内齿圈磨齿加工装置及方法与流程

1.本发明涉及机械加工技术领域，具体为内齿圈磨齿加工装置及方法。


背景技术：

2.大型内齿圈的内齿一般有直齿和斜齿之分，内直齿既可以通过插齿机加工，又可以通过车齿机加工，而内斜齿就只能通过车齿机加工。对于高精度的内斜齿齿圈，通常还要对内齿进行磨齿加工，磨齿加工齿圈内齿时，一般都是以齿圈外圆和端面为定位基准、用数个压板压紧另一端面进行的，常规的散件或小批量加工，通常是在找正外圆后手动压紧另端面再进行加工，而在手动压紧过程中，因压板不能同时加力且加力大小很难恒定，所以找正后的工件，常因压紧时而使工件在定位面上出现微量位移，致使加工出的内齿或多或少的出现偏离外圆中心，使最终的产品在以外圆为基准检测时，各项检测值均超差而出现废品，造成质量成本居高不下。此种方法对于大批量生产，既无法保证质量更无法保证产能。
3.为了解决批量生产过程中工件的定位基准稳定、压紧力可靠，使得工件的定位、加工、检测基准的三统一，特设计创新一种大型内齿圈磨齿加工装置及方法，予以解决。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了内齿圈磨齿加工装置及方法，具备成品质量高、速度快、生产成本低、适合批量生产的优点，解决了大批量生产，既无法保证质量更无法保证产能的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现上述成品质量高、速度快、生产成本低、适合批量生产的目的，本发明提供如下技术方案：
8.内齿圈磨齿加工装置及方法，包括加工装置和加工方法，所述加工装置包括磨齿机工作台和夹持机构，所述夹持机构包括底座、涨紧套、压紧环、推力球轴承以及压紧螺母，所述涨紧套的外表面卡接于底座的内部，所述压紧环的内部套接于涨紧套的外表面，所述推力球轴承夹持于压紧环和压紧螺母之间，以减小压紧螺母转动时的摩擦力，所述压紧螺母的内部螺纹连接于底座的外部，且所述涨紧套的内部套接有一个待加工件，所述底座的一侧开设有若干通孔，所述若干通孔的内部均插接有一个螺钉，所述底座通过螺钉固定安装于磨齿机工作台的一侧。
9.优选的，所述涨紧套与底座之间采用过渡配合，所述涨紧套的外表面开设有若干均匀分布的通槽，以提供涨紧空间。
10.优选的，所述压紧环的顶部开设有定位推力球轴承的圆形凹止口，且所述压紧环和底座之间设置有若干提供复位推力的压缩弹簧，所述若干压缩弹簧的两侧分别贴紧于底座和压紧环的一侧。
11.优选的，所述压缩弹簧的内部均套接有一个导向柱，所述底座的一侧开设有若干
安装导向柱的螺纹孔，所述导向柱的外部螺纹连接于螺纹孔的内部。
12.优选的，所述压紧螺母的外表面开设有若干均匀分布的插接孔，以便于转动压紧螺母。
13.优选的，所述磨齿机工作台上设置有一个凸定位台阶，所述底座的一侧开设有与之适配的凹止口，且凸定位台阶和凹止口之间采用过渡配合。
14.优选的，所述加工方法包括以下步骤：
15.s1、将压紧螺母逆时针旋转一点，使涨紧套处于自然状态，将检验合格的待加工件置入涨紧套内；
16.s2、顺时针旋转压紧螺母，压紧螺母通过推力轴承将压力传递到压紧环上，压紧环在外力作用下，其内锥面与涨紧套外锥面相互作用，压紧环上的轴向力由此转换为涨紧套的径向力，直至压紧螺母无法再顺时针旋转，即夹紧待加工件；
17.s3、通过磨齿机砂轮对待加工件的内齿进行磨削加工；
18.s4、加工完成后，逆时针转动压紧螺母，压紧螺母施加给推力轴承的轴向力即被解除，压紧环在压缩弹簧的弹力作用下被撑起，解除了施加于涨紧套上的外力，涨紧套即恢复自然状态；
19.s5、将工件从涨紧套内部取出；
20.s6、完成加工。
21.(三)有益效果
22.与现有技术相比，本发明提供了内齿圈磨齿加工装置及方法，具备以下
23.有益效果：
24.该内齿圈磨齿加工装置及方法，通过底座、涨紧套、压缩弹簧、导向柱、压紧环、推力球轴承、压紧螺母的设置，只需通过专用工具转动压紧螺母即可对待加工件进行夹持，结构简单，可快速装夹、加工、取出工件，整个过程定位基准稳定、夹紧力牢靠、装卸工件、磨削加工效率极高，磨削后的内齿，经检测质量稳定，全部符合用户要求，在保证加工质量的同时能够有效的降低生产成本，在批量生产过程中工件的定位基准稳定、压紧力可靠，使得工件的定位、加工、检测基准的三统一，保证了装置的实用性。
附图说明
25.图1为本发明提出的内齿圈磨齿加工装置及方法的装配结构示意图；
26.图2为本发明提出的内齿圈磨齿加工装置及方法底座的结构示意图；
27.图3为本发明提出的内齿圈磨齿加工装置及方法涨紧套的第一视角结构示意图；
28.图4为本发明提出的内齿圈磨齿加工装置及方法涨紧套的第二视角结构示意图；
29.图5为本发明提出的内齿圈磨齿加工装置及方法压紧环的结构示意图；
30.图6为本发明提出的内齿圈磨齿加工装置及方法压紧螺母的结构示意图。
31.图中：1-底座，11-通孔，2-涨紧套，21-通槽，3-压紧环，31-圆形凹止口，4-推力球轴承，5-压紧螺母，51-插接孔，6-待加工件，7-螺钉，8-导向柱，9-压缩弹簧。
具体实施方式
32.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。
33.请参阅图1-6，内齿圈磨齿加工装置及方法，包括加工装置和加工方法，加工装置包括磨齿机工作台和夹持机构，磨齿机工作台上设置有定位凸台，由于本发明未对该部分内容进行任何改进，故在此不做赘述，夹持机构包括底座1、涨紧套2、压紧环3、推力球轴承4以及压紧螺母5，涨紧套2的外表面卡接于底座1的内部，压紧环3的内部套接于涨紧套2的外表面，推力球轴承4夹持于压紧环3和压紧螺母5之间，以减小压紧螺母5转动时的摩擦力，底座1上端外圆上设置有一外螺纹，与压紧螺母5的内螺纹相配合，压紧螺母5的内部螺纹连接于底座1的外部，且涨紧套2的内部套接有一个待加工件6，待加工件6为待磨齿内齿圈，底座1的一侧开设有若干通孔11，若干通孔11的内部均插接有一个螺钉7，螺钉7采用内六角沉头螺钉，底座1通过螺钉7固定安装于磨齿机工作台上，底座1上端内部设置有直径逐渐减小的四个直型腔，螺纹孔位于第一个直型腔的底部，与导向柱8(也可以用丝堵代替)下部的外螺纹相配合，加工该零件时，应确保四个直型腔一次装夹加工而成，且保证与下端中部的凹止口同心度在规定的要求内，同时保证与装置底座下端面的垂直度。
34.涨紧套2与底座1之间采用过渡配合，涨紧套2为一环形薄壁套，其下端设置有一凸台，最外部为一圆柱面，中部为通孔，其上端外部为一锥形面，内部为一直型腔，其内腔的径向尺寸比待磨齿内齿圈的外圆径向尺寸大0.05-0.10mm，加工该零件时，应确保涨紧套2的内直腔及底面、端面、外锥面、外圆柱面一次装夹加工而成，然后以已加工端面为基准平磨另端面，保证两端面的平行度，最终将涨紧套2直型腔壁等分开若干通槽21，槽数视零件大小而定，以提供涨紧空间。
35.压紧环3的顶部开设有定位推力球轴承4的圆形凹止口31，且压紧环3和底座1之间设置有若干提供复位推力的压缩弹簧9，若干压缩弹簧9的两端分别贴紧于底座1和压紧环3的一侧，压紧环3为一环形薄壁套，其上端设置有一圆形凹止口31，其外部为一圆柱面，内部上端为一内圆柱面，稍下端为一圆锥面，加工该零件时，应确保压紧3的内直腔及内锥面、端面及凹止口、外圆柱面一次装夹加工而成，然后以已加工端面为基准平磨另端面，保证两端面的平行度。
36.压缩弹簧9的内部均套接有一个导向柱8，底座1的一侧开设有若干安装导向柱8的螺纹孔，导向柱8的外部螺纹连接于螺纹孔的内部。
37.压紧螺母5的外表面开设有若干均匀分布的插接孔51，以便于转动压紧螺母5，压紧螺母5为一盘类中空腔体，其下端内腔设置有一内螺纹，与装置底座1上的外螺纹相配合，压紧螺母5上端内腔为一圆柱面，外部为一圆柱面，在螺纹的终止端设置有一组穿透壁厚的插接孔51，可以在专用工具的辅助下，使压紧螺母顺、逆时针旋转，加工该零件时应确保压紧螺母5的下端面、内螺纹及内型腔所有尺寸一次装夹加工而成，以确保内螺纹与内螺纹终止端空刀槽型腔端面的垂直度。
38.磨齿机工作台上设置有一个凸定位台阶，底座1的一侧开设有与之适配的凹止口，且凸定位台阶和凹止口之间采用过渡配合。
39.各个零件加工完成、检验合格后，按装配图(图1)依次将数个导向柱8与底座1装配，将涨紧套2过渡配合装入底座1内，再把数个压缩弹簧9套在导向柱8上，将压紧环3装入
涨紧套2与底座1形成的环腔内，将推力轴承4放置于压紧环3上部的圆形凹止口31内，最后将压紧螺母5套接在底座1上，至此内齿圈磨齿加工装置组装结束，接下来将整个装置置于磨齿机工作台上，使底座1下部的凹止口与磨齿机工作台上的凸定位台阶过渡配合，再用百分表校核涨紧套最下部的内直腔径向跳动，在整个装置所要求的精度范围内，即可用若干螺钉7将整个装置与磨齿机工作台牢固连接。
40.加工方法包括以下步骤：
41.s1、将压紧螺母5逆时针旋转一点，使涨紧套2处于自然状态，将检验合格的待加工件6置入涨紧套2内；
42.s2、顺时针旋转压紧螺母5，压紧螺母5通过推力轴承4将压力传递到压紧环3上，压紧环3在外力作用下，其内锥面与涨紧套2外锥面相互作用，压紧环3上的轴向力由此转换为涨紧套2的径向力，直至压紧螺母5无法再顺时针旋转，夹紧待加工件6；
43.s3、通过磨齿机对待加工件6的内齿进行磨削加工；
44.s4、加工完成后，逆时针转动压紧螺母5，压紧螺母5施加给推力轴承4的轴向力即被解除，压紧环3在压缩弹簧9的弹力作用下被撑起，解除了施加于涨紧套2上的外力，涨紧套2即恢复自然状态；
45.s5、将工件从涨紧套2内部取出，因涨紧套内腔与内齿圈外圆柱面预留有0.05-0.1mm的间隙，可以轻松将已加工内齿圈取出；
46.s6、完成加工。
47.综上所述，该内齿圈磨齿加工装置及方法，通过底座1、涨紧套2、压缩弹簧9、导向柱8、压紧环3、推力球轴承4、压紧螺母5的设置，只需通过专用工具转动压紧螺母5即可对待加工件6进行夹持，结构简单，可快速装夹、加工、取出工件，整个过程定位基准稳定、夹紧力牢靠、装卸工件、磨削加工效率极高，磨削后的内齿，经检测质量稳定，全部符合用户要求，在保证加工质量的同时能够有效的降低生产成本，在批量生产过程中工件的定位基准稳定、压紧力可靠，使得工件的定位、加工、检测基准的三统一，保证了装置的实用性。
48.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.内齿圈磨齿加工装置及方法，其特征在于，包括加工装置和加工方法，所述加工装置包括磨齿机工作台和夹持机构，所述夹持机构包括底座(1)、涨紧套(2)、压紧环(3)、推力球轴承(4)以及压紧螺母(5)，所述涨紧套(2)的外表面卡接于底座(1)的内部，所述压紧环(3)的内部套接于涨紧套(2)的外表面，所述推力球轴承(4)夹持于压紧环(3)和压紧螺母(5)之间，以减小压紧螺母(5)转动时的摩擦力，所述压紧螺母(5)的内部螺纹连接于底座(1)的外部，且所述涨紧套(2)的内部套接有一个待加工件(6)，所述底座(1)的一侧开设有若干通孔(11)，所述若干通孔(11)的内部均插接有一个螺钉(7)，所述底座(1)通过螺钉(7)固定安装于磨齿机工作台上。2.根据权利要求1所述的内齿圈磨齿加工装置及方法，其特征在于：所述涨紧套(2)与底座(1)之间采用过渡配合，所述涨紧套(2)的外表面开设有若干均匀分布的通槽(21)，以提供涨紧空间。3.根据权利要求2所述的内齿圈磨齿加工装置及方法，其特征在于：所述压紧环(3)的顶部开设有定位推力球轴承(4)的圆形凹止口(31)，且所述压紧环(3)的下部和底座(1)之间设置有若干提供复位推力的压缩弹簧(9)，所述若干压缩弹簧(9)的两端分别贴紧于底座(1)和压紧环(3)的一侧。4.根据权利要求3所述的内齿圈磨齿加工装置及方法，其特征在于：所述压缩弹簧(9)的内部均套接有一个导向柱(8)，所述底座(1)的一侧开设有若干安装导向柱(8)的螺纹孔，所述导向柱(8)的外部螺纹连接于螺纹孔的内部。5.根据权利要求4所述的内齿圈磨齿加工装置及方法，其特征在于：所述压紧螺母(5)的外表面开设有若干均匀分布的插接孔(51)，以便于转动压紧螺母(5)。6.根据权利要求5所述的内齿圈磨齿加工装置及方法，其特征在于：所述磨齿机工作台上设置有一个凸定位台阶，所述底座(1)的一侧开设有与之适配的凹止口，且凸定位台阶和凹止口之间采用过渡配合。7.根据权利要求6所述的内齿圈磨齿加工装置及方法，其特征在于：所述加工方法包括以下步骤：s1、将压紧螺母(5)逆时针旋转一点，使涨紧套(2)处于自然状态，将检验合格的待加工件(6)置入涨紧套(2)内；s2、顺时针旋转压紧螺母(5)，压紧螺母(5)通过推力轴承(4)将压力传递到压紧环(3)上，压紧环(3)在外力作用下下移，其内锥面与涨紧套(2)外锥面相互作用，压紧环(3)上的轴向力由此转换为涨紧套(2)的径向力，直至压紧螺母(5)无法再顺时针旋转，即夹紧待加工件(6)；s3、通过磨齿机砂轮对待加工件(6)的内齿进行磨削加工；s4、加工完成后，逆时针转动压紧螺母(5)，压紧螺母(5)施加给推力轴承(4)的轴向力即被解除，压紧环(3)在压缩弹簧(9)的弹力作用下被撑起，解除了施加于涨紧套(2)上的外力，涨紧套(2)即恢复自然状态；s5、将工件从涨紧套(2)内部取出；s6、完成加工。

技术总结
本发明涉及机械加工技术领域，公开了内齿圈磨齿加工装置及方法，包括加工装置和加工方法，所述加工装置包括磨齿机工作台和夹持机构，所述夹持机构包括底座、涨紧套、压紧环、推力球轴承以及压紧螺母，所述涨紧套的外表面卡接于底座的内部。该内齿圈磨齿加工装置及方法，通过底座、涨紧套、压缩弹簧、导向柱、压紧环、推力球轴承、压紧螺母的设置，只需通过专用工具转动压紧螺母即可对待加工件进行夹持，结构简单，可快速装夹、加工、取出工件，整个过程定位基准稳定、夹紧力牢靠、装卸工件、磨削加工效率极高，磨削后的内齿，经检测质量稳定，全部符合用户要求，在保证加工质量的同时能够有效的降低生产成本，保证了装置的实用性。保证了装置的实用性。保证了装置的实用性。


技术研发人员：孟怡辰 孟江涛 安宁 吴延奇
受保护的技术使用者：洛阳福瑞可汽车零部件有限公司
技术研发日：2023.08.16
技术公布日：2023/10/15