矿用扁平弧齿接链环的加工方法与流程

本发明涉及链环加工，具体涉及矿用扁平弧齿接链环的加工方法。

背景技术：

1、矿用圆环链用扁平弧齿接链环是煤矿井下刮板输送机传动结构中重要的配件，其主要作用是用于链接传动链条及刮板，是重要的受力部分，属于易损耗产品，用量非常大。一旦接链环发生断裂，整个采矿面将会停机停产。若提高接链环的生产质量及生产效率，可减少采矿设备的维护及停机时间，从而提高煤矿的产能，减少人力和时间。

2、矿用扁平弧齿接链环的结构包括内齿和外齿，内齿与外齿的形状为不规则形状，其加工具有较高难度，现有加工工艺是以线切割为主的加工，其主要包括以下步骤：首先用内弧面床加工两侧平面达到厚度要求；其次重新装夹后内弧面床内弧面卡槽位置；最后线切割割出齿轮廓。

3、经实践验验，上述加工过程主要存在以下缺点：

4、第一、由于加工工艺复杂较多，传统加工方式中需要对单环毛坯不断进行重新装夹以切换加工角度与位置，加工定位精度差，效率低下；

5、第二、采用线切割割出齿型只能为直面，直面的弧齿接链环在使用过程中由于齿与齿之间的接触面积比弧面的弧齿接链环接触面积小，故而实际的破断拉力比正常弧面齿形的低。

技术实现思路

1、为解决背景技术中存在的问题，本发明提供矿用扁平弧齿接链环的加工方法，其包括如下的步骤：

2、s1：将毛坯形态的设置有内弧和外弧的单环装载于工装夹具上，将工装夹具安装于摇篮工作台，将摇篮工作台安装于加工中心的加工区域；

3、加工中心安装有不同的刀具，用于对单环的毛坯进行加工，具体如下：

4、s2：使用盘刀加工内弧侧平面、外弧侧平面；

5、s3：使用铣刀在内弧的顶部加工开口槽；

6、s4：使用内弧面刀加工内弧面；

7、s5：使用内弧齿刀加工内弧齿；

8、s6：使用外弧面刀加工外弧面；

9、s7：使用外弧齿刀加工外弧齿。

10、优选的方案中，所述工装夹具包括底座、安装于底座上的支座和两个夹持单元、安装于两个夹持单元之间的托座；所述夹持单元包括设置有伸缩杆的气缸、连接于伸缩杆自由端的折臂、用于夹持单环的夹持爪，所述折臂包括相互铰接的前臂与后臂，前臂与支座铰接，后臂与伸缩杆铰接；夹持爪固定连接于前臂上，通过两个夹持单元的伸缩杆的伸缩动作带动夹持爪的闭合与张开，实现对单环的夹持与释放；所述单环包括u型部及连接于u型部两端的内弧、外弧，内弧设置有内弧面、内弧侧平面；外弧设置有外弧面、外弧侧平面；工装夹具对单环进行夹持时，u型部的底部安装于托座上，两个夹持单元的夹持爪分别夹持u型部的两端。

11、优选的方案中，所述摇篮工作台包括支撑台及安装于支撑台上的一对转臂、安装于一对转臂之间的转盘，转臂内设置有用于带动转臂翻转的转轴与电机，转盘内设置有带动转盘旋转的转轴与电机；工装夹具的底座连接于转盘上，通过转臂带动工装夹具及单环翻转至不同加工位置，转盘带动工装夹具及单环旋转至不同加工角度。

12、优选的方案中，步骤s2的具体过程包括：

13、p1：工装夹具对单环进行夹持；

14、p2：以转盘中心为原点，设定x轴、y轴、z轴方向，通过转臂带动工装夹具沿x轴、z轴平面逆时针翻转90°；转动转盘使单环其中一侧的内弧侧平面、外弧侧平面处于水平位置；

15、p3：盘刀设置有盘刀柄、盘刀体、盘刀头；盘刀柄连接于加工中心，加工中心带动盘刀的盘刀体、盘刀头下降，使盘刀头下降至内弧侧平面、外弧侧平面位置，由盘刀头对内弧侧平面、外弧侧平面进行加工；

16、p4：一侧的内弧侧平面、外弧侧平面加工完成后，转盘带动工装夹具旋转180°，使另一侧的内弧侧平面、外弧侧平面处于水平位置；

17、p5：重复盘刀头对内弧侧平面、外弧侧平面的加工过程；

18、p6：转臂顺时针旋转90°至原位。

19、优选的方案中，步骤s3的具体过程包括：

20、铣刀设置有铣刀柄、铣刀头；铣刀柄连接于加工中心，加工中心带动铣刀的铣刀体、铣刀头移动至内弧的顶部，加工中心带动铣刀旋转、移动，在内弧的顶部加工出开口槽。

21、优选的方案中，步骤s4的具体过程包括：

22、内弧面刀设置有内弧面刀柄、内弧面刀体、内弧面刀头、内弧面刀片；

23、内弧面刀柄连接于加工中心，加工中心带动内弧面刀体、内弧面刀头移动至内弧的顶部，加工中心带动内弧面刀旋转、下降，内弧面刀片对内弧面进行打磨加工。

24、优选的方案中，步骤s5的具体过程包括：

25、内弧齿刀设置有内弧齿刀柄、内弧齿刀体、内弧齿刀头、内弧齿刀片；

26、内弧齿刀柄连接于加工中心，加工中心带动内弧齿刀体、内弧齿刀头移动至内弧的顶部，加工中心带动内弧齿刀旋转、下降，内弧齿刀片对内弧面进行切割加工出内弧齿。

27、优选的方案中，步骤s6的具体过程包括：

28、外弧面刀设置有外弧面刀柄、外弧面刀体、外弧面刀头、外弧面刀片；

29、外弧面刀柄连接于加工中心，加工中心带动外弧面刀体、外弧面刀头移动至内弧的顶部，加工中心带动外弧面刀旋转、下降，外弧面刀片对外弧面进行打磨加工。

30、优选的方案中，步骤s5的具体过程包括：

31、外弧齿刀设置有外弧齿刀柄、外弧齿刀体、外弧齿刀头、外弧齿刀片；

32、外弧齿刀柄连接于加工中心，加工中心带动外弧齿刀体、外弧齿刀头移动至内弧的顶部，加工中心带动外弧齿刀旋转、下降，外弧齿刀片对内弧面进行切割加工出外弧齿。

33、本发明所达到的有益效果为：

34、第一、本发明设计了专用的工装夹具，通过两个夹持单元的伸缩杆的伸缩动作带动夹持爪的闭合与张开，实现对单环的夹持与释放；并通过摇篮工作台及转盘，实现工装夹具及单环毛坯在三维空间内准确定位与角度调整，提高了加工效率；

35、第二、改变了线切割的加工方式，设计了专门的盘刀、铣刀、内弧面刀、内弧齿刀、外弧面刀，外弧齿刀，对单环的内弧侧平面、外弧侧平面、内弧面、外弧面进行加工，每种刀具设计了专用的刀头，实现各工艺步骤的独立操作，加工出的单环严格达到设计标准，组成接链环后，稳定性高，使用寿命长。

技术特征：

1.矿用扁平弧齿接链环的加工方法，其特征在于，其包括如下的步骤：

2.根据权利要求1所述的矿用扁平弧齿接链环的加工方法，其特征在于：所述工装夹具(1)包括底座(11)、安装于底座(11)上的支座(14)和两个夹持单元、安装于两个夹持单元之间的托座(15)；所述夹持单元包括设置有伸缩杆的气缸(12)、连接于伸缩杆自由端的折臂(13)、用于夹持单环(2)的夹持爪(16)，所述折臂(13)包括相互铰接的前臂与后臂，前臂与支座(14)铰接，后臂与伸缩杆铰接；夹持爪(16)固定连接于前臂上，通过两个夹持单元的伸缩杆的伸缩动作带动夹持爪(16)的闭合与张开，实现对单环(2)的夹持与释放；所述单环(2)包括u型部(23)及连接于u型部(23)两端的内弧(21)、外弧(22)，内弧(21)设置有内弧面(211)、内弧侧平面(213)；外弧(22)设置有外弧面(221)、外弧侧平面(223)；工装夹具(1)对单环(2)进行夹持时，u型部(23)的底部安装于托座(15)上，两个夹持单元的夹持爪(16)分别夹持u型部(23)的两端。

3.根据权利要求2所述的矿用扁平弧齿接链环的加工方法，其特征在于：所述摇篮工作台(3)包括支撑台(31)及安装于支撑台(31)上的一对转臂(32)、安装于一对转臂(32)之间的转盘(33)，转臂(32)内设置有用于带动转臂(32)翻转的转轴与电机，转盘(33)内设置有带动转盘(33)旋转的转轴与电机；工装夹具(1)的底座(11)连接于转盘(33)上，通过转臂(32)带动工装夹具(1)及单环(2)翻转至不同加工位置，转盘(33)带动工装夹具(1)及单环(2)旋转至不同加工角度。

4.根据权利要求3所述的矿用扁平弧齿接链环的加工方法，其特征在于：步骤s2的具体过程包括：

5.根据权利要求2所述的矿用扁平弧齿接链环的加工方法，其特征在于：步骤s3的具体过程包括：

6.根据权利要求2所述的矿用扁平弧齿接链环的加工方法，其特征在于：步骤s4的具体过程包括：

7.根据权利要求6所述的矿用扁平弧齿接链环的加工方法，其特征在于：步骤s5的具体过程包括：

8.根据权利要求2所述的矿用扁平弧齿接链环的加工方法，其特征在于：步骤s6的具体过程包括：

9.根据权利要求8所述的矿用扁平弧齿接链环的加工方法，其特征在于：步骤s5的具体过程包括：

技术总结
本发明涉及链环加工技术领域，提供矿用扁平弧齿接链环的加工方法，设计了专用的工装夹具，通过两个夹持单元的伸缩杆的伸缩动作带动夹持爪的闭合与张开，实现对单环的夹持与释放；并通过摇篮工作台及转盘，实现工装夹具及单环毛坯在三维空间内准确定位与角度调整，提高了加工效率；本发明改变了线切割的加工方式，设计了专门的盘刀、铣刀、内弧面刀、内弧齿刀、外弧面刀，外弧齿刀，对单环的内弧侧平面、外弧侧平面、内弧面、外弧面进行加工，每种刀具设计了专用的刀头，实现各工艺步骤的独立操作，加工出的单环严格达到设计标准，组成接链环后，稳定性高，使用寿命长。

技术研发人员：冷刚,王鹤潮,李麒,梁鹏,马智君
受保护的技术使用者：青岛亿东煤矿机械制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14