil.二1乂扶+喘,。/技。15. 根据权利要求14所述的基于内孔定屯、的高精度齿轮定屯、夹紧方法，其特征在于:所 述液压缸(1)在进行压入或顶出时的油压巧=1;.1*马。±。，所述压入力&=^/^叫《^/(而+口/2)， 所述顶出力为.其中，巧为采用油压驱动时所述弹性胀套(8)与锥台基座(10)结合面间的摩擦系数。16. 根据权利要求15所述的基于内孔定屯、的高精度齿轮定屯、夹紧方法，其特征在于:所 述压入力驾，与所述顶出力巧，满足下列公式，其中，跑为由压入进油孔（15)注入液压油的油压，为由顶出进油孔（16)注入液压油的 油压，鸟为活塞的直径。
【专利摘要】本发明揭示了一种基于内孔定心的高精度齿轮定心夹紧装置及其加工方法，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心夹紧模块，所述胀套定心夹紧模块设置于所述液压模块的上端，所述胀套定心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，以实现对待加工齿轮的定心及夹紧。本发明可轻松完成齿轮内孔快速自定心和齿轮夹紧，提高定位精度和生产效率。本发明适用于各类以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，使用效果尤其突出。
【IPC分类】B23F23/06
【公开号】CN105689812
【申请号】CN201610211410
【发明人】徐瀚, 符嘉靖, 王战强, 陈琦晖, 刘武勋
【申请人】中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年4月7日