一種高精度快換軸用磨齒夾具的制作方法

本發(fā)明涉及變速器中間軸領域，具體涉及一種高精度快換軸用磨齒夾具。

背景技術：

目前國外軸類磨齒夾具多為靜壓漲壁結構，該結構夾具制造技術難度高，基本被國外壟斷，夾具成本高，單套在10萬元以上。該結構夾具雖然夾緊精度高但漲緊間隙小，約為夾緊直徑的1/1000，我公司軸類零件夾緊直徑在35-45mm，夾具漲緊間隙只有0.035-0.045mm，這就要求零件定位基準的尺寸公差控制在0.025mm以內，否則零件會夾不緊或放不進去，而且夾具換產時必須整體拆卸更換，費時費力。

國內有部分廠家應用配合錐面的開槽漲套結構夾具，中心定位采用死頂尖，該結構夾具漲緊間隙在0.15-0.25mm，對零件定位基準的尺寸公差相對寬松，但該夾具漲緊間隙仍有限，通用性差，也不能快速換產，而且中心死頂尖無法引導零件上下料，上下料機械手重復運動精度一般較低，在長期重復裝夾時位置偏移會使零件與夾具定位孔錯位，不能正確裝夾，機床報警自動化生產停止，嚴重影響加工效率。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高精度快換軸用磨齒夾具，以克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，本發(fā)明能實現(xiàn)快速換產，并具有中心引導活頂尖以利于機械手上下料的高精度磨齒夾具，在保證裝夾精度的同時提高換產效率，打破國外技術壟斷，降低夾具成本。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種高精度快換軸用磨齒夾具，包括連接在機床上的連接法蘭，連接法蘭的上側設置有活塞，活塞的上側連接有拉桿，拉桿的上側連接有漲套，活塞和拉桿的內部空間中設有用于使工件定心的頂尖，頂尖的底部設有盲孔，盲孔中設有頂尖彈簧，頂尖彈簧的底部設有端蓋，且端蓋與連接法蘭固定；

活塞和拉桿的外側套設有底座，且底座與連接法蘭固定，漲套的外側套設有支撐座，且支撐座與底座固定，連接法蘭上設有連接至活塞和連接法蘭之間間隙的法蘭油路。

進一步地，底座與活塞之間設有若干能夠向下推動活塞的復位彈簧，所述復位彈簧設置在底座下部的彈簧盲孔中，且復位彈簧的自由長度大于彈簧盲孔的深度。

進一步地，底座與活塞之間設有用于防止活塞轉動的圓柱銷，所述圓柱銷的一端固定在活塞上，另一端與設置在底座下部的銷孔配合連接。

進一步地，拉桿的上側通過花鍵連接有漲套。

進一步地，漲套上設有第一限位槽，支撐座上穿插設有與第一限位槽配合的第一限位螺釘。

進一步地，拉桿上設有第二限位槽，底座上穿插設有與第二限位槽配合的第二限位螺釘。

進一步地，頂尖的下端設有向外的第一環(huán)形突起，活塞的中部設有向內的第二環(huán)形突起，所述第一環(huán)形突起和第二環(huán)形突起相互配合以限制頂尖的位置。

進一步地，所述漲套包括若干膜片，且相鄰膜片之間通過彈性橡膠粘結。

進一步地，活塞的上部與底座之間設有第一O型圈，拉桿與底座之間設有第二O型圈，活塞的中部與底座之間設有第三O型圈，活塞的下部與連接法蘭之間設有第四O型圈，連接法蘭與底座之間設有第五O型圈。

進一步地，底座與連接法蘭通過若干第一內六角圓柱頭螺釘連接，支撐座與底座通過若干第二內六角圓柱頭螺釘連接，端蓋與連接法蘭通過若干第三內六角圓柱頭螺釘連接，連接法蘭與機床通過若干第四內六角圓柱頭螺釘連接。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益的技術效果：

本發(fā)明將中心頂尖設計為由頂尖彈簧支撐的活動型頂尖，實現(xiàn)零件定位外圓在進入夾具前先由頂尖定心，在機床尾頂尖下壓時引導零件進入定位孔，保證零件精確定位，解決目前磨齒夾具無上下料引導頂尖，零件與夾具孔易錯位問題，對零件定位基準精度要求更加寬松，更利于機械手自動上下料，前道工序的加工成本降低；另外本發(fā)明更具通用性和快換性，工序輔助時間大幅降低。

進一步地，通過設置復位彈簧，在執(zhí)行夾具松開動作時，復位彈簧向下推動活塞，通過聯(lián)動使?jié)q套與支撐座脫離，從而松開工件。

進一步地，通過設置圓柱銷，防止活塞在上下運動時產生轉動。

進一步地，拉桿的上側通過花鍵連接漲套，只需將漲套旋轉一定角度即可實現(xiàn)漲套與拉桿的連接和分離，從而實現(xiàn)快速換產，不同直徑系列零件只需更換漲套即可，成本大幅降低。

進一步地，漲套上設有第一限位槽，拉桿上設有第二限位槽，分別通過第一限位螺釘和第二限位螺釘對漲套和拉桿進行限位，不僅對其上下移動位置進行限位，同時防止其轉動。

進一步地，頂尖下端有第一環(huán)形突起，當頂尖推出工件時，運動一定行程后與活塞內孔的第二環(huán)形突起貼合，使頂尖停止向上移動。

進一步地，漲套包括若干膜片，且相鄰膜片之間通過彈性橡膠粘結，采用這種粘接式漲套使夾具夾緊間隙由0.04提高到1mm，可實現(xiàn)1mm以內定位直徑零件的通用。

進一步地，通過設置O型圈增加更個工裝的密閉性。

綜合來說，本發(fā)明設計的磨齒夾具對零件定位基準精度要求更加寬松，前道工序的加工成本降低；更具通用性和快換性，工序輔助時間大幅降低；本發(fā)明夾具的頂尖引導機構更利于機械手自動上下料；我公司目前軸類零件共有12個直徑系列，使用本發(fā)明設計夾具底座2套，漲套5個即可全覆蓋，本發(fā)明夾具底座單價6000元，漲套單價1000元，進口夾具整套單價11萬元，可節(jié)省夾具一次性投入：12×11-(2×0.6+5×0.1)＝130.3萬元，大大節(jié)約了成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖；

圖2為圖1的A-A視圖；

圖3為圖1的B-B視圖；

圖4為圖1的C-C局部視圖；

圖5為拉桿示意圖，其中(a)為剖視圖；(b)為左視圖；(c)為立體圖；

圖6為漲套結構示意圖，其中(a)為俯視圖；(b)為(a)的A-A視圖；(c)為漲套上的限位孔局部示意圖；

圖7為底座結構示意圖，其中(a)為俯視圖；(b)為(a)的B-B向剖視圖；(c)為(a)的A-A向剖視圖；(d)為(a)的C-C向視圖。

其中，1、連接法蘭；2、底座；3、第一內六角圓柱頭螺釘；4、活塞；5、第一O型圈；6、拉桿；7、支撐座；8、第二內六角圓柱頭螺釘；9、漲套；10、工件；11、頂尖；12、第一限位螺釘；13、第二O型圈；14、頂尖彈簧；15、復位彈簧；16、第三O型圈；17、液壓堵頭；18、第三內六角圓柱頭螺釘；19、端蓋；20、第四O型圈；21、第四內六角圓柱頭螺釘；22、圓柱銷；23、第二限位螺釘；24、法蘭油路；25、彈性橡膠；26、環(huán)形槽；27、泄油孔；28、第一排氣孔；29、第二排氣孔。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明：

參見圖1至圖6，一種高精度快換軸用磨齒夾具，包括連接在機床上的連接法蘭1，連接法蘭1的上側設置有活塞4，活塞4的上側連接有拉桿6，拉桿6的上側通過花鍵連接有漲套9，所述漲套9包括若干膜片，且相鄰膜片之間通過彈性橡膠25粘結，活塞4和拉桿6的內部空間中設有用于使工件10定心的頂尖11，頂尖11的下端設有向外的第一環(huán)形突起，活塞4的中部設有向內的第二環(huán)形突起，所述第一環(huán)形突起和第二環(huán)形突起相互配合以限制頂尖11的位置，頂尖11的底部設有盲孔，盲孔中設有頂尖彈簧14，頂尖彈簧14的底部設有端蓋19，且端蓋19與連接法蘭1固定；

活塞4和拉桿6的外側套設有底座2，且底座2與連接法蘭1固定，底座2與活塞4的之間設有若干能夠向下推動活塞4的復位彈簧15，所述復位彈簧15設置在底座2下部的彈簧盲孔中，且復位彈簧15的自由長度大于彈簧盲孔的深度，底座2與活塞4的之間還設有用于防止活塞4轉動的圓柱銷22，所述圓柱銷22的一端固定在活塞4上，另一端與設置在底座2下部的銷孔配合連接，漲套9的外側套設有支撐座7，且支撐座7與底座2固定，漲套9上設有第一限位槽，支撐座7上穿插設有與第一限位槽配合的第一限位螺釘12，拉桿6上設有第二限位槽，底座2上穿插設有與第二限位槽配合的第二限位螺釘23，連接法蘭1上設有連接至活塞4和連接法蘭1之間間隙的法蘭油路24，法蘭油路24的端部設有液壓堵頭17。

底座2的上端面上有環(huán)形槽26，環(huán)形槽26底部均布若干泄油孔27，使從外面進入漲套內的油污和鐵屑能及時排出。底座2上開有第一排氣孔28，使拉桿6、底座2和活塞4之間密閉的空氣及時排出。底座2上還開有第二排氣孔29，使底座2和活塞4之間密閉的空氣及時排出。

活塞4的上部與底座2之間設有第一O型圈5，拉桿6與底座2之間設有第二O型圈13，活塞4的中部與底座2之間設有第三O型圈16，活塞4的下部與連接法蘭1之間設有第四O型圈20，連接法蘭1與底座2之間設有第五O型圈；底座2與連接法蘭1通過若干第一內六角圓柱頭螺釘3連接，支撐座7與底座2通過若干第二內六角圓柱頭螺釘8連接，端蓋19與連接法蘭1通過若干第三內六角圓柱頭螺釘18連接，連接法蘭1與機床通過若干第四內六角圓柱頭螺釘21連接。

下面結合附圖對本發(fā)明實施過程作進一步說明：

1)夾具的夾緊動作：

機床執(zhí)行夾緊程序命令時，機床和夾具接口的液壓油增壓，油通過夾具連接法蘭1上的法蘭油路24進入活塞4與連接法蘭1形成的密閉腔，腔內油壓升高推動活塞4向上運動，從而推動與之相連接的拉桿6，活塞4與拉桿6為螺紋連接，拉桿6繼而推動漲套9向上運動，漲套9錐面由于受支撐座7內錐面的限制向內收縮，從而夾緊工件10。

2)夾具的松開動作：

機床執(zhí)行松開程序命令時，機床和夾具接口的液壓油泄壓，復位彈簧15推動活塞4向下運動，活塞4與連接法蘭1密閉腔里的液壓油通過法蘭油路24流回機床油箱，活塞4拉動拉桿6向下運動，拉桿6拉動漲套9向下運動，漲套9錐面與支撐座7內錐面脫離，由于漲套9各個膜片之間填充有彈性橡膠25，使?jié)q套9膨脹為自由尺寸狀態(tài)，漲套9內孔直徑變大，從而松開工件10。

3)中心頂尖的引導動作：

夾具在未放入零件時，頂尖11被頂尖彈簧14向上推起，頂尖11上端尖部高出支撐座7的上端面，因此工件10在放入夾具孔中時，首先中心孔與頂尖11上端尖部接觸，使工件10定心，然后機床尾頂尖進入工件10另一端中心孔并向下推動工件，頂尖彈簧14被壓縮，使工件10無偏心的進入漲套9內孔。當夾具松開拆卸工件10時，機床上尾座向上移動，頂尖彈簧14將頂尖11向上推出，從而工件10推出夾具，頂尖11下端有第一環(huán)形突起，運動一定行程后與活塞4內孔的第二環(huán)形突起貼合，使頂尖11停止向上移動。

4)漲套的快速更換：

對于不同直徑系列的零件裝夾，在更換漲套9時，先將第一限位螺釘12旋出，再松開第二內六角圓柱頭螺釘8，取下支撐座7，輕輕旋轉漲套9一定角度，使?jié)q套9的內孔花鍵中凸出部分從拉桿6的花鍵槽中脫離，從而取下漲套9。將要更換的漲套9花鍵凸出部分對準拉桿6的花鍵槽并輕輕旋轉一定角度，使?jié)q套9卡到花鍵槽中，裝上支撐座7，將第一限位螺釘12旋入并微轉漲套9使第一限位螺釘12進入漲套9的第一限位槽中，將第二內六角圓柱頭螺釘8上緊，實現(xiàn)漲套9的快速更換。