齒輪軸加工方法及該方法中使用的齒輪軸裝卡工裝的製作方法
2023-05-17 03:38:21
專利名稱：齒輪軸加工方法及該方法中使用的齒輪軸裝卡工裝的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用立式滾齒機加工齒輪軸的齒輪軸加工方法及該方法中使用的齒輪軸裝卡工裝。
背景技術：
通常使用臥式滾齒機來對批量齒輪軸加工，但是，由於臥式滾齒機的價格比較昂貴，對單件、小批量生產的非標齒輪軸而言，為了節省成本通常使用價格較為便宜的立式滾齒機對齒輪軸加工。現有的立式滾齒機如中國專利CN201702468U公開的「齒輪軸加工夾具」，該加工夾具包括設有立柱的床身，床身上於立柱的一側設置有迴轉工作檯，立柱上於迴轉工作檯的一側通過外支架設置有與所述迴轉工作檯同軸的頂尖，立柱與車身之間設置有增高臺。待加工的齒輪軸包括中部的用於齒輪加工的齒輪加工段和分別設置於齒輪加工段上、下兩側的階梯軸結構。使用時代加工齒輪軸的下端端部被迴轉工作檯固定，上端端部被頂尖固定，然後便可以通過車身上相應的滾齒頭對齒輪軸的齒輪加工段進行加工，而當齒輪軸的長度較長時，通過設置於立柱與床身之間的增高臺來增加頂尖與迴轉工作檯之間的卡裝距離，以適應較長長度的齒輪軸。現有的這種齒輪軸加工夾具雖然通過增高臺能對較長的齒輪軸進行裝卡，並隨後進行滾齒加工，但是對單件、小批量生產的非標長齒輪軸而言，製造存在很大的難度，因為頂尖對齒輪軸的固定不穩，滾齒加工時很難消除由於頂尖固定不穩而帶來的加工精度誤差，從而使得齒輪軸的加工精度很難達到設計要求；同時由於齒輪軸的上下裝卡位置之間的軸向跨度較大，一方面造成齒輪軸的上、下端不易裝卡，另一方面齒輪軸在被加工的過程中，由於齒輪加工段距離齒輪軸的裝卡位置較遠，齒輪軸也很容易發生徑向跳動問題，徑向跳動會影響齒輪軸的加工質量，並有可能導致齒輪軸的加工報廢；還有就是由於齒輪軸的長度較長，齒輪軸加工段距離迴轉工作檯的高度較高，這就需要立式滾齒機的滾齒頭應具有較大的上下移動行程，相應的需要為保證滾齒頭的穩定性，就需要增加立柱的高度和強度，床身的強度也相應的需要增加，這就使得整個立式滾齒機更加笨重，製造成本更加昂貴。
發明內容
本發明的目的在於提供一種在使用立式滾齒機加工齒輪軸時，可減小滾齒頭在相應立柱上上下移動行程的齒輪軸加工方法；本發明的目的還在於提供一種上述齒輪軸加工方法中使用的齒輪軸裝卡工裝。為了解決上述問題，本發明中齒輪軸加工方法的技術方案為
齒輪軸加工方法，所述的齒輪軸加工方法包括以下步驟，第一步，將上端內孔直徑大、下端內孔直徑小的階梯軸套安裝在立式滾齒機的迴轉工作檯上，並調整階梯軸套的階梯孔與迴轉工作檯同軸；第二步，將待加工的齒輪軸的下側階梯軸結構由上至下插裝於階梯軸套的階梯孔中，調整齒輪軸與階梯孔同軸後，利用階梯軸套上的上下間隔設置的至少兩組螺紋孔和相應鎖緊螺栓配合而將齒輪軸鎖緊於階梯軸套上，第三步，通過立式滾齒上的滾齒頭對齒輪軸的齒輪加工段進行加工。採用如下方法調整所述齒輪軸與階梯孔同軸，將兩個百分表安裝在相應夾持架上，並使兩個百分表分別布置在齒輪軸上的兩個基準外圓處，兩個基準外圓與齒輪軸同軸並上下間隔設置，將兩個百分表的測量杆接觸並垂直對應基準外圓的圓周面，在兩個百分表處的外圓徑向跳動不大於O. 02mm時，齒輪軸與階梯孔同軸。在所述第一步調整所述階梯軸套與迴轉工作檯同軸的過程中，利用所述階梯軸套的外周加工的與所述階梯孔同軸的圓形外壁面，然後通過迴轉工作檯對本體的圓形外壁面進行找正，以此來實現階梯孔與迴轉工作檯的同軸裝配。在所述迴轉工作檯對所述階梯軸套的圓形外壁面找正過程中，當所述階梯軸套的圓形外壁面的徑向跳動不大於O.1mm時，所述迴轉工作檯與所述階梯孔同軸裝配。所述的上、下基準外圓分設於所述齒輪軸的齒輪加工段的上下兩側。齒輪軸上最靠近齒輪加工段的下側階梯軸結構與所述階梯軸套的階梯孔插裝配
八
口 ο本發明中齒輪軸裝卡工裝的技術方案為
齒輪軸裝卡工裝，包括具有本體的階梯軸套，本體具有軸向沿上下方向延伸、並用於在使用時供相應齒輪軸上的下側階梯軸結構由上至下同軸適配插裝的階梯孔，所述的階梯孔具有朝上的用於與下側階梯軸結構的軸肩限位配合的臺階限位面，所述的本體上沿上下方向間隔設置有至少兩組螺紋孔，各組螺紋孔均由多個與所述階梯孔相通、並軸向與所述階梯孔的徑向延伸方向一致的螺紋孔構成，所述的齒輪軸裝卡工裝還包括用於旋裝於對應螺紋孔中以對相應齒輪軸進行鎖緊的鎖緊螺栓，所述本體的下端設置有與所述臺階限位面平行、並用於與相應迴轉工作檯的工件安裝面適配貼合的本體安裝面，所述的本體上還設置有用於將所述本體固定於相應迴轉工作檯上的固定安裝結構。所述各組中的所有螺紋孔沿周向均布於所述階梯孔的孔壁上。所述階梯孔的下端貫穿所述本體的下端面。所述本體的外周設置有與所述階梯孔同軸、並用於所述本體在相應迴轉工作檯上找正安裝的圓形外壁面。本發明的有益效果為在對齒輪軸加工時，將齒輪軸的下側階梯軸結構插裝於本體的階梯孔內，調整齒輪軸與階梯孔同軸後，利用階梯軸套上的上下間隔設置的至少兩組螺紋孔和相應鎖緊螺栓配合而將齒輪軸鎖緊於階梯軸套上，然後便可進行滾齒加工。通過上下間隔設置的至少兩組螺紋孔對將齒輪軸固定於階梯軸套上，不需要頂尖對齒輪軸的上端進行頂裝，可以使齒輪軸的裝卡更加穩定，同時對齒輪軸的裝卡位置更靠近於齒輪軸加工段，齒輪軸在加工過程中也不易產生徑向跳動量，保證了齒輪軸的加工質量。通過階梯軸套的設置，也降低了齒輪加工段與迴轉工作檯之間的高度，這樣就減小了滾齒頭在相應立柱上上下移動行程，也就減小了對立柱結構強度的要求，立柱和相應床身不需要做的很笨重，降低了立式滾齒機的製造成本，也方便立式滾齒機的運輸。
圖1是本發明中待加工齒輪軸的結構示意圖2是本發明中齒輪軸裝卡工裝實施例的結構示意圖；圖3是圖2的俯視圖4是圖2的使用狀態圖。
具體實施例方式待加工齒輪軸的結構如圖1所示包括用於加工齒輪的齒輪加工段4，在齒輪加工段4的上、下兩側分別設置有上側階梯軸結構5和下側階梯軸結構1，上、側階梯軸結構均具有軸肩2，齒輪軸上於齒輪加工段4的上下兩側分別設置有與齒輪軸同軸設置的上基準外圓7和下基準外圓3。齒輪軸裝卡工裝的實施例如圖廣4所示包括具有本體10的階梯軸套，本體10內具有貫穿其上下端面的階梯孔8，階梯孔8用於在使用時供相應齒輪軸的下側階梯軸結構I由上至下同軸適配插裝，階梯孔8具有朝上的用於與下側階梯軸結構I的軸肩2限位配合的臺階限位面9。階梯孔8的孔壁上沿上下方向間隔設置有三組螺紋孔，各組螺紋孔均由六個周向均布的螺紋孔11構成，各螺紋孔均與階梯孔相通且各螺紋孔的軸向與階梯孔的徑向延伸方向一致，使用時可以通過在各螺紋孔11中旋入鎖緊螺栓16而實現齒輪軸與階梯孔的同軸裝配和齒輪軸與本體10的固定裝配，各螺紋孔和鎖緊螺栓構成了對齒輪軸進行鎖緊的徑向鎖緊機構。本體10的外周設置有與階梯孔8同軸、並用於所述本體在相應迴轉工作檯17上找正安裝的圓形外壁面6。本體的下端設置有與臺階限位面9平行、並用於與相應迴轉工作檯17的工件安裝面適配貼合的本體安裝面20，本體10上還設置有用於將本體10固定於相應迴轉工作檯17上的固定安裝結構，固定安裝結構包括設置於本體10下端的連接法蘭12，連接法蘭12的底面構成本體安裝面20，連接法蘭上設置有用於相應螺栓穿過而將本體10固定於迴轉工作檯17的工件安裝面上的螺栓穿槽13。使用時，使本體10的本體安裝面20與立式滾齒機的迴轉工作檯17的工件安裝面貼緊，迴轉工作檯17對本體10外周的圓形外壁面6找正，找正要求，圓形外壁面6的徑向跳動不大於O. 1mm，然後通過固定安裝結構將本體10固定於迴轉工作檯17上；隨後，將齒輪軸的下側階梯軸結構I插裝於階梯孔8中，如果齒輪軸的長度過長，還可以在迴轉工作檯17的迴轉中心位置開設供齒輪軸下端穿過的穿孔，這樣就可以在不增加本體高度的同時，可以滿足較長長度的齒輪軸的加工，然後對齒輪軸與階梯孔找正，找正時，使用兩個百分表14和15分別布置在齒輪軸的上基準外圓7和下基準外圓3處，使各百分表的測量杆垂直於對應基準外圓的周面，藉助三排六等分螺紋孔，用鎖緊螺栓調整齒輪軸，使齒輪軸在兩個百分表處的外圓徑向跳動均不大於O. 02mm時，此時階梯軸與階梯孔同軸，然後鎖緊所以鎖緊螺栓，將齒輪軸固定於本體上，便可對齒輪軸的齒輪加工段進行滾齒加工。在本齒輪軸裝卡工裝的其它實施例中本體上的圓形外壁面也可以由連接法蘭的外周面構成；當然圓形外壁面也可以不設，可以通過其它相應的找正工裝對階梯孔和迴轉工作檯進行找正；本體上的螺紋孔還可以設置兩組、四組、五組或更多組，各組螺紋孔中的螺紋孔的個數也可以是六個、八個或其它數量；用於將本體與相應迴轉工作檯固定在一起的固定安裝結構也可以是設置於本體底端的軸向沿上下方向延伸的螺紋孔，使用時螺栓穿過迴轉工作檯而與螺紋孔連接。齒輪軸加工方法的實施例為
齒輪軸加工方法，所述的齒輪軸加工方法包括以下步驟，第一步，將上端內孔直徑大、下端內孔直徑小的階梯軸套安裝在立式滾齒機的迴轉工作檯上，並調整階梯軸套的階梯孔與迴轉工作檯同軸；第二步，將待加工的齒輪軸的下側階梯軸結構由上至下插裝於階梯軸套的階梯孔中，調整齒輪軸與階梯孔同軸後，利用階梯軸套上的上下間隔設置的至少兩組螺紋孔和相應鎖緊螺栓配合而將齒輪軸鎖緊於階梯軸套上，第三步，通過立式滾齒上的滾齒頭對齒輪軸的齒輪加工段進行加工。採用如下方法調整所述齒輪軸與階梯孔同軸，將兩個百分表安裝在相應夾持架上，並使兩個百分表分別布置在齒輪軸上的兩個基準外圓處，兩個基準外圓與齒輪軸同軸並上下間隔設置，將兩個百分表的測量杆接觸並垂直對應基準外圓的圓周面，在兩個百分表處的外圓徑向跳動不大於O. 02mm時，齒輪軸與階梯孔同軸。在所述第一步調整所述階梯軸套與迴轉工作檯同軸的過程中，利用所述階梯軸套的外周加工的與所述階梯孔同軸的圓形外壁面，然後通過迴轉工作檯對本體的圓形外壁面進行找正，以此來實現階梯孔與迴轉工作檯的同軸裝配。在所述迴轉工作檯對所述階梯軸套的圓形外壁面找正過程中，當所述階梯軸套的圓形外壁面的徑向跳動不大於O.1mm時，所述迴轉工作檯與所述階梯孔同軸裝配。所述的上、下基準外圓分設於所述齒輪軸的齒輪加工段的上下兩側。齒輪軸上最靠近齒輪加工段的下側階梯軸結構與所述階梯軸套的階梯孔插裝配
八
口 ο本齒輪軸加工方法，實現了在普通立式滾齒機上加工超長齒輪軸的工藝，不僅容易保證齒輪軸的找正及加工精度，且降低了對加工工具機的要求，無需稀缺昂貴的大型臥式滾齒工具機。此外，只要借住兩個百分表就可監測加工過程的基準跳動情況，加工完工後也可在線複測兩基準的精度，十分方便。通過使用輔助本體的辦法，不僅利用該本體實現了非標單件小批量生產時在普通滾齒機上就可以精密滾齒加工超長齒輪軸，而且精加前後均可監測、檢驗齒輪軸軸頸基準的徑向跳動精度，保證其輪齒加工精度達到設計要求，從而使超長齒輪軸的滾齒加工難題迎刃而解。試驗證明，該方法精度高、可行度高、方法簡便、成本低。在本齒輪軸加工方法的其它實施例中當齒輪軸的下側長度沒有那麼長時，迴轉工作檯上的穿孔也可以不設；本體上的圓形壁面也可以不設，其實可以通過其它找正工裝對迴轉工作檯和階梯孔進行找正，比如說利用相應的裝卡工裝。
權利要求
1.齒輪軸加工方法，其特徵在於所述的齒輪軸加工方法包括以下步驟，第一步，將上端內孔直徑大、下端內孔直徑小的階梯軸套安裝在立式滾齒機的迴轉工作檯上，並調整階梯軸套的階梯孔與迴轉工作檯同軸；第二步，將待加工的齒輪軸的下側階梯軸結構由上至下插裝於階梯軸套的階梯孔中，調整齒輪軸與階梯孔同軸後，利用階梯軸套上的上下間隔設置的至少兩組螺紋孔和相應鎖緊螺栓配合而將齒輪軸鎖緊於階梯軸套上，第三步，通過立式滾齒上的滾齒頭對齒輪軸的齒輪加工段進行加工。
2.根據權利要求1所述的齒輪軸加工方法，其特徵在於採用如下方法調整所述齒輪軸與階梯孔同軸，將兩個百分表安裝在相應夾持架上，並使兩個百分表分別布置在齒輪軸上的兩個基準外圓處，兩個基準外圓與齒輪軸同軸並上下間隔設置，將兩個百分表的測量杆接觸並垂直對應基準外圓的圓周面，在兩個百分表處的外圓徑向跳動不大於O. 02mm時，齒輪軸與階梯孔同軸。
3.根據權利要求1所述的齒輪軸加工方法，其特徵在於在所述第一步調整所述階梯軸套與迴轉工作檯同軸的過程中，利用所述階梯軸套的外周加工的與所述階梯孔同軸的圓形外壁面，然後通過迴轉工作檯對本體的圓形外壁面進行找正，以此來實現階梯孔與迴轉工作檯的同軸裝配。
4.根據權利要求3所述的齒輪軸加工方法，其特徵在於在所述迴轉工作檯對所述階梯軸套的圓形外壁面找正過程中，當所述階梯軸套的圓形外壁面的徑向跳動不大於O.1mm時，所述迴轉工作檯與所述階梯孔同軸裝配。
5.根據權利要求2所述的齒輪軸加工方法，其特徵在於所述的上、下基準外圓分設於所述齒輪軸的齒輪加工段的上下兩側。
6.根據權利要求廣5任意一項所述的齒輪軸加工方法，其特徵在於齒輪軸上最靠近齒輪加工段的下側階梯軸結構與所述階梯軸套的階梯孔插裝配合。
7.一種專為實施權利要求1所述的齒輪軸加工方法的齒輪軸裝卡工裝，其特徵在於包括具有本體的階梯軸套，本體具有軸向沿上下方向延伸、並用於在使用時供相應齒輪軸上的下側階梯軸結構由上至下同軸適配插裝的階梯孔，所述的階梯孔具有朝上的用於與下側階梯軸結構的軸肩限位配合的臺階限位面，所述的本體上沿上下方向間隔設置有至少兩組螺紋孔，各組螺紋孔均由多個與所述階梯孔相通、並軸向與所述階梯孔的徑向延伸方向一致的螺紋孔構成，所述的齒輪軸裝卡工裝還包括用於旋裝於對應螺紋孔中以對相應齒輪軸進行鎖緊的鎖緊螺栓，所述本體的下端設置有與所述臺階限位面平行、並用於與相應迴轉工作檯的工件安裝面適配貼合的本體安裝面，所述的本體上還設置有用於將所述本體固定於相應迴轉工作檯上的固定安裝結構。
8.根據權利要求7所述的齒輪軸裝卡工裝，其特徵在於所述各組中的所有螺紋孔沿周向均布於所述階梯孔的孔壁上。
9.根據權利要求7所述的齒輪軸裝卡工裝，其特徵在於所述階梯孔的下端貫穿所述本體的下端面。
10.根據權利要求7、任意一項所述的齒輪軸裝卡工裝，其特徵在於所述本體的外周設置有與所述階梯孔同軸、並用於所述本體在相應迴轉工作檯上找正安裝的圓形外壁面。
全文摘要
本發明涉及齒輪軸加工方法及該方法中使用的齒輪軸裝卡工裝，本齒輪軸加工方法包括以下步驟，第一步，將上端內孔直徑大、下端內孔直徑小的階梯軸套安裝在立式滾齒機的迴轉工作檯上，並調整階梯軸套的階梯孔與迴轉工作檯同軸；第二步，將待加工的齒輪軸的下側階梯軸結構由上至下插裝於階梯軸套的階梯孔中，調整齒輪軸與階梯孔同軸後，利用階梯軸套上的上下間隔設置的至少兩組螺紋孔和相應鎖緊螺栓配合而將齒輪軸鎖緊於階梯軸套上，第三步，通過立式滾齒上的滾齒頭對齒輪軸的齒輪加工段進行加工發明提供了一種可減小滾齒頭在相應立柱上上下移動行程的齒輪軸加工方法。
文檔編號B23F23/06GK102990166SQ20121036031
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月25日 優先權日2012年9月25日
發明者郭瑩峰, 閆建英, 代富貴, 張越恆 申請人:鄭州衛華工程機械有限公司