一种差速器半轴齿轮及其生产装置和生产方法与流程

1.本发明涉及齿轮生产技术领域，特别涉及一种差速器半轴齿轮及其生产装置和生产方法。


背景技术：

2.半轴齿轮，是汽车差速器里的齿轮，是圆锥形的齿轮，汽车配备了两个，汽车有两个传动轴，分别连接两个半轴齿轮，分别驱动左右两侧车轮，半轴齿轮安装在差速器总成上，汽车传动半轴，一端用花键连接半轴齿轮，另一端连接汽车驱动车轮，后驱动的汽车，差速器总成在后桥包里，前驱动的汽车，差速器总成在变速器里。
3.现有的半轴齿轮在生产时需要分别对其两端的花键和齿槽进行开槽加工，由于花键和齿槽的开槽方式不同，因此需要分流程实现对半轴齿轮的花键和齿槽开槽加工，多流程加工的方式需要耗费较多的时间，难以实现半轴齿轮的快速生产，而且，在对半轴齿轮进行花键和齿槽开槽加工时，都需要对半轴齿轮进行夹持固定，对半轴齿轮夹持的效率和稳定性同样对其生产效率会造成影响。同时还需随时检查切刀或开槽刀，以保证半轴齿轮加工精度。但是目前相关的加工装置实现上述功能需要采用多个对应的机构进行工作，增加设备生产成本。
4.因此，发明一种差速器半轴齿轮及其生产装置和生产方法来解决上述问题很有必要。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种差速器半轴齿轮及其生产装置和生产方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种差速器半轴齿轮，包括齿轮本体，所述齿轮本体由主轴和传动盘组成，所述传动盘设置于主轴的底端；
7.所述传动盘的外侧环绕开设有多个倾斜结构的齿槽，所述主轴设置为中空的圆柱形结构，且主轴的内侧壁固定设置有多个呈环形阵列分布的花键。
8.一种差速器半轴齿轮生产装置，包括支撑框、夹持组件和开槽组件，所述夹持组件和开槽组件均位于支撑框的内部；
9.所述夹持组件包括安装罩，所述安装罩位于支撑框的内部；
10.所述开槽组件包括活动板，所述活动板位于安装罩的上方。
11.优选的，所述安装罩的上表面两端均贯穿开设有圆形槽，两个所述圆形槽的内部均通过轴承活动连接有活动座；
12.一个所述活动座的上表面中部固定设置有支撑座，所述支撑座的上表面中部固定设置有定位轴，所述定位轴的外侧壁环绕设置有多个定位插块；
13.另一个所述活动座的上表面中部固定设置有固定罩，所述固定罩的外侧壁环绕开设有多个插槽，所述插槽的内部设置有夹块，且夹块的外侧壁顶端设置为倾斜结构，所述夹
块的内侧壁底端固定设置有弧形结构的凸块，所述夹块的内侧设置有转杆，且转杆通过轴承与活动座的中部贯穿连接，所述转杆的顶端固定设置有限位块，所述限位块的外侧壁固定设置有多个与凸块相对应的弧形块。
14.优选的，所述转杆的底端固定设置有蜗轮，所述蜗轮的一侧设置有蜗杆，所述蜗杆的一端固定设置有传动杆，所述活动座的上表面通过轴承贯穿连接有旋转轴，所述旋转轴的底端通过锥齿轮组与传动杆的一端传动连接；
15.所述固定罩的顶端内壁固定设置有固定块，所述固定块的外侧环绕设置有多个定位块，且多个定位块分别固定设置于夹块的内侧壁顶端，所述定位块与固定块之间设置有弹簧。
16.优选的，所述活动座的底端设置有连接板，所述连接板的下表面中部固定设置有传动齿轮，两个所述传动齿轮之间设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮的中部固定设置有传动轴，所述传动轴的底端设置有驱动电机，且驱动电机固定设置于安装罩的底端中部。
17.优选的，所述安装罩的两端均固定设置有支柱，所述支柱的底端固定设置有“u”形结构的底板，所述底板的两侧底端均固定设置有伸缩气杆，所述伸缩气杆的一端与支撑框的底端内壁固定连接。
18.优选的，所述活动板的底端设置有安装板，所述安装板的上表面两端均通过伸缩气缸与活动板的下表面固定连接；
19.所述活动板的下表面一端固定设置有“l”形结构的安装架，所述安装架的底端中部通过轴承贯穿连接有活动杆，所述活动杆的底端固定设置有开槽刀；
20.所述活动板的下表面另一端固定设置有“u”形结构的支架，且支架设置为倾斜结构，所述支架的外侧壁底端固定设置有开槽电机，所述开槽电机的输出轴固定设置有活动块，所述活动块的外侧壁环绕设置有多个切刀。
21.优选的，所述活动杆的顶端固定设置有圆形块，所述圆形块的外侧壁环绕开设有凹槽，所述安装架的外侧壁底端贯穿开设有螺纹槽，所述螺纹槽的内部贯穿设置有定位螺杆，所述定位螺杆的一端位于凹槽内。
22.优选的，所述安装板的上表面中部固定设置有增压泵，所述增压泵的输出端固定设置有“∩”形结构的出料管，所述出料管的两端均设置有喷嘴；
23.所述安装板的上表面两端均固定设置有安装螺杆，所述安装螺杆的外侧套接有两个螺母，所述支撑框的上表面两端均贯穿开设有与安装螺杆相适配的通槽。
24.一种差速器半轴齿轮的生产方法，包括以下步骤：
25.步骤一、毛坯制造，通过锻造、铸造的方法加工主轴和传动盘；
26.步骤二、花键加工，使用花键开槽刀对主轴的内侧进行加工，以完成半轴齿轮花键的加工；
27.步骤三、键槽加工，使用键槽开槽刀对传动盘的外侧进行加工，以完成半轴齿轮键槽的加工；
28.步骤四、齿面清理，清理花键和键槽的内部，以去除齿面的毛刺和异物。
29.本发明的技术效果和优点：
30.1.本发明通过设置支撑框，支撑框的内部两端分别设置有夹持组件和开槽组件，夹持组件可以实现对齿轮本体两端的夹持固定，而开槽组件可以实现对齿轮本体内部花键
和外侧齿槽的开槽加工，夹持组件和开槽组件配合，可以实现对齿轮本体的加工生产，且夹持组件和开槽组件可以实现对两个齿轮本体的同步夹持和加工，从而可以有效的提升差速器半轴齿轮的生产效率。
31.2.本发明通过设置夹持组件，夹持组件在对齿轮本体进行夹持时，还可以实现对齿轮本体内部花键的检测，从而可以保证装置对半轴齿轮的加工精度，通过设置夹块，多个夹块配合，可以实现对半轴齿轮毛坯的夹持固定，且夹块的位置通过凸块和限位块进行调节，而限位块通过蜗轮和蜗杆进行驱动，由于蜗轮和蜗杆具有自锁效果，因此可以保证夹块对半轴齿轮毛坯的夹持效果，进而可以保证装置对半轴齿轮的生产加工精度。
32.3.本发明通过设置齿轮本体，齿轮本体由主轴和传动盘组成，主轴的内部设置有与半轴连接的花键，而传动盘的外侧设置有用于传动连接的齿槽，齿槽和花键可以分开加工，且采用先加工花键、后加工齿槽的方式进行加工，通过已加工的花键可以实现对齿轮本体的夹持固定，从而方便了齿轮本体的加工生产。
33.4.本发明通过设置定位块及花键插块，不仅可以通过已经加工的花键固定主轴以加工齿槽，还能采用定位块和花键对开槽刀的状态进行检测；通过控制伸缩气缸和伸缩气杆相配合，把开槽刀移动到定位块处，并使开槽刀和定位块上花键插块在竖直方向相贴合，然后观察花键插块和开槽刀的间隙，以判定开槽刀的磨损、豁口等情况，保证开槽刀的完好程度，进而提高开槽刀加工出的花键的精准性。
34.5.本发明通过设置夹块、定位块、弹簧等相关部件，不仅能通过夹块从主轴内部固定住主轴，以使开槽刀加工花键；还能使夹块、定位块、弹簧及压力传感器相互配合，对切刀的工况进行检测；通过控制伸缩气缸和伸缩气杆相配合，依次把夹块挤压在各个切刀上，控制器能通过压力传感器测得夹块受到的各个压力值，控制器把检测的所有的压力值进行对比，当所有压力值相同时或存在合理的极小差值，说明所有的切刀的工况基本相同，可以正常使用以加工齿槽。而当所有压力值中存在较大差异的压力值时，说明异常的压力值对应的切刀存在问题。而且存在异常的切刀对夹块挤压产生的压力值越小，说明对应的切刀磨损的越严重，需要及时进行更换，以保证齿槽的加工精度，进而保证产品的质量。
附图说明
35.图1为本发明的整体结构示意图。
36.图2为本发明的夹持组件结构示意图。
37.图3为本发明的安装罩结构剖视示意图。
38.图4为本发明的安装罩结构内部示意图。
39.图5为本发明的定位插块结构示意图。
40.图6为本发明的固定罩结构示意图。
41.图7为本发明的蜗轮与蜗杆配合状态示意图。
42.图8为本发明的转杆结构示意图。
43.图9为本发明的限位块与凸块配合状态示意图。
44.图10为本发明的开槽组件结构示意图。
45.图11为本发明的开槽刀结构示意图。
46.图12为本发明的切刀结构示意图。
47.图13为本发明的齿轮本体结构示意图。
48.图中：1、齿轮本体；2、支撑框；3、夹持组件；4、开槽组件；101、主轴；102、传动盘；103、齿槽；104、花键；301、安装罩；302、圆形槽；303、活动座；304、支撑座；305、定位轴；306、定位插块；307、固定罩；308、插槽；309、夹块；310、凸块；311、转杆；312、限位块；313、弧形块；314、蜗轮；315、蜗杆；316、传动杆；317、旋转轴；318、固定块；319、定位块；320、连接板；321、传动齿轮；322、驱动齿轮；323、传动轴；324、驱动电机；325、支柱；326、底板；327、伸缩气杆；401、活动板；402、安装板；403、伸缩气缸；404、安装架；405、活动杆；406、开槽刀；407、圆形块；408、凹槽；409、螺纹槽；410、定位螺杆；411、支架；412、开槽电机；413、活动块；414、切刀；415、增压泵；416、出料管；417、安装螺杆。
具体实施方式
49.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
50.第一实施例
51.本发明提供了如图13所示的一种差速器半轴齿轮，包括齿轮本体1，齿轮本体1由主轴101和传动盘102组成，传动盘102设置于主轴101的底端；
52.传动盘102的外侧环绕开设有多个倾斜结构的齿槽103，主轴101设置为中空的圆柱形结构，且主轴101的内侧壁固定设置有多个呈环形阵列分布的花键104。
53.本发明还提供了如图1至图13所示的一种差速器半轴齿轮生产装置，包括支撑框2、夹持组件3和开槽组件4，夹持组件3和开槽组件4均位于支撑框2的内部。
54.夹持组件3包括安装罩301，安装罩301位于支撑框2的内部；安装罩301的上表面两端均贯穿开设有圆形槽302，两个圆形槽302的内部均通过轴承活动连接有活动座303。
55.具体的，一个活动座303的上表面中部固定设置有支撑座304，支撑座304的上表面中部固定设置有定位轴305，定位轴305的外侧壁环绕设置有多个定位插块306，定位插块306的外侧设置有多个与花键104相适配的花键插块，通过观察主轴101内部的花键104与花键插块的适配效果，可以实现对花键104开槽效果的检测，确定花键104的加工精度。
56.更为具体的，另一个活动座303的上表面中部固定设置有固定罩307，固定罩307的外侧壁环绕开设有多个插槽308，插槽308的内部设置有夹块309，且夹块309的外侧壁顶端设置为倾斜结构，夹块309的内侧壁底端固定设置有弧形结构的凸块310，夹块309的内侧设置有转杆311，且转杆311通过轴承与活动座303的中部贯穿连接，转杆311的顶端固定设置有限位块312，限位块312的外侧壁固定设置有多个与凸块310相对应的弧形块313，限位块312转动时，弧形块313挤压凸块310，使得凸块310带动夹块309运动，从而使得夹块309抵紧主轴101的内壁；并且，转杆311的底端固定设置有蜗轮314，蜗轮314的一侧设置有蜗杆315，蜗轮314和蜗杆315具有自锁效应，当夹块309将主轴101夹紧固定时，蜗轮314和蜗杆315配合，可以保证夹块309对主轴101的夹持效果，蜗杆315的一端固定设置有传动杆316，活动座303的上表面通过轴承贯穿连接有旋转轴317，旋转轴317的底端通过锥齿轮组与传动杆316的一端传动连接，旋转轴317的顶端设置有六方轴套，六方轴套可以通过六角扳手驱动。
57.而且，固定罩307的顶端内壁固定设置有固定块318，固定块318的外侧环绕设置有多个定位块319，且多个定位块319分别固定设置于夹块309的内侧壁顶端，定位块319与固定块318之间设置有弹簧，弹簧的设置方便了夹块309的复位，进而方便了齿轮本体1的取下。在加工差速器半轴齿轮时，将主轴101放置在固定罩307的上方，并使得主轴101与固定罩307套接连接，使用六角扳手转动旋转轴317，使得旋转轴317通过锥齿轮组带动传动杆316转动，而传动杆316可以带动蜗杆315转动，蜗杆315带动蜗轮314转动，蜗轮314带动转杆311转动，转杆311带动限位块312转动，限位块312带动弧形块313转动，弧形块313在跟随限位块312转动的过程中可以挤压凸块310，使得凸块310带动夹块309运动，夹块309在插槽308中滑动，三个夹块309同步向外运动，直至三个夹块309分别与主轴101的内壁相挤压接触，使三个夹块309固定住主轴101，为进一步加工做好准备。
58.同时，活动座303的底端设置有连接板320，连接板320的下表面中部固定设置有传动齿轮321，两个传动齿轮321之间设置有驱动齿轮322，驱动齿轮322的中部固定设置有传动轴323，传动轴323的底端设置有驱动电机324，且驱动电机324固定设置于安装罩301的底端中部。
59.进一步的，安装罩301的两端均固定设置有支柱325，支柱325的底端固定设置有“u”形结构的底板326，底板326的两侧底端均固定设置有伸缩气杆327，伸缩气杆327的一端与支撑框2的底端内壁固定连接，两个伸缩气缸327的运动方向相反，伸缩气杆327带动底板326水平运动，底板326带动安装罩301运动，进而带动活动座303运动，而活动座303可以带动齿轮本体1运动，从而方便了装置对齿轮本体1进行开槽加工。
60.开槽组件4包括活动板401，活动板401位于安装罩301的上方；具体的，活动板401的底端设置有安装板402，安装板402的上表面两端均通过伸缩气缸403与活动板401的下表面固定连接，伸缩气缸403可以带动安装板402上下运动，从而可以带动开槽刀406和切刀414上下运动，进而可以实现对花键104和齿槽103的开槽加工。
61.更为具体的，安装板402的下表面一端固定设置有“l”形结构的安装架404，安装架404的底端中部通过轴承贯穿连接有活动杆405，活动杆405的底端固定设置有开槽刀406；而且，活动杆405的顶端固定设置有圆形块407，圆形块407的外侧壁环绕开设有凹槽408，安装架404的外侧壁底端贯穿开设有螺纹槽409，螺纹槽409的内部贯穿设置有定位螺杆410，定位螺杆410的一端位于凹槽408内，定位螺杆410和凹槽408配合，可以实现对圆形块407位置的固定，通过转动圆形块407使得开槽刀406转动，从而可以调整开槽刀406的工作位置，进而可以避免开槽刀406局部使用过度损坏。
62.并且，活动板401的下表面另一端固定设置有“u”形结构的支架411，且支架411设置为倾斜结构，支架411的外侧壁底端固定设置有开槽电机412，开槽电机412的输出轴固定设置有活动块413，活动块413的外侧壁环绕设置有多个切刀414。
63.同时，安装板402的上表面中部固定设置有增压泵415，增压泵415的输出端固定设置有“∩”形结构的出料管416，出料管416的两端均设置有喷嘴；
64.进一步的，在对齿轮本体1进行开槽加工的过程中，增压泵415可以外接润滑油箱，并将润滑油通过出料管416和出料嘴输送至齿轮本体1上方，从而可以保证齿轮本体1的加工精度。
65.更进一步的，安装板402的上表面两端均固定设置有安装螺杆417，安装螺杆417的
外侧套接有两个螺母，支撑框2的上表面两端均贯穿开设有与安装螺杆417相适配的通槽，通过调整两个螺母的位置，使得安装螺杆417与通槽之间的位置被调整，从而可以调整安装板402的初始位置，进而可以根据半轴齿轮的规格对开槽刀406和切刀414的行程进行调节。
66.第二实施例
67.在加工主轴101内部的花键104时，采用开槽刀406对主轴101的内壁进行开槽加工，最终加工成花键104。而花键104的加工精度很大程度上取决开槽刀406的工况，当开槽刀406长时间使用时，会出现磨损、豁口等情况，加工的花键104精度会受到直接性的影响，成为残次品。因此在加工过程中，要注意及时检测开槽刀406的工况。
68.由于花键104和定位块306外侧的花键插块相配合，即在把主轴101倒扣在定位块306上时，定位块306外侧的花键插块能完全且精准的插入到对应的花键104内，以使得定位块306通过花键插块和花键104稳固且精准的固定住主轴101，以便精准加工传动盘102。因此可以利用定位块306外侧的花键插块对开槽刀406的状态进行检测。
69.具体的，在开槽刀406使用前或使用过程中，通过控制伸缩气缸403和伸缩气杆327相配合，把开槽刀406移动到定位块306处，并使开槽刀406和定位块306上的其中一个花键插块在竖直方向相贴合，然后观察花键插块和开槽刀的间隙，以判定开槽刀406的磨损、豁口等情况。为了提高判定结果的精准性，可以转动定位块306对应的活动座303，使多个不同的花键插块依次与开槽刀406进行对比，进而及时排查出开槽刀406存在的问题。当开槽刀406出现相应的问题时，通过圆形块407、凹槽408、409、螺纹槽及时调整开槽刀406位置，保证开槽刀406的完好程度，进而保证开槽刀406加工出的花键104的精准性。
70.第三实施例
71.在采用切刀414加工齿槽103时，齿槽103的加工精度与切刀414的工况有直接性的关系。当切刀414长时间使用时，会出现磨损、豁口等情况，加工的齿槽103精度会受到直接性的影响，成为残次品。因此在加工过程中，要注意及时检测切刀414的工况。
72.具体的，每个弹簧对应的固定块318内嵌设有压力传感器。当定位块319受到挤压后，定位块319受到的压力通过弹簧作用于压力传感器上，进而使得压力传感器能测得定位块319受到的压力的大小。当需要对多个切刀414进行检测时，通过控制伸缩气缸403和伸缩气杆327相配合，把切刀414移动到固定罩307处。同时保证弧形块313不挤压夹块309，以使得夹块309能挤压弹簧并自由伸入和伸出插槽308。然后选用任一一个夹块309，先把夹块309压入到插槽308内部，然后使其中任一一个切刀414靠近夹块309，然后释放夹块309，弹簧恢复部分弹性形变并推动夹块309挤压在切刀414上，此时弹簧仍处于压缩状态，控制器能通过压力传感器测得此时夹块309受到的压力值。然后转动活动块413带动下一个切刀414按着上述方式进行检测，同时控制器记录对应的压力传感器的压力值。按着上述检测方式，完成所有切刀414的检测，控制器把检测的所有的压力值进行对比，当所有压力值相同时或存在合理的极小差值，说明所有的切刀414的工况基本相同，可以正常使用以加工齿槽103。而当所有压力值中存在较大差异的压力值时，说明异常的压力值对应的切刀414存在问题。进一步的，存在异常的切刀414对夹块309挤压产生的压力值越小，说明对应的切刀414磨损的越严重，需要及时进行更换，以保证齿槽103的加工精度，进而保证产品的质量。
73.第四实施例
74.本发明还提供了一种差速器半轴齿轮的生产方法，包括以下步骤：
75.步骤一、毛坯制造，通过锻造、铸造的方法加工主轴101和传动盘102；
76.主轴101和传动盘102的毛坯加工完成后，将齿轮本体1安装在夹持组件3上，然后通过开槽组件4对齿轮进行后续开槽加工；
77.齿轮本体1在安装时，将主轴101放置在固定罩307的上方，并使得主轴101与固定罩307套接连接，此时使用六角扳手转动旋转轴317，使得旋转轴317通过锥齿轮组带动传动杆316转动，而传动杆316可以带动蜗杆315转动，蜗杆315带动蜗轮314转动，蜗轮314带动转杆311转动，转杆311带动限位块312转动，限位块312带动弧形块313转动，弧形块313在跟随限位块312转动的过程中可以挤压凸块310，使得凸块310带动夹块309运动，夹块309在插槽308中滑动，此时三个夹块309同步运动，直至三个夹块309分别抵紧主轴101的内壁，此时齿轮本体1被安装在夹持组件3的上方，此时可以对主轴101内部的花键104进行加工；
78.花键104加工完成后，转动旋转轴317使得夹块309复位，此时将主轴101取下，并将主轴101翻转扣在定位插块306上，并使得定位块306外侧的花键插块与花键104插接连接，此时齿轮本体1再次被固定在夹持组件3上，此时可以实现对传动盘102外侧齿槽103的加工；通过定位块306外侧的花键插块配合已经加工好的花键104能更好的对主轴101进行固定，由于花键插块与花键104的精密配合，相对于其他固定方式，能提高主轴101的固定的稳固性，更利于主轴101加工的精度。
79.步骤二、花键加工，使用花键开槽刀对主轴101的内侧进行加工，以完成半轴齿轮花键的加工；
80.在对主轴101内部的花键104进行开槽加工时，伸缩气缸403带动安装板402向下运动，安装板402带动安装架404向下运动，安装架404带动活动杆405向下运动，活动杆405带动开槽刀406向下运动，开槽刀406对主轴101的内壁进行开槽加工，同时，伸缩气杆327带动底板326水平运动，底板326带动安装罩301运动，进而带动活动座303运动，使得主轴101水平运动，此时开槽刀406可以对水平运动的主轴101进行开槽加工；
81.步骤三、键槽加工，使用键槽开槽刀对传动盘102的外侧进行加工，以完成半轴齿轮键槽的加工；
82.在对传动盘102外侧齿槽103进行加工时，伸缩气缸403带动安装板402向下运动，安装板402带动支架411向下运动，支架411带动切刀414运动，此时卡槽电机412带动活动块413转动，而活动块413带动切刀414运动，使得切刀414转动并对传动盘102的外侧进行开槽处理，同时，伸缩气杆327带动底板326水平运动，底板326带动安装罩301运动，进而带动活动座303运动，使得传动盘102水平运动，此时切刀414可以对水平运动的传动盘102进行开槽加工；
83.齿轮本体1在加工过程中，驱动电机324带动驱动齿轮322转动，而驱动齿轮322可以带动传动齿轮321转动，进而带动活动座303转动，活动座303可以带动齿轮本体1转动，从而可以实现对多个齿槽103和花键104的开槽加工；
84.在对齿轮本体1进行开槽加工的过程中，增压泵415可以外接润滑油箱，并将润滑油通过出料管416和出料嘴输送至齿轮本体1上方，从而可以保证齿轮本体1的加工精度；
85.步骤四、齿面清理，使用毛刷、清洁布擦拭清理花键104和齿槽103的内部，以去除齿面的毛刺和异物。
86.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。