一种复杂曲面链窝数控铣削加工夹具

本发明属于链轮加工，具体涉及一种复杂曲面链窝数控铣削加工夹具。

背景技术：

1、链轮是刮板输送机重要的传动元件之一，由于刮板输送机的工作环境恶劣，机头承受载荷较大，链窝在与圆环链啮合过程中出现持续磨损，导致链轮组件疲劳失效以至于整个链轮报废，并且，当链条与链窝之间的间隙过大时，会导致煤炭碎屑从间隙处进入机器内部，使电机发生故障，发生短路现象。因此，链窝的加工质量非常重要。

2、链轮链窝的窝形通过耐磨、抗冲击模拟分析及试验，不断改进为现行复杂曲面，复杂曲面链窝的加工依据设计图纸及三维模型生成数控程序制造而成。目前复杂曲面链窝是在铣床上进行减材加工，即针对于已经损坏的链轮进行电弧熔丝增材修复，在此基础上对修复后的链轮进行减材铣削加工得到复杂曲面链窝。在实际加工中用到的铣床有三轴立式数控铣床、四轴立式数控铣床。三轴立式数控铣床的优势在于成本低，但是由于固定工件的工作台是静止的，每加工一个链窝就要重新装夹一次，加工效率低；四轴立式数控铣床虽然只需要装夹一次，但是每次加工完一个链窝后是由代码控制在x轴转动多少度，运行四轴数控机床的成本相对较高并且书写的代码比三轴的多，导致生产成本较高。

3、由于目前国内主要使用的还是三轴立式数控铣床，为降低购买四轴立式数控铣床产生的设备费用，有必要开发一种适用于三轴立式数控铣床加工复杂曲面链窝的工装夹具。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种复杂曲面链窝数控铣削加工夹具，只需要装夹一次即可完成对链窝的全部加工，提高了加工效率，节省了购买加工设备的费用。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

3、一种复杂曲面链窝数控铣削加工夹具，包括安装座、传动机构、分度心轴、涨紧机构、制动机构，所述安装座上安装有传动机构和分度心轴，传动机构的动力输出端与分度心轴相连，分度心轴上设置有涨紧机构，通过涨紧机构的涨紧作用将链轮紧固在分度心轴上，所述制动机构对称设置在分度心轴左右两侧，当加工完一个链窝后，通过传动机构将动力传递至分度心轴使其转动，以带动链轮转动，通过制动机构将分度心轴卡住使其停止转动，实现链轮的分度，进入下一个链窝的加工。

4、优选的，所述传动机构包括一级传动机构和二级传动机构，所述一级传动机构包括高速传动轴、小斜齿圆柱齿轮、大斜齿圆柱齿轮，高速传动轴的两端分别连接在安装座的侧板上，且从安装座穿出的一端连接有驱动手柄，另一端与小斜齿圆柱齿轮相连，小斜齿圆柱齿轮与大斜齿圆柱齿轮啮合连接；所述二级传动机构包括中速传动轴、蜗轮，中速传动轴的两端分别连接在安装座的侧板上，中速传动轴和高速传动轴相互平行，大斜齿圆柱齿轮安装在中速传动轴端部，所述中速传动轴的中部轴段为蜗杆轴，蜗轮安装在分度心轴的一端，蜗轮与蜗杆相互配合以将中速传动轴的动力传递至分度心轴；通过摇动驱动手柄带动高速传动轴转动，高速传动轴的动力通过小斜齿圆柱齿轮和大斜齿圆柱齿轮的啮合传递至中速传动轴，以带动中速传动轴转动，进而通过蜗轮蜗杆将动力传递至分度心轴，使安装在分度心轴上的链轮发生转动。

5、优选的，所述高速传动轴、中速传动轴、分度心轴与安装座之间均通过圆柱滚子轴承相连接。

6、优选的，所述分度心轴从前往后依次包括圆柱轴、分度盘、锥度轴，分度盘和圆柱轴、锥度轴的轴线同轴，锥度轴直径较大的一端用于卡住链轮内圈，直径较小的一端通过涨紧机构与链轮花键表面相连，实现链轮的紧固；分度盘上均匀开设有与链轮齿数相同的卡槽，所述卡槽和制动机构相配合实现分度，分度盘上设置有与链轮安装孔相匹配的固定销，通过固定销将链轮与分度盘固定。

7、优选的，所述制动机构对称设置在分度心轴左右两侧，每个制动机构均包括底座、分度卡扣、限位弹簧，底座和安装座固定连接，分度卡扣与底座螺纹连接，限位弹簧通过深沟球轴承固定在底座上，当分度心轴带动链轮转动至待铣削链窝加工工位时，通过限位弹簧将分度卡扣卡在分度心轴上，使分度心轴停止转动，进而实现分度。

8、优选的，所述底座四周设置有用于与安装座相连的连接孔，底座中部设置有两个用于固定分度卡扣的螺纹孔，对应的，底座上位于螺纹孔上方设置有两个用于安装限位弹簧的安装孔。

9、优选的，所述涨紧机构包括上轴套、下轴套、弹性连接件，所述上轴套和下轴套的一端通过螺栓相连，另一端通过弹性连接件连接，所述弹性连接件包括小圆柱齿轮、小齿轮轴、大圆柱齿轮、凸轮、连杆、推杆、弹簧支撑杆，所述上轴套内开设有小圆柱齿轮和大圆柱齿轮的安装腔，小圆柱齿轮通过小齿轮轴固定在上轴套上，小圆柱齿轮和大圆柱齿轮啮合传动，大圆柱齿轮上安装凸轮，所述连杆的一端与凸轮相连，另一端与推杆的一端相连，用于带动推杆运动，所述弹簧支撑杆竖直设置在下轴套端部，推杆的下端从上轴套穿出后与弹簧支撑杆的上端相连，通过转动小齿轮轴，进而带动小圆柱齿轮和大圆柱齿轮转动，通过大圆柱齿轮转动带动连杆转动，从而带动推杆上下移动，使弹簧支撑杆压缩与伸张，起到链轮夹紧的作用。

10、优选的，所述小齿轮轴的端面设置有内六角孔，使用时将内六角螺栓插入内六角孔内，拧动内六角螺栓使小齿轮轴转动。

11、优选的，所述安装座底部设置有多个与工作台的联接槽相匹配的滑块。

12、由上述技术方案可知，本发明提供了一种复杂曲面链窝数控铣削加工夹具，相比现有技术其有益效果是：该加工夹具包括安装座、传动机构、分度心轴、涨紧机构、制动机构，安装座上安装有传动机构和分度心轴，传动机构的动力输出端与分度心轴相连，分度心轴上安装有涨紧机构，制动机构对称设置在分度心轴左右两侧；工作时，将链轮安装在分度心轴上，将涨紧机构放置在链轮花键表面和分度心轴外表面之间，利用涨紧作用将链轮紧固在分度心轴上，当完成一个链窝加工后，通过驱动传动机构工作，将动力传递至分度心轴，以带动分度心轴上的链轮转动，当分度心轴带动链轮转动至链轮的一个单齿朝上时，通过制动机构将分度心轴卡住使其正确定位，实现链轮的分度，进入下一个链窝加工，重复上述过程，即可完成所有链窝的加工。本发明可使链轮一次装夹完成所有链窝连续加工，减少了加工时间，还减少了多次装夹产生的定位和夹紧误差，拓展了三轴数控铣床加工能力，可达到与四轴数控加工相同的效果，节约了购买高档数控加工设备的费用。

技术特征：

1.一种复杂曲面链窝数控铣削加工夹具，其特征在于：包括安装座、传动机构、分度心轴、涨紧机构、制动机构，所述安装座上安装有传动机构和分度心轴，传动机构的动力输出端与分度心轴相连，分度心轴上设置有涨紧机构，通过涨紧机构的涨紧作用将链轮紧固在分度心轴上，所述制动机构对称设置在分度心轴左右两侧，当加工完一个链窝后，通过传动机构将动力传递至分度心轴使其转动，以带动链轮转动，通过制动机构将分度心轴卡住使其停止转动，实现链轮的分度，进入下一个链窝的加工。

2.如权利要求1所述的复杂曲面链窝数控铣削加工夹具，其特征在于：所述传动机构包括一级传动机构和二级传动机构，所述一级传动机构包括高速传动轴、小斜齿圆柱齿轮、大斜齿圆柱齿轮，高速传动轴的两端分别连接在安装座的侧板上，且从安装座穿出的一端连接有驱动手柄，另一端与小斜齿圆柱齿轮相连，小斜齿圆柱齿轮与大斜齿圆柱齿轮啮合连接；所述二级传动机构包括中速传动轴、蜗轮，中速传动轴的两端分别连接在安装座的侧板上，中速传动轴和高速传动轴相互平行，大斜齿圆柱齿轮安装在中速传动轴端部，所述中速传动轴的中部轴段为蜗杆轴，蜗轮安装在分度心轴的一端，蜗轮与蜗杆相互配合以将中速传动轴的动力传递至分度心轴；通过摇动驱动手柄带动高速传动轴转动，高速传动轴的动力通过小斜齿圆柱齿轮和大斜齿圆柱齿轮的啮合传递至中速传动轴，以带动中速传动轴转动，进而通过蜗轮蜗杆将动力传递至分度心轴，使安装在分度心轴上的链轮发生转动。

3.如权利要求2所述的复杂曲面链窝数控铣削加工夹具，其特征在于：所述高速传动轴、中速传动轴、分度心轴与安装座之间均通过圆柱滚子轴承相连接。

4.如权利要求1所述的复杂曲面链窝数控铣削加工夹具，其特征在于：所述分度心轴从前往后依次包括圆柱轴、分度盘、锥度轴，分度盘和圆柱轴、锥度轴的轴线同轴，锥度轴直径较大的一端用于卡住链轮内圈，直径较小的一端通过涨紧机构与链轮花键表面相连，实现链轮的紧固；分度盘上均匀开设有与链轮齿数相同的卡槽，所述卡槽和制动机构相配合实现分度，分度盘上设置有与链轮安装孔相匹配的固定销，通过固定销将链轮与分度盘固定。

5.如权利要求1或4所述的复杂曲面链窝数控铣削加工夹具，其特征在于：所述制动机构对称设置在分度心轴左右两侧，每个制动机构均包括底座、分度卡扣、限位弹簧，底座和安装座固定连接，分度卡扣与底座螺纹连接，限位弹簧通过深沟球轴承固定在底座上，当分度心轴带动链轮转动至待铣削链窝加工工位时，通过限位弹簧将分度卡扣卡在分度心轴上，使分度心轴停止转动，进而实现分度。

6.如权利要求5所述的复杂曲面链窝数控铣削加工夹具，其特征在于：所述底座四周设置有用于与安装座相连的连接孔，底座中部设置有两个用于固定分度卡扣的螺纹孔，对应的，底座上位于螺纹孔上方设置有两个用于安装限位弹簧的安装孔。

7.如权利要求1所述的复杂曲面链窝数控铣削加工夹具，其特征在于：所述涨紧机构包括上轴套、下轴套、弹性连接件，所述上轴套和下轴套的一端通过螺栓相连，另一端通过弹性连接件连接，所述弹性连接件包括小圆柱齿轮、小齿轮轴、大圆柱齿轮、凸轮、连杆、推杆、弹簧支撑杆，所述上轴套内开设有小圆柱齿轮和大圆柱齿轮的安装腔，小圆柱齿轮通过小齿轮轴固定在上轴套上，小圆柱齿轮和大圆柱齿轮啮合传动，大圆柱齿轮上安装凸轮，所述连杆的一端与凸轮相连，另一端与推杆的一端相连，用于带动推杆运动，所述弹簧支撑杆竖直设置在下轴套端部，推杆的下端从上轴套穿出后与弹簧支撑杆的上端相连，通过转动小齿轮轴，进而带动小圆柱齿轮和大圆柱齿轮转动，通过大圆柱齿轮转动带动连杆转动，从而带动推杆上下移动，使弹簧支撑杆压缩与伸张，起到链轮夹紧的作用。

8.如权利要求7所述的复杂曲面链窝数控铣削加工夹具，其特征在于：所述小齿轮轴的端面设置有内六角孔，使用时将内六角螺栓插入内六角孔内，拧动内六角螺栓使小齿轮轴转动。

9.如权利要求1所述的复杂曲面链窝数控铣削加工夹具，其特征在于：所述安装座底部设置有多个与工作台的联接槽相匹配的滑块。

技术总结本发明提供了一种复杂曲面链窝数控铣削加工夹具，属于链轮数控加工技术领域，包括安装座、传动机构、分度心轴、涨紧机构、制动机构，安装座上安装有传动机构和分度心轴，传动机构的动力输出端与分度心轴相连，分度心轴上设置有涨紧机构，通过涨紧机构的涨紧作用将链轮紧固在分度心轴上，制动机构对称设置在分度心轴左右两侧，当加工完一个链窝后，通过传动机构将动力传递至分度心轴使其转动，以带动链轮转动，通过制动机构将分度心轴卡住使其正确定位，实现链轮的分度，进入下一个链窝的加工。本发明可使链轮一次装夹完成所有链窝连续加工，减少了加工时间，还减少了多次装夹产生的定位和夹紧误差，拓展了三轴数控铣床加工能力，可达到与四轴数控加工相同的效果，节约了购买高档数控加工设备的费用。技术研发人员：高阳,张强强,王富伟,于芳骏,郑志远,李千,罗云川,徐江林,雍耀维受保护的技术使用者：北方民族大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13