一种盘齿轮滚齿加工夹具的制作方法

1.本实用新型涉及盘齿轮加工技术领域，具体涉及一种盘齿轮滚齿加工夹具。


背景技术：

2.目前，小孔径盘齿轮的滚齿加工，有两种方法：1、将小孔径盘齿轮坯件做成轴齿轮，即加长齿轮毛坯，先不加工中孔，滚齿前留一加长柄，直接夹持加长柄部进行滚齿加工，虽然刚性好和滚齿加工效率高，但存在以下不足：盘齿轮加长做成轴齿轮，不仅材料浪费大，而且后工序还需要增加切断工序，工序长，成本高，不适合批量生产；2、设计制造滚齿芯轴，采用穿芯轴的方式进行加工，芯轴设计为上、中、下三段式。下部为小圆柱段，在滚齿加工时夹紧下部小圆柱段；中部为大圆柱段，上端面为齿轮定位面；上部为定位止口和外螺纹杆，定位止口对齿轮径向定位，外螺纹杆与螺母配合，螺母压紧齿轮。该方法是在滚齿机上加工盘齿轮最常用的装夹方法，对绝大多数产品都适用，但对于装夹小孔径盘齿轮进行滚齿加工，存在以下不足：1）由于是加工小孔径齿轮，滚齿芯轴的螺纹杆的直径必然小于小孔径齿轮中孔，对刚性真正起作用的螺纹小径就更小，使得螺纹杆的刚性较差，只能小走刀慢进给，导致效率低下，而且还会发振，导致加工精度低；2）由于滚齿芯轴的外螺纹与螺母的内螺纹不可能做到完全一致，螺母压紧时，存在周向受力不均的问题，使得螺纹杆会产生弯曲变形，从而导致齿轮外圆跳动大、滚齿加工精度低、质量稳定性差。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种盘齿轮滚齿加工夹具，以解决现有用于小孔径盘齿轮滚齿的加工夹具存在刚性差，导致滚齿的加工效率低和精度低的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种盘齿轮滚齿加工夹具，包括芯轴体、铰制螺栓和垫板，所述芯轴体的一端具有与所述铰制螺栓相配合的盲孔，所述盲孔为变径构造，当进行盘齿轮滚齿加工时，通过铰制螺栓依次穿过垫板和待加工盘齿轮，并与芯轴体的盲孔配合，使得待加工盘齿轮被压装固定在所述芯轴体上，实现对待加工盘齿轮的夹紧固定。
6.根据上述技术手段，通过将芯轴体的盲孔设成变径构造，既有效保证了芯轴体与铰制螺栓的装配，又保证了铰制螺栓的强度，从而有效解决了现有用于小孔径盘齿轮滚齿的加工夹具存在刚性差，导致滚齿的加工效率低和精度低的问题。
7.其中，小孔径盘齿轮指的是中孔小于或等于15mm的盘齿轮。
8.优选的，所述芯轴体的盲孔从开口端向盲端包括依次设置的第一铰制内圆柱孔段、内圆柱孔段、第二铰制内圆柱孔段和内螺纹段，所述内圆柱孔段的直径大于所述第一铰制内圆柱孔段和第二铰制内圆柱孔段的直径。
9.优选的，所述铰制螺栓从头到尾包括依次设置的六方形头部、第一外圆柱段、第一铰制外圆柱段、第二外圆柱段、第二铰制外圆柱段和外螺纹段，所述第一外圆柱段和第二外圆柱段的直径小于第一铰制外圆柱段和第二铰制外圆柱段。
10.优选的，所述第一铰制内圆柱孔段与所述第一铰制外圆柱段的下半部分相适配，所述第一铰制外圆柱段的上半部分用于与待加工盘齿轮的中孔相适配，所述第二铰制内圆柱孔段与所述第二铰制外圆柱段相适配，所述内螺纹段与所述外螺纹段相适配。
11.通过将内圆柱孔段的直径设成大于第一铰制内圆柱孔段和第二铰制内圆柱孔段的直径，同时将第一外圆柱段和第二外圆柱段的直径设成小于第一铰制外圆柱段和第二铰制外圆柱段的直径，并使第一铰制外圆柱段的上半部分与待加工盘齿轮的中孔相适配，在保证对待加工盘齿轮的夹紧的同时，最大限度的提升了芯轴体和铰制螺栓的刚性，从而有效提升了加工效率和加工精度。
12.优选的，所述垫板具有中孔，所述中孔的直径大于第一铰制外圆柱段和第二铰制外圆柱段的直径，所述垫板的外径大于所述六方形头部的外径。
13.优选的，所述芯轴体设有盲孔的一端为用于与所述待加工盘齿轮的下端面相适配的定位面，所述垫板的下端面用于与所述待加工盘齿轮的上端面相适配，所述垫板的上端面与所述六方形头部的下端面相适配。
14.优选的，所述芯轴体为变径构造，且包括一体成型的第一圆柱体段和第二圆柱体段，所述第一圆柱体段的外径大于所述第二圆柱体段的外径，所述第一圆柱体段的端部设有所述盲孔。
15.优选的，所述第二圆柱体段的端部设有第一中心孔。
16.优选的，所述铰制螺栓的头部设有头部中心孔、尾部设有尾部中心孔。
17.优选的，所述第一中心孔、头部中心孔和尾部设有尾部中心孔为同轴设置。
18.本实用新型的有益效果：
19.本实用新型的盘齿轮滚齿加工夹具，通过将芯轴体的盲孔设成变径构造，使得铰制螺栓的直径既能做到与盘齿轮的中孔直径相当，又能保证芯轴体与铰制螺栓的装配，且同时能有效提高铰制螺栓的强度，从而有效提升了盘齿轮滚齿的加工效率和加工精度；通过将芯轴体设成两段式的第一铰制内圆柱孔段和第二铰制内圆柱孔段，以分别与铰制螺栓第一铰制外圆柱段和第二铰制外圆柱段相配合，有效限制了铰制螺栓由于周向受力不均产生偏斜的趋势，达到了减小滚齿芯轴体弯曲变形的目的，满足了小孔径盘齿轮外圆跳动要求，使得加工得到的盘齿轮滚齿精度得到了有效保证，且具有质量稳定性好优点，在盘齿轮加工技术领域，具有推广应用价值。
附图说明
20.图1为本实用新型与待加工盘齿轮装配的结构示意图；
21.图2为芯轴体的结构示意图；
22.图3为铰制螺栓的结构示意图；
23.图4为垫板的结构示意图；
24.其中，1-芯轴体，11-盲孔，12-第一铰制内圆柱孔段，13-内圆柱孔段，14-第二铰制内圆柱孔段，15-内螺纹段，16-定位面，17-第一圆柱体段，18-第二圆柱体段，19-第一中心孔；2-铰制螺栓，21-六方形头部，22-第一外圆柱段，23-第一铰制外圆柱段，24-第二外圆柱段，25-第二铰制外圆柱段，26-外螺纹段，27-头部中心孔，28-尾部中心孔；3-垫板，31-中孔，32-下端面，33-上端面；4-待加工盘齿轮。
具体实施方式
25.以下将参照附图和优选实施例来说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
26.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例
27.如图1至图4所示，一种盘齿轮滚齿加工夹具，包括芯轴体1、铰制螺栓2和垫板3，芯轴体1的一端具有与铰制螺栓2相配合的盲孔11，盲孔11为变径构造，当进行盘齿轮滚齿加工时，通过铰制螺栓2依次穿过垫板3和待加工盘齿轮4，并与芯轴体1的盲孔11配合，使得待加工盘齿轮4被压装固定在芯轴体1上，实现对待加工盘齿轮4的夹紧固定。
28.通过将芯轴体的盲孔设成变径构造，既有效保证了芯轴体与铰制螺栓的装配，又保证了铰制螺栓的强度，从而有效解决了现有用于盘齿轮滚齿的加工夹具存在刚性差，导致滚齿的加工效率低和精度低的问题，且具有结构简单、装配方便和生产成本低的优点。
29.本实施例中的盘齿轮滚齿加工夹具特别适用于小孔径盘齿轮滚齿的加工。
30.为了保证对待加工盘齿轮的夹紧的同时，最大限度的提升芯轴体和铰制螺栓的刚性，以提升盘齿轮滚齿的加工效率和加工精度，芯轴体1的盲孔11从开口端向盲端包括依次设置的第一铰制内圆柱孔段12、内圆柱孔段13、第二铰制内圆柱孔段14和内螺纹段15，内圆柱孔段13的直径大于第一铰制内圆柱孔段12和第二铰制内圆柱孔段14的直径。
31.铰制螺栓2从头到尾包括依次设置的六方形头部21、第一外圆柱段22、第一铰制外圆柱段23、第二外圆柱段24、第二铰制外圆柱段25和外螺纹段26，第一外圆柱段22和第二外圆柱段24的直径小于第一铰制外圆柱段23和第二铰制外圆柱段25。
32.其中，第一铰制内圆柱孔段12与第一铰制外圆柱段23的下半部分相适配，第一铰制外圆柱段23的上半部分用于与待加工盘齿轮4的中孔相适配，第二铰制内圆柱孔段14与第二铰制外圆柱段25相适配，内螺纹段15与外螺纹段26相适配。
33.垫板3具有中孔31，中孔31的直径大于第一铰制外圆柱段23和第二铰制外圆柱段25的直径，垫板3的外径大于所述六方形头部21的外径。
34.芯轴体1设有盲孔的一端为用于与所述待加工盘齿轮4的下端面相适配的定位面16，垫板3的下端面32用于与待加工盘齿轮4的上端面相适配，垫板3的上端面33与六方形头部21的下端面相适配。
35.芯轴体1为变径构造，且包括一体成型的第一圆柱体段17和第二圆柱体段18，第一圆柱体段17的外径大于第二圆柱体段18的外径，第一圆柱体段17的端部设有盲孔11。
36.第二圆柱体段18的端部设有第一中心孔19。铰制螺栓2的头部设有头部中心孔27、尾部设有尾部中心孔28。第一中心孔19、头部中心孔27和尾部设有尾部中心孔28为同轴设
置。
37.本实施例中的盘齿轮滚齿加工夹具，通过将芯轴体采用内螺纹与铰制螺栓螺纹连接，同时通过精心设计铰制螺栓头部到尾部螺纹段之间的圆柱段的直径，使得铰制螺栓靠近中间部位的直径大于螺纹杆靠近两端部位的直径，并使靠近头部的直径与小孔径待加工盘齿轮得中孔直径相当，从而既实现了对待加工盘齿轮的有效装夹，又最大限度的提升了盘齿轮滚齿加工夹具的刚性，进而提升了加工效率和加工精度。其中，在实际使用过程中，拧紧铰制螺栓的六方形头部时，尽管芯轴体内螺纹与铰制螺栓外螺纹不可能做到完全一致，存在周向受力不均的问题，使得铰制螺栓具有偏斜的趋势，但是由于芯轴体的第一铰制内圆柱孔段和第二铰制内圆柱孔段分别与铰制螺栓的第一铰制外圆柱段和第二铰制外圆柱段的配合，限制了铰制螺栓偏斜的趋势，从而达到了减小滚齿芯轴体弯曲变形的目的。
38.综上所述，本实用新型的盘齿轮滚齿加工夹具能满足小孔径盘齿轮的外圆跳动要求，且滚齿精度能得到有效保证，加工得到的盘齿轮滚齿具有质量稳定性好的优点，在盘齿轮加工技术领域，具有推广应用价值。
39.以上实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种盘齿轮滚齿加工夹具，其特征在于，包括芯轴体（1）、铰制螺栓（2）和垫板（3），所述芯轴体（1）的一端具有与所述铰制螺栓（2）相配合的盲孔（11），所述盲孔（11）为变径构造，当进行盘齿轮滚齿加工时，通过铰制螺栓（2）依次穿过垫板（3）和待加工盘齿轮（4），并与芯轴体（1）的盲孔（11）配合，使得待加工盘齿轮（4）被压装固定在所述芯轴体（1）上，实现对待加工盘齿轮（4）的夹紧固定。2.根据权利要求1所述的盘齿轮滚齿加工夹具，其特征在于，所述芯轴体（1）的盲孔（11）从开口端向盲端包括依次设置的第一铰制内圆柱孔段（12）、内圆柱孔段（13）、第二铰制内圆柱孔段（14）和内螺纹段（15），所述内圆柱孔段（13）的直径大于所述第一铰制内圆柱孔段（12）和第二铰制内圆柱孔段（14）的直径。3.根据权利要求2所述的盘齿轮滚齿加工夹具，其特征在于，所述铰制螺栓（2）从头到尾包括依次设置的六方形头部（21）、第一外圆柱段（22）、第一铰制外圆柱段（23）、第二外圆柱段（24）、第二铰制外圆柱段（25）和外螺纹段（26），所述第一外圆柱段（22）和第二外圆柱段（24）的直径小于第一铰制外圆柱段（23）和第二铰制外圆柱段（25）。4.根据权利要求3所述的盘齿轮滚齿加工夹具，其特征在于，所述第一铰制内圆柱孔段（12）与所述第一铰制外圆柱段（23）的下半部分相适配，所述第一铰制外圆柱段（23）的上半部分用于与待加工盘齿轮（4）的中孔相适配，所述第二铰制内圆柱孔段（14）与所述第二铰制外圆柱段（25）相适配，所述内螺纹段（15）与所述外螺纹段（26）相适配。5.根据权利要求3所述的盘齿轮滚齿加工夹具，其特征在于，所述垫板（3）具有中孔（31），所述中孔（31）的直径大于第一铰制外圆柱段（23）和第二铰制外圆柱段（25）的直径，所述垫板（3）的外径大于所述六方形头部（21）的外径。6.根据权利要求5所述的盘齿轮滚齿加工夹具，其特征在于，所述芯轴体（1）设有盲孔的一端为用于与所述待加工盘齿轮（4）的下端面相适配的定位面（16），所述垫板（3）的下端面（32）用于与所述待加工盘齿轮（4）的上端面相适配，所述垫板（3）的上端面（33）与所述六方形头部（21）的下端面相适配。7.根据权利要求1所述的盘齿轮滚齿加工夹具，其特征在于，所述芯轴体（1）为变径构造，且包括一体成型的第一圆柱体段（17）和第二圆柱体段（18），所述第一圆柱体段（17）的外径大于所述第二圆柱体段（18）的外径，所述第一圆柱体段（17）的端部设有所述盲孔（11）。8.根据权利要求7所述的盘齿轮滚齿加工夹具，其特征在于，所述第二圆柱体段（18）的端部设有第一中心孔（19）。9.根据权利要求8所述的盘齿轮滚齿加工夹具，其特征在于，所述铰制螺栓（2）的头部设有头部中心孔（27）、尾部设有尾部中心孔（28）。10.根据权利要求9所述的盘齿轮滚齿加工夹具，其特征在于，所述第一中心孔（19）、头部中心孔（27）和尾部设有尾部中心孔（28）为同轴设置。

技术总结
本实用新型涉及一种盘齿轮滚齿加工夹具。盘齿轮滚齿加工夹具包括芯轴体、铰制螺栓和垫板，所述芯轴体的一端具有与所述铰制螺栓相配合的盲孔，所述盲孔为变径构造，当进行盘齿轮滚齿加工时，通过铰制螺栓依次穿过垫板和待加工盘齿轮，并与芯轴体的盲孔配合，使得待加工盘齿轮被压装固定在所述芯轴体上，实现对待加工盘齿轮的夹紧固定。本实用新型能解决了现有用于小孔径盘齿轮滚齿的加工夹具存在刚性差，导致滚齿的加工效率低和精度低的问题。导致滚齿的加工效率低和精度低的问题。导致滚齿的加工效率低和精度低的问题。


技术研发人员：欧锐 赵祥斌 陈洋 余其林 刘玉奎 向龙辉 杨礼林 冯润猷 周小林
受保护的技术使用者：重庆跃进机械厂有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/10/20