一种新型齿轮工件用顶紧装置的制作方法

本实用新型涉及齿轮加工技术领域，尤其是涉及一种新型齿轮工件用顶紧装置。

背景技术：

齿轮是汽车运动中的核心传动部件，其加工质量的优劣对汽车总成乃至整车的振动噪声以及可靠性均会带来直接影响。在齿轮加工过程中，为实现滚刀与工件之间稳定的齿形共轭，则需对工件予以定位处理。目前，通常是将待加工的工件放置于下定位座上，再通过设置在上定位座的顶针作用于工件中部的通孔以将工件压紧在下定位座上。而顶针施加给工件的压力则会直接影响工件的稳定性，进而会影响工件加工的精度。

在现有的滚齿机中，顶针对工件的压紧力多是通过下移上定位座进行调节，也即，通过控制顶针下移的位置来对工件施加不同的压紧力，而位置的控制多是通过操作人员的经验来提前设定。在加工不同型号的工件时，操作人员需根据工件的型号对顶针的落脚位置进行对应地评估及设定。在对同一型号的工件进行加工时，由于批量工件之间不可避免地存在尺寸误差，因而，顶针则极有可能出现移动过度或者移动不足的情况，对于前者，顶针对工件的压紧力过小，无法稳定地定位工件；对于后者，顶针对工件的压紧力过大，则又会损伤工件或者使工件发生变形，而损伤工件的情况。另外，目前，多是通过动力缸对上定位座进行驱动，它可实现上定位座的上下移动并以此实现对工件的定位，但是在现有的动力缸中，通常只设置有一个动能输出装置对上定位座进行驱动，这样，会降低上定位座移动时或者定位时的稳定性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的上述问题，提供一种新型齿轮工件用顶紧装置，它设计有锁紧组件，它可通过对导向柱的夹紧的作用以固定支撑组件的高度位置，这样，可大大提高支撑座上下移动的稳定性。另外，通过支撑座后端部与滑动槽之间及导向柱与导向筒之间的配合，可有效避免支撑座在上下移动过程中发生晃动，从而提高运行的稳定性。

本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：

一种新型齿轮工件用顶紧装置，包括立柱和支撑组件，支撑组件包括支撑座和与支撑座后端相连的连接座；

立柱上开设有容纳槽，容纳槽包括贯穿立柱前端面的滑动槽和与滑动槽连通的驱动槽，滑动槽的两侧壁上均向外延伸设置有定位槽；

支撑座后端部置入滑动槽内且可与滑动槽滑动配合，支撑座后端部的两侧上还设置有置入定位槽且可与定位槽滑动配合的定位条，支撑座前端部设置有位于立柱前方的顶针，顶针可相对支撑座向上移动，且支撑座可限制顶针的下行程；

支撑座的上端设置有活动座，活动座上设置有弹性件，弹性件作用于顶针使得：顶针位于相对支撑座的最低位；

连接座上的中部设置有螺母和两个分别位于螺母两侧的导向筒；

立柱上通过轴承转动设置有位于驱动槽内的丝杠和两个导向柱，丝杠贯穿螺母且与螺母螺纹配合，丝杠的自由端部连接有可驱动丝杠转动的驱动组件，两导向柱分别贯穿两导向筒且与两导向筒滑动配合；

连接座的下端设置有两个可分别作用于两导向柱的锁紧组件，锁紧组件包括基体，基体上设置有贯穿其上下端面的缺口，该缺口可部分包裹导向柱的外壁面，基体上还设置有两个分别位于缺口两侧的延伸槽，两延伸槽均与缺口连通，延伸槽内滑动设置有活塞，基体上还设置有通气管道，通气管道一端贯穿基体外表面，通气管道的另一端贯穿延伸槽的内壁面，且该端位于延伸槽内壁与活塞内侧面之间的区域。

本实用新型中，驱动组件用于为支撑座的上下移动提供动能。顶针用于作用工件中部的通孔以将工件压紧在下定位座上。应用时，将工件放置于下定位座上，再启动驱动组件使得与之输出端相连的丝杠发生转动。通过螺母与丝杠的分别配合，连接座则会带动支撑座跟随螺母的下移而下移。在顶针的下端与工件的上端接触时，随着支撑座的下移，工件则会逐步给予顶针向上的作用力，该作用力会使得顶针压缩弹性件发生相对支撑座的向上移动。根据力的相互性，弹性件被压缩的这部分弹性力则是对工件的顶紧力。可见，控制弹性件的压缩量即可对工件的顶紧力进行有效控制，若需要较大的顶紧力，则下移较大的位移量；若需要较小的顶紧力，则下移较小的位移量。对顶针向上位移量的把控，则等同于对支撑座下移量的把控，它可通过驱动组件来实现。另外，即使同一型号的工件中有误差存在，弹性件也可较好地吸收该误差所造成的冲击力，从而减少对工件的损坏。

由于压缩弹性件会产生较大的反作用力，当驱动组件在停止驱动后，支撑座极易发生上移现象，为此，本实用新型设计有锁紧组件，它可通过对导向柱的夹紧的作用以固定支撑组件的高度位置，具体地，当支撑座下移至所需位置时，则通过通气管道向延伸槽内注入高压气体，该高压气体则会驱动活塞向外侧移动以夹紧导向柱，这样，可固定连接座的高度位置。待需要调节支撑座的位置时，则反向吸出延伸槽内的高压气体以收回活塞，这样，即可启动驱动组件以移动支撑组件。另外，通过支撑座后端部与滑动槽之间的配合及导向柱与导向筒之间的配合，可有效避免支撑座在上下移动过程中发生晃动，从而提高运行的稳定性。可见，本实用新型具有操作简便、运行可靠及使用寿命长的优点。

进一步地，所述顶针的下端依次贯穿所述支撑座的上下端面，且位于支撑座下方；

所述活动座中部设置有贯穿其上下端面的第一中空区域，第一中空区域内横向设置有与活动座固连的支撑盘，支撑盘将第一中空区域划分为上腔区域和位于上腔区域下方的下腔区域，支撑盘的中部设置有与顶针同轴设置的通口，通口贯穿支撑盘的上下端面；

上腔区域内由下至上依次设置有活动块、活动盘及与活动座螺纹连接的调节件，所述弹性件位于活动块与活动盘之间，弹性件的上下两端分别作用于活动盘和活动块使得：活动盘的上端与调节件的下端相抵接，活动块的下端穿过通口与顶针的上端相抵接。

本实用新型在零位状态时，活动块在弹性件的作用下与顶针相抵接，并使顶针处于最低位的状态，也即处于相对支撑座的下行极限位置上。将工件放置于下定位座上，再启动驱动组件使其控制支撑座向下移动，在顶针的下端与工件的上端接触时，随着支撑座的下移，工件则会逐步给予顶针向上的作用力，该作用力会使得顶针通过活动块逐步压缩弹性件。根据力的相互性，弹性件被压缩的这部分弹性力则是对工件的顶紧力。可见，控制弹性件的压缩量即可对工件的顶紧力进行有效控制，具体地，转动调节件使其位于较高位置，这时，由于扩大了弹性件的容纳区域，可使弹性件的弹性形变较小，这样，当工件反向作用顶针使其上移时，弹性件对工件的顶紧力则相对较小；反向转动调节件使其位于较低位置，由于较大地压缩了弹性件的容纳区域，可使弹性件发生较大的弹性形变，因而，当工件反向作用顶针使其发生相同的位移量时，弹性件对工件的顶紧力则相对较大。其中，对顶针向上位移量的把控，则等同于对支撑座下移量的把控，它可通过驱动组件来实现。可见，在对不同型号的工件进行处理时，通过调整调节件相对活动座的位置即可有效控制顶针对工件的顶紧力。

进一步地，所述支撑座包括外支撑座和与外支撑座同轴设置的内支撑座，外支撑座具有贯穿其上下端面的第二中空区域，内支撑座位于第二中空区域内且与外支撑座螺纹连接。本实用新型中，支撑座设置有外支撑座和内支撑座，外支撑座用于实现与立柱的上下移动配合，同时，也用于实现对内支撑座的支撑；内支撑座用于与顶针相匹配，并实现对顶针的安装。如此设置，可在节省生产成本的基础上，便于根据不同型号的工件更换顶针及与之配套的内支撑座。

为实现支撑座对顶针下行程的限制，进一步地，所述内支撑座上开设有贯穿其上下端面的第三中空区域，第三中空区域的截面呈T字形；

所述顶针的截面呈与第三中空区域相匹配的T字形，顶针的水平部位于第三中空区域的水平部内，顶针的竖直部贯穿第三中空区域竖直部的下端。

本实用新型中，第三中空区域的竖直部可对顶针的上下移动进行导向作用，避免其发生较大的晃动而影响对工件的定位作用。为避免顶针过度上移进入上腔区域内，进一步地，所述顶针水平部的宽度大于所述通口的宽度。如此，顶针向上的极限位置则是其与支撑盘相接触，这样，可在调节件位置不变的情况下控制对工件的最大顶紧力。一般来说，该最大顶紧力应小于工件所能承受的最大作用力。

为减少顶针与内支撑座之间的相互磨损，进一步地，所述第三中空区域水平部的底端设置有第一弹性垫片层。

进一步地，所述外支撑座的一端设置有向上延伸的铰接支撑柱，外支撑座的另一端设置有内凹的锁紧槽；

所述活动座一端套设在铰接支撑柱且可绕铰接支撑柱的轴心线转动，活动座的另一端设置有贯穿其上下端面的锁紧通孔；

还包括可与锁紧通孔螺纹配合的锁紧杆，锁紧杆的下端可贯穿锁紧通孔并与锁紧槽螺纹配合。

本实用新型中，为便于装卸锁紧杆，可在锁紧杆的顶端设置有拉环。活动座铰接于外支撑座上端，这样，可通过转动活动座的方式使得活动块与顶针相脱离，如此，既可便于更换顶针，还可便于调整调节件的位置。对于前者，加工不同型号的工件所需的定位顶针有所不同，而可错开的设置，则可便于更换顶针。对于后者，由于未工作状态时，弹性件也需给予顶针作用力，可见，顶针也会给予弹性件作用力，在该状况下，下移调节件则会显得较为费力，而转动活动座，解除弹性件与顶针间的相互作用力后，即可大大减少弹性件的弹性形变，从而可减少弹性件对调节件的向上作用力。其中，锁紧杆与锁紧通孔和锁紧槽的螺纹配合则用于固定活动座，避免其在顶针反向作用下向上倾斜而影响对工件的顶紧力。

在转动活动座时，为避免活动块完全穿过通口，进一步地，所述活动块的外壁上设置有位于所述上腔区域的限位环，所述弹性件的上下两端分别与所述活动盘和限位环相连，弹性件作用于限位环使得所述活动块与所述顶针相抵接。限位环与支撑盘的抵接作用可限制活动块的下行程。

为便于转动活动座，进一步地，所述活动块的底端面呈弧面设置。如此，可通过减少活动块与顶针之间的接触面积来减少之间的摩擦力。

为减少活动块与顶针之间的磨损，进一步地，所述活动块的底端面设置有第二弹性垫片层。

为实现对丝杠的驱动，进一步地，所述驱动组件为减速驱动电机。

本实用新型具有以下有益效果：

1、由于压缩弹性件会产生较大的反作用力，当驱动组件在停止驱动后，支撑座极易发生上移现象，为此，本实用新型设计有锁紧组件，它可通过对导向柱的夹紧的作用以固定支撑组件的高度位置，这样，可大大提高运行的可靠性。

2、在对不同型号的工件进行处理时，通过调整调节件相对活动座的位置即可有效控制顶针对工件的顶紧力。

3、支撑座包括外支撑座和内支撑座，外支撑座用于实现与立柱的上下移动配合，同时，也用于实现对内支撑座的支撑；内支撑座用于与顶针相匹配，并实现对顶针的安装。如此设置，可在节省生产成本的基础上，便于根据不同型号的工件更换顶针及与之配套的内支撑座。

4、将活动座铰接于外支撑座上端，既可便于更换顶针，还可便于调整调节件的位置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施例，下面将对描述本实用新型实施例中所需要用到的附图作简单的说明。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据下面的附图，得到其它附图。

图1为本实用新型所述的一种新型齿轮工件用顶紧装置一个具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型所述的一种新型齿轮工件用顶紧装置一个具体实施例更换顶针后的结构示意图；

图3为本实用新型所述的一种新型齿轮工件用顶紧装置一个具体实施例的俯视图；

图4为本实用新型所述的一种新型齿轮工件用顶紧装置中连接座和驱动组件一个具体实施例的结构示意图；

图5为本实用新型所述的一种新型齿轮工件用顶紧装置中支撑座和活动座一个具体实施例的结构示意图；

图6为本实用新型所述的一种新型齿轮工件用顶紧装置中锁紧组件一个具体实施例的结构示意图。

其中，附图标记对应的零部件名称如下：1、立柱，2、支撑组件，3、滑动槽，4、定位槽，5、支撑座，6、连接座，7、定位条，8、螺母，9、顶针，10、丝杠，11、导向筒，12、导向柱，13、基体，14、活动座，15、支撑盘，16、上腔区域，17、下腔区域，18、通口，19、活动块，20、活动盘，21、调节件，22、弹性件，23、外支撑座，24、内支撑座，25、第一弹性垫片层，26、铰接支撑柱，27、锁紧槽，28、锁紧杆，29、拉环，30、限位环，31、第二弹性垫片层，32、减速驱动电机，33、缺口，34、容纳槽，35、驱动槽，36、锁紧通孔，37、延伸槽，38、活塞，39、通气管道。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型，下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本实用新型实施例中的一部分，而不是全部。基于本实用新型记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本实用新型保护的范围内。

实施例1

如图1至图6所示，一种新型齿轮工件用顶紧装置，包括立柱1和支撑组件2，支撑组件2包括支撑座5和与支撑座5后端相连的连接座6；

立柱1上开设有容纳槽34，容纳槽34包括贯穿立柱1前端面的滑动槽3和与滑动槽3连通的驱动槽35，滑动槽3的两侧壁上均向外延伸设置有定位槽4；

支撑座5后端部置入滑动槽3内且可与滑动槽3滑动配合，支撑座5后端部的两侧上还设置有置入定位槽4且可与定位槽4滑动配合的定位条7，支撑座5前端部设置有位于立柱1前方的顶针9，顶针9可相对支撑座5向上移动，且支撑座5可限制顶针9的下行程；

支撑座5的上端设置有活动座14，活动座14上设置有弹性件22，弹性件22作用于顶针9使得：顶针9位于相对支撑座9的最低位；

连接座6上的中部设置有螺母8和两个分别位于螺母8两侧的导向筒11；

立柱1上通过轴承转动设置有位于驱动槽35内的丝杠10和两个导向柱12，丝杠10贯穿螺母8且与螺母8螺纹配合，丝杠10的自由端部连接有可驱动丝杠10转动的驱动组件，两导向柱12分别贯穿两导向筒11且与两导向筒11滑动配合；

连接座6的下端设置有两个可分别作用于两导向柱12的锁紧组件，锁紧组件包括基体13，基体13上设置有贯穿其上下端面的缺口33，该缺口33可部分包裹导向柱12的外壁面，基体13上还设置有两个分别位于缺口33两侧的延伸槽37，两延伸槽37均与缺口33连通，延伸槽37内滑动设置有活塞38，基体13上还设置有通气管道39，通气管道39一端贯穿基体13外表面，通气管道39的另一端贯穿延伸槽37的内壁面，且该端位于延伸槽37内壁与活塞38内侧面之间的区域。

本实施例中，驱动组件用于为支撑座5的上下移动提供动能。顶针9用于作用工件中部的通孔以将工件压紧在下定位座上。应用时，将工件放置于下定位座上，再启动驱动组件使得与之输出端相连的丝杠10发生转动。通过螺母8与丝杠10的分别配合，连接座6则会带动支撑座5跟随螺母8的下移而下移。在顶针9的下端与工件的上端接触时，随着支撑座5的下移，工件则会逐步给予顶针9向上的作用力，该作用力会使得顶针9压缩弹性件22发生相对支撑座5的向上移动。根据力的相互性，弹性件22被压缩的这部分弹性力则是对工件的顶紧力。可见，控制弹性件22的压缩量即可对工件的顶紧力进行有效控制，若需要较大的顶紧力，则下移较大的位移量；若需要较小的顶紧力，则下移较小的位移量。对顶针向上位移量的把控，则等同于对支撑座下移量的把控，它可通过驱动组件来实现。另外，即使同一型号的工件中有误差存在，弹性件22也可较好地吸收该误差所造成的冲击力，从而减少对工件的损坏。

由于压缩弹性件22会产生较大的反作用力，当驱动组件在停止驱动后，支撑座5极易发生上移现象，为此，本实施例设计有锁紧组件，它可通过对导向柱12的夹紧的作用以固定支撑组件2的高度位置，具体地，当支撑座5下移至所需位置时，则通过通气管道39向延伸槽37内注入高压气体，该高压气体则会驱动活塞38向外侧移动以夹紧导向柱12，这样，可固定连接座6的高度位置。待需要调节支撑座5的位置时，则反向吸出延伸槽37内的高压气体以收回活塞38，这样，即可启动驱动组件以移动支撑组件2。另外，通过支撑座5后端部与滑动槽3之间的配合及导向柱12与导向筒11之间的配合，可有效避免支撑座5在上下移动过程中发生晃动，从而提高运行的稳定性。可见，本实施例具有操作简便、运行可靠及使用寿命长的优点。

优选地，所述顶针9的下端依次贯穿支撑座5的上下端面，且位于支撑座5下方；

所述活动座14中部设置有贯穿其上下端面的第一中空区域，第一中空区域内横向设置有与活动座14固连的支撑盘15，支撑盘15将第一中空区域划分为上腔区域16和位于上腔区域16下方的下腔区域17，支撑盘15的中部设置有与顶针9同轴设置的通口18，通口18贯穿支撑盘15的上下端面；

上腔区域16内由下至上依次设置有活动块19、活动盘20及与活动座14螺纹连接的调节件21，所述弹性件22位于活动块19与活动盘20之间，所述弹性件22的上下两端分别作用于活动盘20和活动块19使得：活动盘20的上端与调节件21的下端相抵接，活动块19的下端穿过通口18与顶针9的上端相抵接。

本实施例在零位状态时，活动块19在弹性件22的作用下与顶针9相抵接，并使顶针9处于最低位的状态，也即处于相对支撑座5的下行极限位置上。将工件放置于下定位座上，再启动驱动组件使其控制支撑座5向下移动，在顶针9的下端与工件的上端接触时，随着支撑座5的下移，工件则会逐步给予顶针9向上的作用力，该作用力会使得顶针9通过活动块19逐步压缩弹性件22。根据力的相互性，弹性件22被压缩的这部分弹性力则是对工件的顶紧力。可见，控制弹性件22的压缩量即可对工件的顶紧力进行有效控制，具体地，转动调节件21使其位于较高位置，这时，由于扩大了弹性件22的容纳区域，可使弹性件22的弹性形变较小，这样，当工件反向作用顶针9使其上移时，弹性件22对工件的顶紧力则相对较小；反向转动调节件21使其位于较低位置，由于较大地压缩了弹性件22的容纳区域，可使弹性件22发生较大的弹性形变，因而，当工件反向作用顶针9使其发生相同的位移量时，弹性件22对工件的顶紧力则相对较大。其中，对顶针9向上位移量的把控，则等同于对支撑座5下移量的把控，它可通过驱动组件来实现。可见，在对不同型号的工件进行处理时，通过调整调节件21相对活动座14的位置即可有效控制顶针9对工件的顶紧力。

优选地，所述支撑座5包括外支撑座23和与外支撑座23同轴设置的内支撑座24，外支撑座23具有贯穿其上下端面的第二中空区域，内支撑座24位于第二中空区域内且与外支撑座23螺纹连接。本实施例中，支撑座5设置有外支撑座23和内支撑座24，外支撑座23用于实现与立柱的上下移动配合，同时，也用于实现对内支撑座24的支撑；内支撑座24用于与顶针9相匹配，并实现对顶针9的安装。如此设置，可在节省生产成本的基础上，便于根据不同型号的工件更换顶针9及与之配套的内支撑座24。

为实现支撑座5对顶针9下行程的限制，优选地，所述内支撑座24上开设有贯穿其上下端面的第三中空区域，第三中空区域的截面呈T字形；

所述顶针9的截面呈与第三中空区域相匹配的T字形，顶针9的水平部位于第三中空区域的水平部内，顶针9的竖直部贯穿第三中空区域竖直部的下端。

本实施例中，第三中空区域的竖直部可对顶针9的上下移动进行导向作用，避免其发生较大的晃动而影响对工件的定位作用。为避免顶针9过度上移进入上腔区域16内，优选地，所述顶针9水平部的宽度大于所述通口18的宽度。如此，顶针9向上的极限位置则是其与支撑盘相接触，这样，可在调节件位置不变的情况下控制对工件的最大顶紧力。一般来说，该最大顶紧力应小于工件所能承受的最大作用力。

为减少顶针9与内支撑座24之间的相互磨损，优选地，所述第三中空区域水平部的底端设置有第一弹性垫片层25。

优选地，所述外支撑座23的一端设置有向上延伸的铰接支撑柱26，外支撑座23的另一端设置有内凹的锁紧槽27；

优选地，所述活动座14一端套设在铰接支撑柱26且可绕铰接支撑柱26的轴心线转动，活动座14的另一端设置有贯穿其上下端面的锁紧通孔36；

还包括可与锁紧通孔36螺纹配合的锁紧杆28，锁紧杆28的下端可贯穿锁紧通孔36并与锁紧槽27螺纹配合。

本实施例中，为便于装卸锁紧杆28，可在锁紧杆28的顶端设置有拉环29。活动座14铰接于外支撑座23上端，这样，可通过转动活动座14的方式使得活动块19与顶针9相脱离，如此，既可便于更换顶针9，还可便于调整调节件21的位置。对于前者，加工不同型号的工件所需的定位顶针9有所不同，而可错开的设置，则可便于更换顶针9。对于后者，由于未工作状态时，弹性件22也需给予顶针9作用力，可见，顶针9也会给予弹性件22作用力，在该状况下，下移调节件21则会显得较为费力，而转动活动座14，解除弹性件22与顶针9间的相互作用力后，即可大大减少弹性件22的弹性形变，从而可减少弹性件22对调节件21的向上作用力。其中，锁紧杆28与锁紧通孔36和锁紧槽27的螺纹配合则用于固定活动座14，避免其在顶针9反向作用下向上倾斜而影响对工件的顶紧力。

在转动活动座14时，为避免活动块19完全穿过通口18，优选地，所述活动块19的外壁上设置有位于所述上腔区域16的限位环30，所述弹性件22的上下两端分别与所述活动盘20和限位环30相连，弹性件22作用于限位环30使得所述活动块19与所述顶针9相抵接。限位环30与支撑盘15的抵接作用可限制活动块19的下行程。

为便于转动活动座14，优选地，所述活动块19的底端面呈弧面设置。如此，可通过减少活动块19与顶针9之间的接触面积来减少之间的摩擦力。

为减少活动块19与顶针9之间的磨损，优选地，所述活动块19的底端面设置有第二弹性垫片层31。

优选地，所述驱动组件为减速驱动电机32。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。