一种用于螺旋锥齿轮铣刀刃磨的双工位气动夹具的制作方法

本发明涉及气动夹具技术领域，具体涉及一种用于螺旋锥齿轮铣刀刃磨的双工位气动夹具。

背景技术：

螺旋锥齿轮因其重叠系数大、承载能力强、传动比高、传动平稳、噪声小等优点广泛应用于汽车、航空、矿山等机械传动领域。

螺旋锥齿轮铣刀是螺旋锥齿轮的铣齿加工刀具，螺旋锥齿轮铣刀需要在专用磨刀机上进行刃磨。

现有的气动夹具只能磨削一种角度的刀具，而螺旋锥齿轮的齿顶角有不同个规格，对应磨削时采用不同角度的磨削夹具且一次只能装夹一个刀具。提高了磨削成本，而且加工效率低，通用性差，自动化程度低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于螺旋锥齿轮铣刀刃磨的双工位气动夹具，其采用双工位结构形式，通过对夹具进行调节，使刀具在空间上被摆放在对应的姿态上，然后进行磨削。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于螺旋锥齿轮铣刀刃磨的双工位气动夹具，包含夹具基座、第一销轴、塞子、第二销轴、拉杆接头、限位挡块、第一气缸、限位销轴、螺钉、第三销轴、第二气缸、杠杆、第四销轴、联接块、压板、第一连接板、弹簧、第二连接板、安装板、刀具、拐臂、回转销轴、刻度盘、第一气管接头、指示器、第一气管、第三连接板、第二气管接头、第三气管接头、第二气管和第四气管接头；所述第一气缸通过螺钉固定安装在拐臂上，所述拐臂通过回转销轴安装在夹具基座上，所述夹具基座的安装孔里安装有螺钉，所述塞子安装在夹具基座的安装孔顶端，所述拉杆接头通过第二销轴安装在夹具基座上，拉杆接头的右端通过螺纹连接安装在第一气缸的活塞杆上，所述限位挡块通过螺钉安装在夹具基座右端面上，所述限位销轴固定安装在夹具基座的右端面上且限位销轴位于限位挡块的下方，两个所述联接块通过第一销轴和第三销轴分别安装在夹具基座的前后两侧，所述联接块上设有三个弧形凹槽，所述联接块的弧形凹槽里安装有螺钉且螺钉尾部安装在夹具基座上，所述第三销轴安装在夹具基座上的弧形凹槽里，所述第二连接板通过螺钉分别安装在第二气缸和联接块上，所述第二连接板通过第四销轴安装在联接块的销孔里，所述第三连接板通过螺钉分别安装在第二气缸和联接块上，所述杠杆通过第四销轴安装在联接块上，所述第一连接板通过螺钉安装在杠杆上且第一连接板位于第二连接板和第三连接板之间，所述安装板通过螺钉安装在杠杆上，所述弹簧一端安装在第三连接板上，弹簧另一端安装在安装板上，所述压板通过螺钉安装在第一连接板上，所述第三气管接头安装在第一气缸上，所述第四气管接头安装在夹具基座上，所述第二气管分别安装在第三气管接头和第四气管接头上，所述刀具底面安装在联接块上，所述第一气缸压在刀具的顶面上，所述刀具后端面顶在联接块上，所述压块顶在刀具的前端面上，所述刻度盘通过螺钉固定安装在联接块上，所述指示器通过螺钉安装在夹具基座上，所述第一气管接头安装在夹具基座上，所述第二气管接头安装在第二气缸上，所述第一气管分别安装在第一气管接头和第二气管接头上。

进一步的是：所述第一气缸由外端盖、复位弹簧、第一活塞密封组件、第一气管快插接头、第一孔用弹性挡圈、第一端盖、活塞杆、第一防尘圈组件、第一活塞杆密封组件、O形密封圈和气缸外壳组成，所述外端盖固定安装在气缸外壳的右端面上，所述第一气管快插接头安装在气缸外壳的安装孔里，所述第一端盖安装在气缸外壳的安装孔里，所述第一孔用弹性挡圈安装在气缸外壳内孔的凹槽里且第一孔用弹性挡圈右端面顶在第一端盖的左端面上，所述第一端盖外圆柱面与气缸外壳内孔之间安装有O形密封圈，所述活塞杆安装在气缸外壳里且活塞杆安装在第一端盖的中心孔里，所述活塞杆与第一端盖中心孔之间安装有第一防尘圈组件和第一活塞杆密封组件，所述活塞杆与气缸外壳的内壁之间安装有第一活塞密封组件，所述复位弹簧左端安装在活塞杆的中心孔里，复位弹簧右端安装在外端盖的中心孔里。

进一步的是：所述第二气缸由第二气管快插接头、右端盖、下密封圈、堵塞、外壳、第二活塞密封组件、左活塞杆、左端盖、第二孔用弹性挡圈、活塞、上密封圈、第二活塞杆密封组件、第二端盖、第二防尘圈组件和右活塞杆组成，所述右端盖通过螺钉固定安装在外壳的右端面上，所述左端盖通过螺钉固定安装在外壳的左端面上，所述右端盖和左端盖上都安装有第二气管快插接头，所述外壳左端面和右端面上的气孔凹槽里安装有下密封圈，所述活塞安装在外壳内且活塞与外壳内孔之间安装有第二活塞密封组件，所述右活塞杆安装在活塞的安装孔里，所述左活塞杆安装在右活塞杆上，左侧所述第二端盖安装在外壳内且左侧第二端盖安装在左活塞杆上，所述第二端盖与左活塞杆之间安装有第二活塞杆密封组件和第二防尘圈组件，所述第二端盖外圆柱面与外壳内孔之间安装有上密封圈，两个所述第二孔用弹性挡圈安装在外壳内的环形凹槽里，右侧所述第二端盖安装在外壳内且右侧第二端盖安装在右活塞杆上，右侧所述第二端盖与右活塞杆之间安装有第二活塞杆密封组件和第二防尘圈组件。

进一步的是：所述杠杆采用“T形结构形式”。

进一步的是：所述夹具基座上设有安装孔。

进一步的是：所述压板底面设有定位凸台，压板定位凸台定位安装在杠杆顶面上的凹槽里。

进一步的是：所述第一气缸的活塞杆采用“T”形结构且活塞杆上加工有螺纹孔。

进一步的是：所述第二气缸的左活塞杆左端和右活塞杆右端为半球形结构。

该双工位气动夹具的工作原理：

夹具分为左侧Ⅰ号工位和右侧Ⅱ号工位，根据刀具的参数，机床自动选择是Ⅰ号工位，还是Ⅱ号工位夹持，每次只能夹持一把刀具并配合机床进行磨削。最大夹持刀具尺寸：截面28×19mm、长度115mm；最小夹持刀具尺寸：截面9×5mm、长度100mm。夹具的适应性好，凡是在最大夹持刀具和最小夹持刀具之间任何尺寸的刀具，都可以被夹紧。

夹具基座与机床摇篮转台上C轴回转轴固定连接，基座最下面的3路气孔与C轴回转轴上的3路气孔准确对接相通，并且和机床气动系统相通，实现机床气动系统直接控制气动夹具的气缸。夹具共有2个气缸，在夹紧刀具时，两个气缸同时作用，在两个方向同时夹紧并定位刀具。

主要的工作过程是：机床自动上下料机械手将刀具插入夹具上对应的工位内，机床发出夹紧指令，气动系统向气缸通入压缩空气，气缸运动夹紧刀具。完成磨削后，关闭压缩空气，气缸上的复位弹簧释放，气缸松开，机械手拿走刀具。

第二气缸为双作用气缸，气缸最大行程15mm。如图16所示，通过管路向右侧腔内通入压缩空气时，活塞向左侧移动，活塞推动杠杆绕销轴顺时针转动，压板的圆弧曲面夹紧刀具，复位弹簧(拉簧)被拉长积蓄能量。反之，向左侧腔内通入压缩空气，活塞向右移动。当关闭压空气时，复位弹簧释放能量复位变短，使杠杆逆时针转动，压板松开。

第一气缸为单作用气缸，通过管路向腔内通入压缩空气时，活塞杆绕第二销轴中心逆时针转动，带动气缸壳体逆时针转动并向左侧移动，气缸壳体最前面的圆弧曲面夹紧刀具，并压缩复位弹簧。当关闭压缩空气时，复位弹簧伸长推动气缸壳体向右移动并顺时针转动，带动活塞杆绕第二销轴中心顺时针转动，当气缸壳体下端碰到限位销轴时停止，刀具被松开。

针对刀具的角度(对应为螺旋锥齿轮的齿顶角)，可以对夹具进行调节，使刀具在空间上被摆放在对应的姿态上，然后进行磨削。调节过程为：松开夹具上的3个螺钉(左右两侧共6个)，第二气缸、杠杆、第四销轴、联接块、压板、第一连接板、弹簧、第二连接板、安装板等整体可以绕第一销轴转动，刻度盘上显示对应的角度，当转动到对应的角度后，固定并锁紧左右6个螺钉。本夹具可以调解的角度范围为20°至36°。

本夹具左右对称，压板左右为一组，外形尺寸完全一样。根据不同大小的刀具，压板配备三组不同的长度，根据刀具的大小进行更换。从而使任意尺寸的刀具，都能被夹紧。

本发明的有益效果如下：通过松开螺钉，使联接块绕第一销轴转动，刻度盘显示对应的角度，当转动到对应的角度后，固定并缩紧左右6个螺钉，角度调节范围广，可以适应不同角度的刀具；独特的双工位设计，分别针对刀盘上一组刀具的内刀和外刀进行磨削，提高了夹具的适应性和刀具的加工效率。

附图说明

图1为本发明的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明的一种具体实施方式的结构主视图；

图3为本发明的一种具体实施方式的结构俯视图；

图4为本发明的一种具体实施方式的结构左视图；

图5为本发明的一种具体实施方式的结构右视图；

图6为本发明的一种具体实施方式的结构仰视图；

图7为本发明的一种具体实施方式的A-A剖示图；

图8为本发明的一种具体实施方式的C-C剖示图；

图9为本发明的一种具体实施方式夹具放松状态的结构示意图；

图10为本发明的一种具体实施方式第一气缸的结构示意图；

图11为本发明的一种具体实施方式第一气缸的结构主视图；

图12为本发明的一种具体实施方式第一气缸的B-B剖示图；

图13为本发明的一种具体实施方式第二气缸的结构示意图；

图14为本发明的一种具体实施方式第二气缸的结构主视图；

图15为本发明的一种具体实施方式第二气缸的结构左视图；

图16为本发明的一种具体实施方式第二气缸的D-D剖示图。

附图标记说明：

1-夹具基座，2-第一销轴，3-塞子，4-第二销轴，5-拉杆接头，6-限位挡块，7-第一气缸，8-限位销轴，9-螺钉，10-第三销轴，11-第二气缸，12-杠杆，13-第四销轴，14-联接块，15-压板，16-第一连接板，17-弹簧，18-第二连接板，19-安装板，20-刀具，21-拐臂，22-回转销轴，23-刻度盘，24-第一气管接头，25-指示器，26-第一气管，27-第三连接板，28-第二气管接头，29-第三气管接头，30-第二气管，31-第四气管接头；

701-外端盖，702-复位弹簧，703-第一活塞密封组件，704-第一气管快插接头，705-第一孔用弹性挡圈，706-第一端盖，707-活塞杆，708-第一防尘圈组件，709-第一活塞杆密封组件，710-O形密封圈，711-气缸外壳；

1101-第二气管快插接头，1102-右端盖，1103-下密封圈，1104-堵塞，1105-外壳，1106-第二活塞密封组件，1107-左活塞杆，1108-左端盖，1109-第二孔用弹性挡圈，1110-活塞，1111-上密封圈，1112-第二活塞杆密封组件，1113-第二端盖，1114-第二防尘圈组件，1115-右活塞杆。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

图1～图16示出了本发明的具体实施方式，一种用于螺旋锥齿轮铣刀刃磨的双工位气动夹具，包含夹具基座1、第一销轴2、塞子3、第二销轴4、拉杆接头5、限位挡块6、第一气缸7、限位销轴8、螺钉9、第三销轴10、第二气缸11、杠杆12、第四销轴13、联接块14、压板15、第一连接板16、弹簧17、第二连接板18、安装板19、刀具20、拐臂21、回转销轴22、刻度盘23、第一气管接头24、指示器25、第一气管26、第三连接板27、第二气管接头28、第三气管接头29、第二气管30和第四气管接头31；所述第一气缸7通过螺钉9固定安装在拐臂21上，所述拐臂21通过回转销轴22安装在夹具基座1上，所述夹具基座1的安装孔里安装有螺钉9，所述塞子3安装在夹具基座1的安装孔顶端，所述拉杆接头5通过第二销轴4安装在夹具基座1上，拉杆接头5的右端通过螺纹连接安装在第一气缸7的活塞杆上，所述限位挡块6通过螺钉9安装在夹具基座1右端面上，所述限位销轴8固定安装在夹具基座1的右端面上且限位销轴8位于限位挡块6的下方，两个所述联接块14通过第一销轴2和第三销轴10分别安装在夹具基座1的前后两侧，所述联接块14上设有三个弧形凹槽，所述联接块14的弧形凹槽里安装有螺钉9且螺钉9尾部安装在夹具基座1上，所述第三销轴10安装在夹具基座1上的弧形凹槽里，所述第二连接板18通过螺钉9分别安装在第二气缸11和联接块14上，所述第二连接板18通过第四销轴13安装在联接块14的销孔里，所述第三连接板27通过螺钉9分别安装在第二气缸11和联接块14上，所述杠杆12通过第四销轴13安装在联接块14上，所述第一连接板16通过螺钉9安装在杠杆12上且第一连接板16位于第二连接板18和第三连接板27之间，所述安装板19通过螺钉9安装在杠杆12上，所述弹簧17一端安装在第三连接板27上，弹簧17另一端安装在安装板19上，所述压板1通过螺钉9安装在第一连接板16上，所述第三气管接头29安装在第一气缸7上，所述第四气管接头31安装在夹具基座1上，所述第二气管30分别安装在第三气管接头29和第四气管接头31上，所述刀具20底面安装在联接块14上，所述第一气缸7压在刀具20的顶面上，所述刀具20后端面顶在联接块14上，所述压块15顶在刀具20的前端面上，所述刻度盘23通过螺钉9固定安装在联接块14上，所述指示器25通过螺钉9安装在夹具基座1上，所述第一气管接头24安装在夹具基座1上，所述第二气管接头28安装在第二气缸11上，所述第一气管26分别安装在第一气管接头24和第二气管接头28上。

优选的，所述第一气缸由外端盖701、复位弹簧702、第一活塞密封组件703、第一气管快插接头704、第一孔用弹性挡圈705、第一端盖706、活塞杆707、第一防尘圈组件708、第一活塞杆密封组件709、O形密封圈710和气缸外壳711组成，所述外端盖701固定安装在气缸外壳711的右端面上，所述第一气管快插接头704安装在气缸外壳711的安装孔里，所述第一端盖706安装在气缸外壳711的安装孔里，所述第一孔用弹性挡圈705安装在气缸外壳711内孔的凹槽里且第一孔用弹性挡圈705右端面顶在第一端盖706的左端面上，所述第一端盖706外圆柱面与气缸外壳711内孔之间安装有O形密封圈710，所述活塞杆707安装在气缸外壳711里且活塞杆707安装在第一端盖706的中心孔里，所述活塞杆707与第一端盖706中心孔之间安装有第一防尘圈组件708和第一活塞杆密封组件709，所述活塞杆707与气缸外壳711的内壁之间安装有第一活塞密封组件703，所述复位弹簧702左端安装在活塞杆707的中心孔里，复位弹簧702右端安装在外端盖701的中心孔里。

优选的，所述第二气缸11由第二气管快插接头1101、右端盖1102、下密封圈1103、堵塞1104、外壳1105、第二活塞密封组件1106、左活塞杆1107、左端盖1108、第二孔用弹性挡圈1109、活塞1110、上密封圈1111、第二活塞杆密封组件1112、第二端盖1113、第二防尘圈组件1114和右活塞杆1115组成，所述右端盖1102通过螺钉9固定安装在外壳1105的右端面上，所述左端盖1108通过螺钉9固定安装在外壳1105的左端面上，所述右端盖1102和左端盖1108上都安装有第二气管快插接头1101，所述外壳1105左端面和右端面上的气孔凹槽里安装有下密封圈1103，所述活塞1110安装在外壳1105内且活塞1110与外壳1105内孔之间安装有第二活塞密封组件1106，所述右活塞杆1115安装在活塞1110的安装孔里，所述左活塞杆1107安装在右活塞杆1115上，左侧所述第二端盖1113安装在外壳1105内且左侧第二端盖1113安装在左活塞杆1107上，左侧所述第二端盖1113与左活塞杆1107之间安装有第二活塞杆密封组件1112和第二防尘圈组件1114，所述第二端盖1113外圆柱面与外壳1105内孔之间安装有上密封圈1111，两个所述第二孔用弹性挡圈1109安装在外壳1105内的环形凹槽里，右侧所述第二端盖1113安装在外壳1105内且右侧第二端盖1113安装在右活塞杆1115上，右侧所述第二端盖1113与右活塞杆1115之间安装有第二活塞杆密封组件1112和第二防尘圈组件1114。

优选的，所述杠杆12采用“T形结构形式”。

上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。