一种弹簧顶开式挤棱夹具的制作方法

1.本公开属于汽车齿轮加工设备技术领域，涉及一种弹簧顶开式挤棱夹具。


背景技术：

2.挤棱能有效减少滚齿后产生的毛刺，避免毛刺损伤齿面，减小齿轮热处理时的应力集中，并在一定程度上的降低齿轮啮合噪声，提高齿轮的传动精度，延长齿轮的使用寿命。目前，国内齿轮厂家多采用专门的倒棱机，具有成熟的夹具方案。而在滚齿机的挤棱工位，由于没有机床下拉的动力，不易实现典型的涨套涨紧的定位方式。现有公司随机床所带的夹具，采用光轴定位，受制于结构的限制，不利于实现滚齿机的自动化，完成自动上下料，影响连续加工，且被加工零件跳动大且重复定位精度不一致，存在较大的加工质量风险。
3.批量生产的s系列双中间轴变速箱，其二轴片齿轮使用新型干式多工位滚齿机实现自动化加工，在滚齿工序后采用全新的挤棱工艺。现有挤棱夹具所采用的光轴定位结构在使用过程中存在以下几个风险及弊端：由于芯轴同工件内孔间隙不可控，可能造成芯轴与工件内孔配合过盈，导致加工完成后无法自动下料，影响连续加工，甚至零件报废；芯轴与工件间隙过大，导致零件装夹后定心效果差，跳动大，重复定位精度低，造成挤棱深度不均匀的质量问题；也会在对刀过程中因为外圆跳动大进刀时撞伤齿顶。除此之外，二轴片齿轮品种多，换产时需根据零件更换整套夹具，造成不必的夹具成本、时间成本的浪费。


技术实现要素：

4.针对现有挤棱夹具存在的芯轴与工件间隙不可控，造成的零件质量问题，同时面对机床挤棱工位没有下拉的动力等因素，本实用新型的目的是提供一种弹簧顶开式挤棱夹具。
5.为了实现上述目的，本实用新型公开以下技术方案：
6.一种弹簧顶开式挤棱夹具，用于被加工零件的定位与夹紧，包括底座和固定设置在所述底座上的支撑体，所述支撑体内部设置夹具本体，所述夹具本体与所述底座固定连接，所述夹具本体内部由下至上依次设置第一动力组件和定位夹紧组件，所述第一动力组件与所述底座连接，所述定位夹紧组件顶部设置第二动力组件，所述第二动力组件的外部由下至上依次套设压盖和第二安装座，所述第二动力组件的顶部设置尾架，所述定位夹紧组件外部、压盖和支撑体之间形成被加工零件安装部位，所述第一动力组件和第二动力组件沿轴向运动带动定位夹紧组件的运动，进而实现被加工零件的夹紧；
7.所述定位夹紧组件包括设置在所述夹具本体内部的拉杆和卡接在所述拉杆上的涨套，所述拉杆的顶部设置卡接部，所述卡接部的沿周向设置凹槽，所述凹槽内卡设涨套，所述涨套的内壁与所述夹具本体的外壁锥面配合；
8.所述第一动力组件包括与所述夹具本体内部底端贴合设置的第一安装座和套设在所述第一安装座底部的第一弹簧，所述第一弹簧与所述底座相抵接，所述拉杆的底部抵接在第一安装座内，所述拉杆沿轴向运动带动第一动力组件运动实现涨套扩张或收缩。
9.具体的，所述的第二动力组件包括同轴连接设置的压头和第二弹簧，所述压头贯穿所述第二安装座和压盖，且所述压头的下端面超出压盖的端面与所述拉杆的卡接部抵接，所述压头的上端设置限位台，与所述第二安装座滑动限位。
10.优选的，所述涨套的内壁与所述夹具本体的外壁锥面配合的角度为30
°
。
11.进一步的，所述第一安装座的底端设置用于限位的凸台，所述凸台与所述夹具本体的底部相抵触。
12.具体的，所述第二弹簧的上端面与所述尾架连接。
13.具体的，所述尾架与第二安装座之间设置法兰盘。
14.可选的，所述压头与所述第二安装座之间设置垫片。
15.进一步的，所述支撑体与所述底座之间、所述夹具本体与所述底座之间均通过螺钉固定连接。
16.可选的，所述底座通过基座固定在外部机床上，所述底座与所述基座采用球头柱塞连接。
17.本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果：
18.本实用新型的弹簧顶开式挤棱夹具采用粘接涨套的涨紧方式，解决了原有光轴定位定心效果差，重复定位精度低的问题，保证了挤棱工艺的效果；满足了快速换产的需求。利于加工过程中的机床的自动上下料过程，且夹具重复定位精度可达到0.05mm以内，满足了零件加工的需求。夹具只需更换涨套、支撑及压盖三个零部件即可完成快速换产。夹具具有方便实现配合滚齿机实现自动化加工，定位夹紧可靠，重复定位精度高，同时实现了不同批次产品的夹具快换。
附图说明
19.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
20.图1为本实用新型夹具的结构示意图；
21.图2为定位夹紧组件、夹具本体、第一动力组件的结构示意图；
22.图3为本实用新型夹具的立体结构示意图；
23.图4为零件结构示意图；
24.图中各标号表示为：
25.1、基座；1-1、球头柱塞；2、底座；3、支撑体；3-1、夹具本体；3-1-1、第一安装腔；3-1-2、第二安装腔；4、第一动力组件；4-1、第一安装座；4-2、第一弹簧；4-3、凸台；5、定位夹紧组件；5-1、拉杆；5-2、涨套；6、第二动力组件；6-1、压头；6-2、第二弹簧；6-3、垫片；7、压盖；8、第二安装座；9、尾架；9-1、法兰盘；10、螺钉；10-1、紧定螺钉。
具体实施方式
26.需要说明，本实用新型在进行方位描述时，术语“上方”、“下方”、“上”、“下”、“顶端”“底端”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，“内”、“外”是指相应部件轮廓的内核外，不能将上述术语理解为对本实用新型的限制。如果该特定姿态
发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，除非另有明确具体的限定。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
28.本实用新型的挤棱夹具，采用浮动压盖，机床顶尖压紧，通过夹具两端矩形弹簧的弹力差，控制涨套的涨开与松开，实现被加工零件的定位于夹紧。夹具具有方便实现配合滚齿机实现自动化加工，定位夹紧可靠，重复定位精度高，同时实现了不同批次产品的夹具快换。
29.实施例1
30.结合附图，本实施例给出一种弹簧顶开式挤棱夹具，用于被加工零件的定位与夹紧，包括底座2和固定设置在底座2上的支撑体3，支撑体3内部设置夹具本体3-1，夹具本体3-1与底座2固定连接，夹具本体3-1内部由下至上依次设置第一动力组件4和定位夹紧组件5，第一动力组件4与底座2连接，定位夹紧组件5顶部设置第二动力组件6，第二动力组件6的外部由下至上依次套设压盖7和第二安装座8，第二动力组件6的顶部设置尾架9，定位夹紧组件5外部、压盖7和支撑体3之间形成被加工零件安装部位，第一动力组件4和第二动力组件6沿轴向运动带动定位夹紧组件5的运动，进而实现被加工零件的夹紧；
31.定位夹紧组件5包括设置在夹具本体3-1内部的拉杆5-1和卡接在拉杆5-1上的涨套5-2，拉杆5-1的顶部设置卡接部，卡接部的沿周向设置凹槽(图中未标出)，凹槽内卡设涨套5-2，涨套5-2的内壁与夹具本体3-1的外壁锥面配合；在本实施例中，夹具本体3-1内部连通设置第一安装腔3-1-1和第二安装腔3-1-2，第一安装腔3-1-1用于设置定位夹紧组件5，即拉杆5-1和涨套5-2，第二安装腔3-1-2用于安装第一动力组件4。第一安装腔3-1-1的内径小于第二安装腔3-1-2。
32.本实用新型的夹具采用涨量较大的涨套5-2涨紧的结构，涨套5-2同被加工零件内孔的间隙可以达到(-0.5，-0.2)mm之间，利于加工过程中的机床的自动上下料过程，且夹具重复定位精度可达到0.05mm以内，满足了零件加工的需求。
33.第一动力组件4包括与夹具本体3-1内部底端贴合设置的第一安装座4-1和套设在第一安装座4-1底部的第一弹簧4-2，第一弹簧4-2与底座2相抵接，拉杆5-1的底部抵接在第一安装座4-1内，拉杆5-1沿轴向运动带动第一动力组件4运动实现涨套5-2扩张或收缩。
34.具体的，第二动力组件6包括同轴连接设置的压头6-1和第二弹簧6-2，压头6-1贯穿第二安装座8和压盖7，且压头6-1的下端面超出压盖7的端面与拉杆5-1的卡接部抵接，压头6-1的上端设置限位台，与第二安装座8滑动限位。
35.在本实施例中，压盖7和压头6-1之间的高度差为6.5mm，在尾架9下压的过程中，由
于上述高度差的存在，压头6-1先触碰到涨套5-2及拉杆5-1组成的定位夹紧组件5，涨套5-2同夹具本体3-1相配合的锥面向下运动，通过第二弹簧6-2的产生的弹簧力，涨开涨套5-2，夹紧工件，同时第二弹簧6-2在拉杆5-1及第一安装座4-1的作用下压缩，工件夹紧后，压盖7也在尾架9的动力下，压紧工件。这个过程实现了工件的定位及夹紧。在零件的挤棱加工完成后，尾架9松开，涨套5-2在已压缩的第一弹簧4-2的弹簧力的作用下向上运动，放松工件。
36.为了满足涨开涨套5-2的力，夹具中选用的第一弹簧4-2和第二弹簧6-2均为怡合达高刚度的矩形弹簧，利用机床尾架9的动力，通过第一弹簧4-2和第二弹簧6-2的压力差，且所述弹簧满足第二弹簧6-2(超重载弹簧)的刚度大于第一弹簧4-2(重载荷弹簧)的刚度，实现夹具的涨开同松开。优选的，涨套5-2的内壁与夹具本体3-1的外壁锥面配合的角度为30
°
。
37.在本实施例中，第一安装座4-1也就是弹簧安装座。第一安装座4-1的底端设置用于限位的凸台4-3，凸台4-3与夹具本体3-1的底部相抵触。第一安装座4-1的顶部会与第一安装腔3-1-1的底面相抵；这样可以限制第一安装座4-1相对夹具本体3-1的向上移动的位移，同时第一安装座4-1的底面在向下运动时，会抵住支撑体3。
38.进一步的，第二弹簧6-2的上端面与尾架9连接。在第二弹簧6-2松弛状态下，第二弹簧6-2的上端面伸出第二安装座8。
39.具体的，尾架9与第二安装座8之间设置法兰盘9-1。设置法兰盘9-1的目的作用是便于将尾架9同第二安装座8连接固定，并将第二动力组件6安装在第二安装座8内。
40.可选的，压头6-1与第二安装座8之间设置垫片6-3。通过配磨垫片6-3的厚度，保证装配后压头6-1同压盖7的轴向距离为某一固定值。
41.进一步的，支撑体3与底座2之间、夹具本体3-1与底座2之间均通过螺钉10固定连接。同时，法兰盘9-1和尾架9之间、法兰盘9-1和第二安装座8之间也均通过螺钉10进行固定。
42.可选的，底座2通过基座1固定在外部机床上，底座2与基座1采用球头柱塞1-1连接。此外，底座2和基座1之间还通过紧定螺钉10-1固定。
43.压盖7通过紧定螺钉10-1的方式安装，实现浮动功能，使得压盖7能很好的压紧工件。
44.为了满足快速换产的需求，本实用新型的弹簧顶开式挤棱夹具只需更换涨套5-2、支撑体3及压盖7三个零部件即可。
45.综上，本实用新型的弹簧顶开式挤棱夹具的工作过程如下：
46.1.夹具在整体安装调试时，基座1固定安装在机床上不动，可将夹具整体装在基座1上，通过调整侧面设置的球头柱塞1-1，使得夹具回转精度达到使用要求。
47.2.滚齿工序结束后，机床通过机械手旋转，自动将被加工零件放置在夹具的支撑体3上。
48.3.机床尾架9油缸动作，由于压头6-1端面超出压盖7端面，压头6-1首先接触到拉杆5-1后第二弹簧6-2压缩，拉杆5-1同时带动第一安装座4-1使得下端的第一弹簧4-2压缩，通过上下矩形弹簧的压力差产生的力，涨套5-2通过同夹具本体3-1锥面的配合将涨套5-2涨开，实现对工件的夹紧。
49.4.随着弹簧的不断压缩以及尾架9的下压，在涨套5-2涨开后，压盖7同时压紧工
件。
50.5.完成了工件的定位夹紧过程，可以进行倒棱工序。
51.6.加工完成后，尾架9升起，夹具下端的第一弹簧4-2泄力，由压缩状态变为原长的过程中，将涨套5-2顶起松开，方便机械手去抓取已加工的零件，完成加工过程。
52.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
53.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
54.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。