油泵齒輪軸旋流式滾磨光整加工工裝裝置的製作方法

2023-05-13 12:50:56

本實用新型屬於自由磨具光整加工領域。具體為一種油泵齒輪軸旋流式滾磨光整加工工裝裝置。

背景技術：

旋流式滾磨光整加工是一種自由磨具光整加工方法，廣泛應用於中小型短軸、凸輪軸、曲軸及齒輪軸等零件的表面去毛刺、降低粗糙度值等目的的光整加工。實用新型專利ZL92100312.9的「旋流式高精拋磨加工設備及工藝」最早提出了「主軸帶動工件插入盛滿磨塊的滾筒中，主軸與滾筒分別做迴轉運動且一般二者旋轉方向相反」這一旋流式滾磨加工的光整設備的基本原理及加工工藝。實用新型專利「一種自動光整機」(ZL201020684929.8)進一步完善了旋流式滾磨光整加工設備的基本結構。

目前，一般情況下當採用旋流式滾磨光整加工時，是將被加工零件與設備主軸同軸剛性聯接這一裝夾實施方式進行加工。而對於加工油泵齒輪軸來說，一方面每個主軸單獨裝夾一個零件加工效率很低。另一方面，油泵齒輪軸豎直裝夾，加工過程中始終處於與滾筒相對固定的高度，故齒輪端面的加工效果很差。

技術實現要素：

基於上述現有技術存在的主要缺陷，本實用新型提出一種油泵齒輪軸旋流式滾磨光整加工工裝裝置。

為實現上述目的，本實用新型採取了如下的技術方案：

油泵齒輪軸旋流式滾磨光整加工工裝裝置，包括凸輪機構和圓陣列工裝體，所述凸輪機構包括銷座(1)、迴轉銷(2)、圓柱凸輪(3)，迴轉銷(2)一端與所述圓柱凸輪(3)的螺 旋凹槽配合、另一端與所述銷座(1)固定，螺旋凹槽環繞圓柱凸輪(3)一周，所述圓柱凸輪(3)與光整機主軸(12)通過可移動花鍵聯接，所述銷座(1)與光整機主軸箱(11)固定連接；所述圓陣列工裝體包含工裝軸(4)、上頂尖盤(5)、至少2套以上的夾調機構(6)、下頂尖(7)、下頂尖盤(8)，所述工裝軸(4)的中部有螺紋並穿過所述上頂尖盤(5)和下頂尖盤(8)的中心，所述下頂尖盤(8)固定在所述工裝軸(4)的下端，所述上頂尖盤(5)通過上螺母(10)和下螺母(9)鎖緊固定上頂尖盤(5)，通過調節上螺母(10)和下螺母(9)調整所述上頂尖盤(5)與下頂尖盤(8)的軸向距離。

所述的裝置，圓柱凸輪(3)豎直運動幅度為e，e＝20mm。

所述的裝置，所述至少2套以上的夾調機構(6)圓陣列分布在上頂尖盤(5)上，所述下頂尖(7)以與夾調機構(6)同樣的數量一一對應安裝於下頂尖盤(8)上，所述夾調機構(6)與所述下頂尖(7)之間夾持工件(13)，通過調節所述夾調機構(6)能夠調整其與所述下頂尖(7)之間的夾持工件(13)的夾持鬆緊程度，所述工裝軸(4)的上端與所述圓柱凸輪(3)的下端固定連接並可快速裝卸。

所述的裝置，共設置3套夾調機構(6)。

所述的裝置，所述夾調機構(6)包括上頂尖(601)，套在所述上頂尖(601)的上部並與之間隙配合的頂尖套(604)、彈簧(603)、與頂尖套(604)下端連接的防護套(602)，通過拉動與所述上頂尖(601)上部固定連接的拉帽(605)使上頂尖(601)沿軸向運動並可壓縮彈簧(603)，向上提拉拉帽(605)即可壓縮彈簧(603)，將工件(13)放入上頂尖(601)和下頂尖(7)之間，然後鬆開拉帽(605)，工件(13)依靠彈簧作用力被雙頂尖固定。

所述的裝置，所述頂尖套(604)與所述上頂尖盤(5)之間採用細牙螺紋進行連接。

通過調節上螺母(10)和下螺母(9)進而調節上頂尖盤(5)與下頂尖盤(8)的距離進行粗調後，再扭轉調節頂尖套(604)，通過其與頂尖盤(5)之間的細牙螺紋進行進一步精調；這樣經過粗、精兩步調節便可調整工件在上下頂尖之間的壓緊程度，進而控制工件被加工時是否旋轉。

本實用新型一種油泵齒輪軸旋流式滾磨光整加工工裝裝置與現有技術相比，具有以下有益效果：

(1)根據待加工工件的大小及尺寸一個主軸上可同時夾持多個工件，提高了光整加工效率，適用於批量化生產。

(2)上頂尖盤與下頂尖盤之間距離可調節，同時夾調機構也可在上頂尖盤上微量調節，適用於不同長度的齒輪軸的光整加工，適應能力強。

凸輪機構保證整個工裝結構在工作中除做旋轉運動外還能做豎直的往復運動，有效提高齒輪軸零件的齒輪上下端面的光整加工效果。

附圖說明

圖1是本實用新型用於光整加工的同步豎直運動的多工位可調裝夾機構的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合具體實施例，對本實用新型進行詳細說明。

如圖1所示，一種油泵齒輪軸旋流式滾磨光整加工工裝裝置，包括凸輪機構和圓陣列工裝體，所述凸輪機構包括銷座1，迴轉銷2，圓柱凸輪3，迴轉銷2一端與所述圓柱凸輪3的環繞一周的螺旋凹槽配合、另一端與所述銷座1固定，所述圓柱凸輪3與光整機主軸12通過可移動花鍵聯接，所述銷座1與光整機主軸箱11固定連接。根據凸輪的基本工作原理和本凸輪機構組成可知，工作時當光整機主軸12旋轉運動時，由於銷座1固定安裝處於靜止狀態的光整機主軸箱11上，迴轉銷2的豎直方向運動受到約束，在圓柱凸輪3與光整機主軸12花鍵聯接結構的作用下，光整機主軸12的旋轉運動可使圓柱凸輪3既做旋轉運動又同步做豎直往復運動，其豎直運動幅度(即凸輪機構升程)為e，優選的e＝20mm。

所述圓陣列工裝體包含工裝軸4、上頂尖盤5、夾調機構6、下頂尖7、下頂尖盤8，所述工裝軸4的中部有螺紋並穿過所述上頂尖盤5和下頂尖盤8的中心，所述下頂尖盤8固定在所述工裝軸4的下端，所述上頂尖盤5通過上螺母10和下螺母9鎖緊固定上頂 尖盤5，還可通過調節上螺母10和下螺母9調整所述上頂尖盤5與下頂尖盤8的軸向距離，這樣，加工不同長度齒輪軸工件時可靈活調整。所述至少2套以上的夾調機構6圓陣列分布在上頂尖盤5上，本實施例中設置了3套夾調機構6，設置多少套完全取決於被加工齒輪軸工件的徑向尺寸和光整加工工藝的要求。所述下頂尖7以與夾調機構6同樣的數量一一對應安裝於下頂尖盤8上，所述夾調機構6與所述下頂尖7之間夾持工件13，通過調節所述夾調機構6能夠調整其與所述下頂尖7之間的夾持工件13的夾持鬆緊程度，所述工裝軸4的上端與所述圓柱凸輪3的下端固定連接並可快速裝卸。

如圖1所示，所述夾調機構6包括上頂尖601，套在所述上頂尖601的上部並與之間隙配合的頂尖套604、彈簧603、與頂尖套604下端連接的防護套602，通過拉動與所述上頂尖601上部固定連接的拉帽605使上頂尖601沿軸向運動並可壓縮彈簧603。這樣，向上提拉拉帽605即可壓縮彈簧603，將工件13放入上頂尖601和下頂尖7之間，然後鬆開拉帽605，工件13依靠彈簧作用力被雙頂尖固定。

如圖1所示，所述頂尖套604與所述上頂尖盤5之間採用細牙螺紋進行連接。因為不同的工件有不同的光整加工要求，有的需要工件在加工時以上頂尖601和下頂尖7確定的軸線旋轉，有的則不需要，這時即可通過調節上螺母10和下螺母9進而調節上頂尖盤5與下頂尖盤8的距離進行粗調後，再扭轉調節頂尖套604，通過其與頂尖盤5之間的細牙螺紋進行進一步精調。這樣經過粗、精兩步調節便可調整工件在上下頂尖之間的壓緊程度，進而控制工件被加工時是否旋轉。

例如，待加工工件油泵齒輪軸要求齒面粗糙度Ra0.4，齒輪上下端面Ra0.6。採用本實用新型的裝置，一套裝置安裝3個齒輪軸工件。旋流式滾磨光整設備配備直徑為1米的滾筒。採用本實用新型過程的具體加工步驟如下：

(1)驅動旋流式滾磨光整加工設備的滾筒以角速度2π/s順時針旋轉，旋流式滾磨光整加工設備的主軸以角速度4π/s逆時針旋轉，加工時間為8分鐘；

(2)加工8分鐘到後，滾筒仍保持角速度2π/s順時針旋轉，驅動主軸以角速度4π/s順時針旋轉，加工時間為5分鐘；

(3)加工5分鐘到後，主軸仍保持以角速度4π/s順時針旋轉，驅動滾筒以角速度 2π/s逆時針旋轉，加工時間為8分鐘；

(4)加工8分鐘到後，滾筒仍保持以角速度2π/s逆時針旋轉，驅動主軸以角速度4π/s順時針旋轉，加工時間為5分鐘，加工時間到後光整加工完成；

與採用常規工裝及過程加工同樣的工件進行對比，加工前後的表面粗糙度為：

表1

從表1數據中可以看出，採用常規工裝及過程與採用本實用新型裝置及過程加工油泵齒輪軸時，對降低齒面的表面粗糙度值的效果基本相當，均滿足加工要求；但從對齒端的表面粗糙度影響上看，採用本實用新型裝置及方法降低粗糙度值較為明顯，且符合加工要求，而常規工裝及過程齒輪端面粗糙度值降低有限，且無法滿足加工要求。

本實施例僅為本實用新型的示例性實施例，不用於限制本實用新型，本實用新型的保護範圍由權利要求書限定。本領域技術人員可以在本實用新型的實質和保護範圍內對本實用新型做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應視為落在本實用新型的保護範圍內。