一種大模數(shù)面齒輪加工夾具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大模數(shù)面齒輪加工夾具，包括夾具體（1）、軸向鎖緊螺栓（2）和調(diào)整墊圈（3），所述的夾具體（1）一端設(shè)置有六個(gè)通孔，用于安裝在機(jī)床工作臺上，另一端設(shè)置有安裝大模數(shù)面齒輪的軸向鎖緊螺栓（2）和調(diào)整墊圈（3）。本發(fā)明解決了大模數(shù)面齒輪切齒時(shí)，零件受力變形大，齒面加工精度低的問題。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、裝卸方便，克服了面齒輪插齒、滾齒、磨齒等加工時(shí)切削力對零件變形及加工精度的影響。同時(shí)，本發(fā)明還可以應(yīng)用到其他類型的大模數(shù)齒輪零件的加工過程中。
【專利說明】一種大模數(shù)面齒輪加工夾具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及齒輪加工夾具的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種大模數(shù)面齒輪加工夾具，適用于大模數(shù)面齒輪插齒、滾齒、磨齒加工過程中。
【背景技術(shù)】
[0002]面齒輪傳動是一種標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪與錐齒輪相嚙合的傳動形式。由于其在傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)減重、承載能力、功率分流等方面的優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于直升機(jī)傳動系統(tǒng)中。
[0003]國外的研究資料表明，面齒輪可以采用插齒、滾齒和磨齒的加工方法。目前，國內(nèi)已認(rèn)識到面齒輪傳動的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景，開展了面齒輪加工原理研究，在插齒機(jī)上使用三爪卡盤裝夾零件，完成了小模數(shù)面齒輪加工，但是面齒輪的加工精度較低。由于大模數(shù)面齒輪齒深較大，切齒過程中產(chǎn)生的較大切削力會使零件受力變形，很難保證加工精度。如圖1所示的大模數(shù)面齒輪，面齒輪模數(shù)為IOmm,輪齒外徑為400mm,內(nèi)徑為310mm,齒深為20.25mm，材料為20Cr2Ni4A。大模數(shù)面齒輪加工過程中，由于受力變形對零件加工精度的影響較嚴(yán)重，因此如何設(shè)計(jì)一套結(jié)構(gòu)簡單、裝夾方便、又能保證大模數(shù)面齒輪受力變形下零件加工精度的夾具是面齒輪加工環(huán)節(jié)中的一項(xiàng)技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為:針對大模數(shù)面齒輪加工過程切削力大、零件受力變形嚴(yán)重影響加工精度的問題，如何設(shè)計(jì)面齒輪夾具以減小或消除零件受力變形、保證零件加工精度的技術(shù)難題，設(shè)計(jì)了一種大模數(shù)面齒輪加工夾具。
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種大模數(shù)面齒輪加工夾具，該夾具針對大模數(shù)面齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)緊湊、裝夾方便的面齒輪加工夾具。同時(shí)保證在加工過程中，減小由于受力變形的影響，加工出滿足精度要求的大模數(shù)面齒輪。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種大模數(shù)面齒輪加工夾具，其包括:夾具體、軸向鎖緊螺栓、調(diào)整墊圈。所述的夾具體的一端設(shè)置有可以安裝在機(jī)床工作臺上的通孔，另一端設(shè)置有安裝大模數(shù)面齒輪的環(huán)形凸臺，環(huán)形凸臺上設(shè)置有固定大模數(shù)面齒輪的軸向鎖緊螺栓和調(diào)整墊圈。所述的夾具體外圓周面上設(shè)置有肋板。所述的夾具體中心設(shè)置有帶錐度的孔和無錐度的通孔。所述的夾具體與大模數(shù)面齒輪為間隙配合。所述的軸向鎖緊螺母和調(diào)整墊圈為均布的8個(gè)。所述的夾具體一端設(shè)置的用于安裝在機(jī)床工作臺上的通孔為均布的6個(gè)。所述的夾具體外圓周面上設(shè)置的肋板為均布的8個(gè)。本發(fā)明在使用過程中，首先應(yīng)在待加工的大模數(shù)面齒輪底面加工出8個(gè)螺紋孔，螺紋孔的位置與夾具體環(huán)形凸臺上軸向鎖緊螺栓和調(diào)整墊圈的位置相對應(yīng)。本發(fā)明的夾具體上設(shè)計(jì)有環(huán)形凸臺，并通過軸向鎖緊螺栓和調(diào)整墊圈將待加工的大模數(shù)面齒輪安裝在夾具上，實(shí)現(xiàn)徑向和軸向的有效定位。由于夾具體環(huán)形凸臺的支撐作用，可以減小在加工過程中待加工零件的受力變形。夾具體的中心設(shè)置有帶錐度的孔，是為了將加工過程中的切屑方便的排除。在使用過程中，可以通過改變調(diào)整墊圈對面齒輪的裝夾位置進(jìn)行調(diào)整變動，工序簡單、操作方便。夾具體與大模數(shù)面齒輪為間隙配合，可以方便待加工零件的裝卸。軸向鎖緊螺母和調(diào)整墊圈設(shè)置成均布的8個(gè)，可以實(shí)現(xiàn)零件定位準(zhǔn)確、鎖緊可靠。夾具體外圓周面的肋板設(shè)置為均布的8個(gè)，可以提高夾具體環(huán)形凸臺的剛度，保證待加工零件的定位精度。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、裝夾方便、克服了大模數(shù)面齒輪插齒、滾齒和磨齒加工時(shí)受力變形對加工精度的影響。同時(shí)，本發(fā)明還可以應(yīng)用到其他類型的大模數(shù)齒輪零件的加工過程中。
[0007]其中，所述的夾具體的環(huán)形凸臺直徑為450mm,厚度為25mm ;軸向鎖緊螺栓的直徑為12mm,長度為35mm ;調(diào)整墊圈的外徑為15mm,內(nèi)徑為13mm,厚度為2mm。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0009]目前國內(nèi)對于大模數(shù)面齒輪加工夾具還沒有相關(guān)說明；國外因?yàn)榧夹g(shù)保密，也沒有相關(guān)的技術(shù)文獻(xiàn)資料進(jìn)行介紹。因此，本發(fā)明很好的解決了大模數(shù)面齒輪加工夾具設(shè)計(jì)的技術(shù)難題，所設(shè)計(jì)的夾具能夠減小零件加工過程中的受力變形，提高零件的加工精度。該發(fā)明也為大模數(shù)面齒輪的滾齒和磨齒加工奠定了基礎(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為大模數(shù)面齒輪示意圖；
[0011]圖2為大模數(shù)面齒輪加工夾具示意圖；
[0012]圖3為大模數(shù)面齒輪加工夾具實(shí)物圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0014]如圖2所示，一種大模數(shù)面齒輪加工夾具，包括:夾具體1、軸向鎖緊螺栓2、調(diào)整墊圈3。
[0015]所述的夾具體的一端設(shè)置有可以安裝在機(jī)床工作臺上的通孔，另一端設(shè)置有安裝大模數(shù)面齒輪4的環(huán)形凸臺，環(huán)形凸臺上設(shè)置有固定大模數(shù)面齒輪4的軸向鎖緊螺栓2和調(diào)整墊圈3。所述的夾具體I外圓周面上設(shè)置有肋板。所述的夾具體I中心設(shè)置有帶錐度的孔和無錐度的通孔。所述的夾具體I與大模數(shù)面齒輪4為間隙配合。所述的軸向鎖緊螺母2和調(diào)整墊圈3為均布的8個(gè)。所述的夾具體I的一端設(shè)置的用于安裝在機(jī)床工作臺上的通孔為均布的6個(gè)。所述的夾具體I外圓周面上設(shè)置的肋板為均布的8個(gè)。
[0016]當(dāng)需要對待加工的大模數(shù)面齒輪4進(jìn)行加工時(shí)，首先應(yīng)在待加工的大模數(shù)面齒輪4的底面加工出8個(gè)螺紋孔，螺紋孔的位置與夾具體I環(huán)形凸臺上軸向鎖緊螺栓2和調(diào)整墊圈3的位置相對應(yīng)。將夾具體I通過一端均布設(shè)置的6個(gè)通孔安裝在機(jī)床工作臺上，用百分表測量夾具體I環(huán)形凸臺表面的跳動量，調(diào)整夾具體I的安裝位置，保證夾具體I的環(huán)形凸臺水平。將大模數(shù)面齒輪4安裝在夾具體I的環(huán)形凸臺上，通過軸向鎖緊螺栓2和調(diào)整墊圈3將大模數(shù)面齒輪4固定在夾具體I上，使用百分表測量大模數(shù)面齒輪4的端面跳動和輪齒外圓的圓度，通過改變軸向鎖緊螺栓3的松緊和調(diào)整墊圈4的厚度調(diào)整大模數(shù)面齒輪4在夾具體I環(huán)形凸臺上的位置，使得百分表上測得的跳動和圓度為最佳，然后即可開始對大模數(shù)面齒輪4進(jìn)行加工。加工完畢后，松開軸向鎖緊螺栓2取下零件，把待加工的新零件放上，重復(fù)同樣的過程，可以完成對大模數(shù)面齒輪4的加工。[0017]大模數(shù)面齒輪4的夾具設(shè)計(jì)時(shí)要考慮以下問題:
[0018](a)刀具沿著面齒輪徑向進(jìn)給運(yùn)動
[0019]由于刀具為一圓盤，所以大模數(shù)面齒輪4夾具設(shè)計(jì)過程中，要留給刀具足夠的徑向運(yùn)動空間，以避免刀具與夾具干涉。
[0020](b)刀具沿著面齒輪軸向的進(jìn)給運(yùn)動
[0021]大模數(shù)面齒輪4工過程中，刀具由對刀位置開始逐漸下到面齒輪加工的全齒深，所以夾具的設(shè)計(jì)不能出現(xiàn)在刀具軸向進(jìn)給范圍內(nèi)使得刀具與面齒輪夾具干涉。
[0022](C)刀具和面齒輪之間的展成運(yùn)動
[0023]在大模數(shù)面齒輪4加工過程中，由于刀具與面齒輪之間的展成運(yùn)動，要求刀具要相對于面齒輪工件擺動，在這個(gè)過程中必須避免刀具的刀桿和面齒輪夾具出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。
[0024]根據(jù)大模數(shù)面齒輪4定位和加緊的要求，夾具設(shè)計(jì)時(shí)切削力和加緊力的確定過程如下:
[0025](I)切削力的計(jì)算
[0026]所加工大模數(shù)面齒輪4結(jié)構(gòu)參數(shù)為:模數(shù)為10mm，壓力角20°，齒數(shù)38個(gè)，輪齒外徑為400mm，內(nèi)徑為310mm，齒深為20.25mm，材料為20Cr2Ni4A。
[0027]采用插齒、滾齒加工時(shí)，切削力計(jì)算公式為:
[0028]
【權(quán)利要求】
1.一種大模數(shù)面齒輪加工夾具，其特征在于，夾具包括夾具體(1)、軸向鎖緊螺栓(2)、調(diào)整墊圈(3)，所述的夾具體(1)的一端設(shè)置有可以安裝在機(jī)床工作臺上的通孔，另一端設(shè)置有安裝大模數(shù)面齒輪(4)的環(huán)形凸臺，環(huán)形凸臺上設(shè)置有固定大模數(shù)面齒輪(4)的軸向鎖緊螺母(2)和調(diào)整墊圈(3)，所述的夾具體(1)外圓周面上設(shè)置有肋板，所述的夾具體(1)的中心分別設(shè)置有帶錐度和無錐度的通孔，所述的夾具體(1)與大模數(shù)面齒輪(4)為間隙配合，所述的軸向鎖緊螺母(2)和調(diào)整墊圈(3)為均布的8個(gè)，所述的夾具體(1) 一端設(shè)置的用于安裝在機(jī)床工作臺上的通孔為均布的6個(gè)，所述的夾具體(1)外圓周面上設(shè)置的肋板為均布的8個(gè)；所述的夾具體上設(shè)計(jì)有環(huán)形凸臺，并通過軸向鎖緊螺栓和調(diào)整墊圈將待加工的大模數(shù)面齒輪安裝在夾具上，實(shí)現(xiàn)徑向和軸向的有效定位，由于夾具體環(huán)形凸臺的支撐作用，可以減小在加工過程中待加工零件的受力變形，夾具體的中心設(shè)置有帶錐度的孔，是為了將加工過程中的切屑方便的排除，在使用過程中，可以通過改變調(diào)整墊圈對面齒輪的裝夾位置進(jìn)行調(diào)整變動，工序簡單、操作方便，夾具體與大模數(shù)面齒輪為間隙配合，可以方便待加工零件的裝卸，軸向鎖緊螺母和調(diào)整墊圈設(shè)置成均布的8個(gè)，可以實(shí)現(xiàn)零件定位準(zhǔn)確、鎖緊可靠，夾具體外圓周面的肋板設(shè)置為均布的8個(gè)，可以提高夾具體環(huán)形凸臺的剛度，保證待加工零件的定位精度，從而結(jié)構(gòu)緊湊、裝夾方便、克服了大模數(shù)面齒輪插齒、滾齒和磨齒加工時(shí)受力變形對加工精度的影響，同時(shí)，該加工夾具還可以應(yīng)用到其他類型的大模數(shù)齒輪零件的加工過程中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大模數(shù)面齒輪加工夾具，其特征在于，所述的夾具體(1)的環(huán)形凸臺直徑為450mm,厚度為25mm ;軸向鎖緊螺栓(2)的直徑為12mm,長度為35mm ;調(diào)整墊圈(3)的外徑為15mm,內(nèi)徑為13mm,厚度為2mm。
【文檔編號】B23F23/06GK103600133SQ201310573847
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】呂慶軍, 周廣明, 戈紅霞, 張祖智, 于定躍, 蘭州, 侯良威, 王延忠 申請人:中國北方車輛研究所, 北京航空航天大學(xué)