一种偏心轴齿轮磨削夹具的制作方法

1.本发明属于定位工装领域，尤其是一种偏心轴齿轮磨削夹具。


背景技术：

2.偏心轴齿轮广泛应用于机器人精密减速器，其加工精度对于机器人精密减速器性能有重要影响。偏心轴齿轮的偏心部与轴端部齿有非常精密的相位要求，磨削偏心部时需要以齿部定位。
3.目前普遍采用的夹具，一种是利用有齿牙结构的鸡心夹头与偏心轴齿啮合定位。这种结构虽然结构简单、制作方便，使用时先手动将鸡心夹头安装、拧紧在工件上，再同工件一起安装到机床，效率比较低，另外手动拧紧力难保持一致，齿部啮合力大小不一，啮合部位也存在随机性，同时还会引入齿向误差，加工出来的零件角相位误差大、一致性差。另一种是采用销轴结构实现齿部轴向定位，这种结构夹具固定在机床上，简化了工件拆装，但活动定位销与其配合的孔为间隙配合，又引入间隙误差，仍无法稳定达到相应的精度要求。


技术实现要素：

4.为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种偏心轴齿轮磨削夹具，以解决背景技术所涉及的问题。
5.本发明提供一种偏心轴齿轮磨削夹具，包括：
6.夹具体，在所述夹具体的内部形成沿夹具体中心轴线的圆锥形定位面，并在所述夹具体工件端一侧端面上设有过中心的定位滑道；
7.第一顶尖，与圆锥形定位面配合、固定在夹具体内部，所述第一顶尖头部与偏心轴齿轮工件顶尖孔配合；
8.至少两个固定座，对称固定在所述夹具体两侧端部；
9.至少两个第二顶尖，分别设置在所述固定座和定位滑道之间；所述第二顶尖底部的形状与所述定位滑道的形状互补或为圆柱形，并且所述第二顶尖可沿着所述定位滑道移动，使得所述第二顶尖的头部与偏心轴齿轮齿槽接触定位；
10.至少两个调节装置，分别安装在所述固定座上；所述调节装置包括设置在所述固定座上并与第二顶尖侧面相抵、使得所述第二顶尖贴合于所述定位滑道的第一弹性件，设置在所述固定座上、并与第二顶尖尾部相抵、提供所述第二顶尖相同的夹紧力的第二弹性件。
11.优选地或可选地，所述夹具体的尾端连接于机床主轴定位面上；
12.并在所述夹具体上设置基准边，与定位滑道平行或呈一定角度关系。
13.优选地或可选地，所述夹具体端部设有对称的台阶，所述固定座由螺栓连接固定在所述夹具体端部台阶处。
14.优选地或可选地，所述固定座形状为“l”形，与所述夹具体端部形成半封闭空间，用于安装所述第二顶尖。
15.优选地或可选地，所述第一弹性件和第二弹性件均为弹性螺栓。
16.优选地或可选地，所述弹性螺栓包括：与所述固定座螺纹连接的螺栓本体，沿着所述螺栓本体轴向开槽形成安装通道，设置在所述安装通道内的弹簧，以及设置在所述螺栓本体端部、与所述弹簧相抵的滚珠。
17.优选地或可选地，所述第二顶尖尾端开孔，并与所述第一弹性件的端部嵌合于所述孔内，并与之相抵。
18.优选地或可选地，所述定位滑道的横截面为“v”形。
19.优选地或可选地，所述第二顶尖侧面设置有盲孔，在所述固定座上还设置有锥头螺栓；所述锥头螺栓头部是锥面结构，与所述盲孔单边接触，锥头螺栓旋入、旋出可实现所述第二顶尖松开或夹紧。
20.优选地或可选地，所述第一顶尖与所述夹具体之间通过锁紧螺栓固定。
21.本发明涉及一种偏心轴齿轮磨削夹具，相较于现有技术，具有如下有益效果：
22.1、本发明采用多个顶尖配合定位的方式，由于顶尖与偏心轴齿轮之间为点接触定位方式，无齿向误差影响，消除了装配间隙以及磨损误差影响，而且通过调节装置实现夹紧力的调整，保持夹紧力的稳定性和一致性，实现零件高精度重复定位。
23.2、本发明通过在夹具体上设置基准边，与定位滑道平行或呈一定角度关系，通过校准基准边可快速调整夹具在机床上准确位置，提高产品换产效率，同时也可通过角度定量补偿消除系统误差。
24.3、本发明通过将固定座由螺栓连接固定在所述夹具体端部台阶处，避免在生产过程或安装过程中对定位滑道所在平面产生形变，影响第二顶尖与定位滑道之间的配合精度，进而降低整个夹具的加工精度。
25.4、本发明将所述固定座、锥头螺栓、第一弹性件、第二弹性件对称分布在夹具体两端，实现偏心轴齿轮径向双侧定位夹紧，径向力相互抵消，防止径向力过大造成的零件变形，提高了夹具整体定位刚度和零件加工精度。
26.5、本发明通过调节弹性螺栓实现夹紧力的调整，保持夹紧力的稳定性和一致性，第二顶尖对称布置，可提高整体刚度，相互抵消径向力，防止径向力过大造成零件变形，提高加工精度。
27.6、本发明的定位滑道采用v形结构，与v形结构或圆柱形结构的第二顶尖配合，这种v形定位结构可以更好的消除了装配间隙以及磨损误差影响，实现零件高精度重复定位。
28.7、本发明通过设计所述锥头螺栓，与所述第二顶尖上的盲孔单边接触，锥头螺栓与盲孔偏心接触，锥头螺栓旋入、旋出时驱动第二顶尖径向移动，从而达到夹紧与松开零件的效果，偏心轴齿轮为点接触定位，避免引入零件本身的齿向误差。
29.综上，经过实践检测，本发明中的偏心轴齿轮磨削夹具重复定位精度≤0.003，齿与偏心部相位偏差＜1
′
，可实现高效率、稳定生产。
附图说明
30.图1是本发明中夹具的爆炸示意图。
31.图2是本发明中夹具的剖面结构示意图。
32.图3是本发明中弹性螺栓的局部放大图。
33.附图标记为：10、偏心轴齿轮；11、顶尖孔；12、齿槽；100、夹具体；110、圆锥形定位面；120、定位滑道；130、台阶；200、锁紧螺栓；300、第一顶尖；400、固定座；500、第二顶尖；510、盲孔；610、第一弹性件；620、第二弹性件；631、螺栓本体；632、安装通道；633、弹簧；634、滚珠；700、锥头螺栓。
具体实施方式
34.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
35.参阅附图1至2，一种偏心轴齿轮10磨削夹具，包括：夹具体100、第一顶尖300、至少两个固定座400、至少两个第二顶尖500和至少两个调节装置。
36.所述夹具体100的尾端连接于机床主轴定位面上，所述夹具体100内部有沿夹具体中心轴线的圆锥形定位面110，并在所述夹具体100工件端一侧端面上设有过中心的定位滑道120。将整个夹具结构集成在夹具体100上可以方便加工零件拆、装，节省工件装夹时间。
37.所述夹具体100的尾端连接于机床主轴定位面上；并在所述夹具体100上设置基准边，与定位滑道120平行或呈一定角度关系。通过校准基准边可快速调整夹具在机床上准确位置，提高产品换产效率，同时也可通过角度定量补偿消除系统误差。
38.所述第一顶尖300与圆锥形定位面110配合、固定在夹具体100内部，并通过锁紧螺栓200固定，所述第一顶尖300头部与偏心轴齿轮10顶尖孔11配合。通过锁紧螺栓200拉紧固定第一顶尖300，通过第一顶尖300与偏心轴齿轮10上的顶尖孔11配合定位。当然，对于本领域技术人员而言，在偏心轴齿轮10的另一端，也就是机床尾座还设置有另一顶尖，通过“双顶尖”定位，实现对偏心轴齿轮10的定位。
39.两个固定座400对称固定在所述夹具体100两侧端部；具体地，在所述夹具体100端部设有对称的台阶130，所述固定座400形状为“l”形，与所述夹具体100端部形成半封闭空间，用于安装所述第二顶尖500。其中，锥头螺栓700、第一弹性件610、第二弹性件620均安装在固定座400对应螺纹孔，所述固定座400由螺栓连接固定在所述夹具体100端部台阶130处。如果直接将固定座400安装在所述夹具体100前端(即定位滑道120所在平面)上，则需要在夹具体100前端上设置多组安装孔，而安装孔加工或者与螺钉配合过程中，会对定位滑道120所在平面产生形变，影响第二顶尖500与定位滑道120之间的配合精度，进而降低整个夹具的加工精度。而本实施例中，通过将固定座400由螺栓连接固定在所述夹具体100端部台阶130处，则可规避上述问题。
40.而且，所述固定座400、锥头螺栓700、第一弹性件610、第二弹性件620对称分布在夹具体100两端，实现偏心轴齿轮10径向双侧定位夹紧，径向力相互抵消，防止径向力过大造成的零件变形，提高了夹具整体定位刚度和零件加工精度。
41.两个第二顶尖500分别设置在所述固定座400和定位滑道120之间；所述第二顶尖500底部的形状与所述定位滑道120的形状互补，并且所述第二顶尖500可沿着所述定位滑道120移动上，使得所述第二顶尖500的头部与偏心轴齿轮10齿槽12接触定位；
42.两个调节装置分别安装在所述固定座400上，用于调节两个第二顶尖500的位置和
张紧力；所述调节装置包括设置在所述固定座400上并与第二顶尖500侧面相抵、使得所述第二顶尖500贴合于所述定位滑道120的第一弹性件610，设置在所述固定座400上、并与第二顶尖500尾部相抵、提供所述第二顶尖500相同的夹紧力的第二弹性件620。
43.其中，所述第一弹性件610和第二弹性件620均为弹性螺栓。参阅附图3，本实施例给出一种示例性结构，所述弹性螺栓包括：与所述固定座400螺纹连接的螺栓本体631，沿着所述螺栓本体631轴向开槽形成安装通道632，设置在所述安装通道632内的弹簧633，以及设置在所述螺栓本体631端部、与所述弹簧633相抵的滚珠634。通过调节弹性螺栓实现夹紧力的调整，保持夹紧力的稳定性和一致性，第二顶尖500对称布置，可提高整体刚度，相互抵消径向力，防止径向力过大造成零件变形，提高加工精度。
44.所述第二顶尖500侧面设置有盲孔510，在所述固定座400上还设置有锥头螺栓700；所述锥头螺栓700头部是锥面结构，与所述盲孔510单边接触，为偏心接触，锥头螺栓700旋入、旋出时驱动第二顶尖500径向移动，从而达到夹紧与松开偏心轴齿轮10的效果，
45.在进一步实施例中，所述定位滑道120的截面为“v”形，即为v形定位面。也就是说所述第二顶尖500底部与所述定位滑道120相接触的面为v形锥面或圆柱形，保证第二顶尖500底部与所述定位滑道120之间更好的接触，这种v形定位结构可以更好的消除装配间隙以及磨损误差影响，实现零件高精度重复定位。
46.为了方便理解偏心轴齿轮10磨削夹具的技术方案，对其工装过程做出简要说明：
47.步骤1、在夹具体100内部设有圆锥形定位面110，通过锁紧螺栓200拉紧固定第一顶尖300，所述第一顶尖300与偏心轴齿轮10顶尖孔11配合定位，并与机床尾座顶尖形成“双顶尖”定位，然后将夹具体100尾端固定安装在机床上。
48.步骤2、第二顶尖500与v形定位面接触定位，第二顶尖500的头部与偏心轴齿轮10齿面接触定位，由于偏心轴齿轮10为点接触定位，避免引入零件本身的齿向误差。调节第一弹性件610使得其头部压在第二顶尖500平面上，确保第二顶尖与v形定位面始终接触，这种v形定位结构可以消除间隙，使得第二顶尖500有非常高的重复定位精度。
49.步骤3、第二顶尖500尾部设有第二弹性件620，通过第二弹性件620可以调节夹紧力大小，使得夹紧力自由调节。
50.步骤4、由于夹具体100设有固定基准边，与定位滑道120有角度关系，首次加工偏心轴齿轮10时，偏心轴齿轮10双顶尖定位、第二顶尖500定位齿槽12后，用高精度扭簧表校平基准边，此时机床转轴对应角度即为初始相位角基准值，将该值输入机床作为磨削初始角度。即可开始批量生产，换产或停产后再次加工，只需重复上述步骤，即可重现之前初始角相位基准。可以显著提升换产效率，保证产品的质量稳定性。
51.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，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

技术特征：
1.一种偏心轴齿轮磨削夹具，其特征在于，包括：夹具体(100)，在所述夹具体(100)的内部形成沿夹具体中心轴线的圆锥形定位面(110)，并在所述夹具体(100)工件端一侧的端面上设有过中心的定位滑道(120)；第一顶尖(300)，与圆锥形定位面(110)配合、固定在夹具体(100)内部，所述第一顶尖(300)头部与偏心轴齿轮(10)顶尖孔(11)配合；至少两个固定座(400)，对称固定在所述夹具体(100)两侧端部；至少两个第二顶尖(500)，分别设置在所述固定座(400)和定位滑道(120)之间；所述第二顶尖(500)底部的形状与所述定位滑道(120)的形状互补或为圆柱形，并且所述第二顶尖(500)可沿着所述定位滑道(120)移动，使得所述第二顶尖(500)的头部与偏心轴齿轮(10)齿槽(12)接触定位；至少两个调节装置，分别安装在所述固定座(400)上；所述调节装置包括设置在所述固定座(400)上并与第二顶尖(500)侧面相抵、使得所述第二顶尖(500)贴合于所述定位滑道(120)的第一弹性件(610)，设置在所述固定座(400)上、并与第二顶尖(500)尾部相抵、提供所述第二顶尖(500)相同的夹紧力的第二弹性件(620)。2.根据权利要求1所述的偏心轴齿轮磨削夹具，其特征在于，所述夹具体(100)的尾端连接于机床主轴定位面上；并在所述夹具体(100)上设置基准边，与定位滑道(120)平行或呈一定角度关系。3.根据权利要求1所述的偏心轴齿轮磨削夹具，其特征在于，所述夹具体(100)端部设有对称的台阶(130)，所述固定座(400)由螺栓连接固定在所述夹具体(100)端部台阶(130)处。4.根据权利要求3所述的偏心轴齿轮磨削夹具，其特征在于，所述固定座(400)形状为“l”形，与所述夹具体(100)端部形成半封闭空间，用于安装所述第二顶尖(500)。5.根据权利要求1所述的偏心轴齿轮磨削夹具，其特征在于，所述第一弹性件(610)和第二弹性件(620)均为弹性螺栓。6.根据权利要求5所述的偏心轴齿轮磨削夹具，其特征在于，所述弹性螺栓包括：与所述固定座(400)螺纹连接的螺栓本体(631)，沿着所述螺栓本体(631)轴向开槽形成安装通道(632)，设置在所述安装通道(632)内的弹簧(633)，以及设置在所述螺栓本体(631)端部、与所述弹簧(633)相抵的滚珠(634)。7.根据权利要求5所述的偏心轴齿轮磨削夹具，其特征在于，所述第二顶尖(500)尾端开孔，并与所述第一弹性件(610)的端部嵌合于所述孔内，并与之相抵。8.根据权利要求1所述的偏心轴齿轮磨削夹具，其特征在于，所述定位滑道(120)的横截面为“v”形。9.根据权利要求1所述的偏心轴齿轮磨削夹具，其特征在于，所述第二顶尖(500)侧面设置有盲孔(510)，在所述固定座(400)上还设置有锥头螺栓(700)；所述锥头螺栓(700)头部是锥面结构，与所述盲孔(510)单边接触，锥头螺栓(700)旋入、旋出可实现所述第二顶尖(500)松开或夹紧。10.根据权利要求1所述的偏心轴齿轮磨削夹具，其特征在于，所述第一顶尖(300)与所述夹具体(100)之间通过锁紧螺栓(200)固定。

技术总结
本发明公开了一种偏心轴齿轮磨削夹具，属于定位工装领域。包括夹具体，在所述夹具体的内部形成圆锥形定位面，并在所述夹具体工件端一侧端面上设有过中心的定位滑道；第一顶尖与圆锥形定位面配合、固定在夹具体内部，所述第一顶尖头部与偏心轴齿轮工件顶尖孔配合；两个固定座对称固定在所述夹具体两侧端部；两个第二顶尖分别设置在所述固定座和定位滑道之间；所述第二顶尖底部的形状与所述定位滑道的形状互补或圆柱形，且所述第二顶尖可沿着所述定位滑道移动，使得所述第二顶尖的头部与偏心轴齿轮齿槽接触定位；本发明采用多个顶尖配合定位的方式，由于顶尖与偏心轴齿轮之间为点接触定位方式，无齿向误差影响，消除了装配间隙以及磨损误差影响。及磨损误差影响。及磨损误差影响。


技术研发人员：许建超 戴冬 奚鑫 徐康琪 陆堰龙 高凌锋 管鹏丞
受保护的技术使用者：中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/8/24