一种齿轮加工用打孔设备及其打孔方法与流程

本发明涉及齿轮加工制造设备技术领域，具体为一种齿轮加工用打孔设备及其打孔方法。

背景技术：

齿轮是应用最为普遍的机械传动零件，几乎任何机械设备上都会使用到齿轮，虽然大部分齿轮的中心孔是圆孔，但也有部分齿轮的中心孔是方孔，尤其对传动精度要求不是非常高的齿轮（如钟表中一般不采用方孔齿轮），因为采用方孔连接方便。目前，齿轮打方孔的方法主要是通过线切割方法，由于线切割一方面成本较高，另一方面线切割的高温对齿轮本身有影响，一般在三年左右就会出现明显金属疲劳现象。随着勒洛三角形(即圆弧三角形)技术的成熟，通过机械打方孔的方法使用也越来越广泛，不但成本低，而且对对材料损伤较小，因此现在已得到较广泛使用。但是现在打方孔的钻头都是三角形状，直接打孔容易断头，所以通常需要用打圆孔钻头先打一个圆孔，在圆孔的基础上进行打方孔。但是现在并没有圆孔、方孔一体的设备，均是先用一台设备进行打圆孔，然后再换另一台设备打方孔，这种方式不仅效率低，而且更换齿轮位置打方孔时容易出现较大误差。

技术实现要素：

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种齿轮加工用打孔设备及其打孔方法，通过本发明能够在不移动齿轮的情况下进行打圆孔和方孔操作，提高打孔的效率和质量。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种齿轮加工用打孔设备，包括打方孔机构，所述打方孔机构包括方孔钻头、勒洛三角块，所述勒洛三角块设置在导向支撑框内，所述方孔钻头和勒洛三角块一面连接，勒洛三角块另一面和变距万向节一端连接，变距万向节另一端和方孔驱动装置连接，所述方孔驱动装置和导向支撑框之间设置有第一加强筋，其特征在于，所述打孔设备还包括打圆孔机构，所述打圆孔机构包括圆孔钻头，所述圆孔钻头和第一连接轴一端连接，第一连接轴另一端和圆孔驱动装置连接，所述第一连接轴上设置有第一轴承，所述第一轴承通过第一连接杆和第二加强筋一端连接，第二加强筋另一端和圆孔驱动装置连接；所述打方孔机构和打圆孔机构外壁均连接有第二连接杆，所述第二连接杆和导向哥林柱下端连接，导向哥林柱上端和第二压板连接，所述第二压板和第一油缸相互配合，所述导向哥林柱上套装有滑管，所述滑管包括外滑管和内滑管，所述外滑管和第一支撑杆上端连接，第一支撑杆下端和第一滑块连接，所述第一滑块和设置在第一支撑板上的第一滑槽吻合并和第一滑槽内滑动连接，所述内滑管和第三连接杆连接，所述第三连接杆中间通过第二连接轴和第一驱动电机连接，所述第一驱动电机和第一支撑板连接；所述第一油缸外壁和第二支撑杆一端连接，第二支撑杆另一端和第一支撑柱上端连接，第一支撑柱下端和第一底座连接，所述第一支撑柱还通过第三支撑杆和第一支撑板连接，所述第一支撑板上设置有第一通孔，所述第一通孔正下方设置有齿轮定位机构，所述齿轮定位机构上设置有活动连接的待加工齿轮。

优选的，所述滑管和第二压板之间设置有弹簧，所述弹簧套装在导向哥林柱上，所述弹簧下端和滑管连接，弹簧上端和第二压板连接。

优选的，所述第一支撑板为两半圆结构，两半圆结构上均设置有连接耳，所述连接耳上设置有螺孔，所述螺孔内设置有吻合的螺栓并通过螺栓将两半圆结构连接在一起，所述螺栓上还设置有吻合的螺母。

优选的，所述齿轮定位机构包括第二支撑板，所述第二支撑板上设置有至少一组第二滑槽，所述第二滑槽内设置有吻合的第二滑块，所述第二滑块上设置有齿轮定位支撑块，所述齿轮定位支撑块内侧设置有和齿轮吻合的轮齿，齿轮定位支撑块外侧和第二油缸一端连接，第二油缸另一端和支撑环连接，所述支撑环和第二支撑板一体成型设计。

优选的，所述第二滑块一侧设置有棕毛刷。

优选的，所述第二支撑板上还设置有刻度线，所述刻度线设置在第二滑槽一侧。

优选的，所述第二支撑板中心设置有第二通孔，所述第二支撑板下表面连接有支撑座，所述支撑座上设置有第三通孔，所述第三通孔和第二通孔同轴设计。

优选的，所述支撑座外表面设置有两个第二轴承，所述第二轴承通过第四连接杆和第二支撑柱连接，所述第二支撑柱下端和第二底座连接；所述支撑座外表面还设置有第一齿轮，所述第二齿轮上设置有相互配合的第二齿轮，所述第二齿轮和第二驱动电机连接。

优选的，所述支撑座下方设置有收纳盒，所述收纳盒设置在第三通孔下方。

一种齿轮打孔方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）、将待加工齿轮放置在第二支撑板第二通孔上面；

2）、通过控制第二油缸，使待加工齿轮被夹持在齿轮定位支撑块中心；

3）、开启圆孔驱动装置，同时控制第一油缸将打圆孔机构向下压，对待加工齿轮进行打圆孔操作；

4）、控制第一驱动电机，使打圆孔机构旋转180度，让打方孔机构旋转到待加工齿轮的正上方，即可进行打方孔操作；

5）、松开第二油缸，取下加工完成的齿轮，然后控制第二油缸将钻孔打出的金属屑推进第二通孔内，顺着第二通孔流向收纳盒中，然后进行下一个待加工齿轮打孔。

（三）有益效果

本发明提供了一种齿轮加工用打孔设备及其打孔方法，具备以下有益效果：

1、本发明的打孔设备通过将打方孔机构和打圆孔机构设置在一起，通过第一驱动电机驱动旋转，第一油缸驱动打方孔机构和打圆孔机构向下运动，从而能够进行打圆孔和方孔，解决了现有下切割成本高而且对齿轮有伤害的切割方法；同时本发明能够在不移动待加工齿轮的情况下先打圆孔从而便于进行打方孔操作，保证了加工的精准度。

2、本发明的齿轮定位机构能够将待加工的齿轮定位在第二支撑板中间，而且打孔出的金属屑通过棕毛刷送到收纳盒中，保证了第二滑槽不会卡住，可以让打孔能连续工作，提高工作效率。

3、本发明的第二支撑板设置有刻度线，能够方便查看待加工齿轮是否被定位在第二支撑板的中心，齿轮定位支撑块通过第二油缸控制，配合刻度线可以将不同尺寸的齿轮均定位在第二通孔的正上方，提高本发明的应用范围。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明打方孔机构和打圆孔机构连接结构示意图；

图3为本发明打方孔机构结构示意图；

图4为本发明打圆孔机构结构示意图；

图5为本发明第一支撑板俯视结构示意图；

图6为本发明齿轮定位机构结构示意图；

图7为本发明第二滑块连接结构示意图；

图8为本发明第二支撑板俯视结构示意图；

图9为本发明齿轮定位支撑块与待加工齿轮连接结构示意图；

图10为本发明齿轮加工成品结构示意图。

图中：1第一油缸、2第二支撑杆、3第一支撑柱、4第一压板、5第二压板、6打圆孔机构、7打方孔机构、8第一支撑杆、9第一滑块、10第一支撑板、11第三支撑杆、12第三连接杆、13第二连接轴、14第一驱动电机、15齿轮定位机构、16第一底座、17导向哥林柱、18内滑管、19第二连接杆、20弹簧、21外滑管、22第二加强筋、23第一滑槽、24第一通孔、25方孔驱动装置、26圆孔驱动装置、27第一加强筋、28导向支撑框、29勒洛三角块、30变距万向节、31方孔钻头、32第一连接轴、33第一轴承、34第一连接杆、35圆孔钻头、36连接耳、37螺孔、38螺栓、39螺母、40第二支撑板、41支撑环、42第二油缸、43齿轮定位支撑块、44第二滑槽、45第二滑块、46棕毛刷、47第二通孔、48刻度线、49支撑座、50第三通孔、51收纳盒、52第二轴承、53第四连接杆、54第二支撑柱、55第一齿轮、56第二齿轮、57第二驱动电机、58第二底座、59轮齿、60待加工齿轮、61方孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1所示，一种齿轮加工用打孔设备，包括第一油缸1，第一油缸1通过第二支撑杆2和第一支撑柱3连接，第一支撑柱3下端和第一底座16连接，第一支撑柱3上还通过第三支撑杆11和第一支撑板10连接，第一支撑板10上设置有第一滑槽，第一滑槽上设置有吻合的而且能在第一滑槽内进行滑动的第一滑块9，第一滑块9的数量为两个，每个第一滑块9还与第一支撑杆8下端连接，第一支撑杆8设置为倒l型，第一支撑杆8上端分别与打方孔机构7和打圆孔机构6连接，其中，打方孔机构7和打圆孔机构6上端均设置有第二压板5，第二压板5配合第一油缸1下面连接的第一压板4,从而便于将打方孔机构7和打圆孔机构6竖直向下压，打方孔机构7和打圆孔机构6之间还通过第三连接杆12连接，第三连接杆12的中间连接有第二连接轴13，第二连接轴13上端和第三连接杆12连接，第二连接轴13下端和第一驱动电机14连接，第一驱动电机14与第一支撑板10连接，通过第一驱动电机14的控制使第一滑块9能够在第一滑槽内进行旋转，从而使打方孔机构7和打圆孔机构6能够在第一支撑板10上进行旋转，从而可以配合第一油缸1进行工作，第一支撑板10还设置有第一通孔24，第一通孔24的下方设置有齿轮定位机构15，通过穿过第一通孔24后可以让打方孔机构7和打圆孔机构6能够对待加工齿轮进行打孔操作。

如图2所示，打方孔机构7和打圆孔机构6分别连接有两根第二连接杆19，四根第二连接杆19的一端与打方孔机构7和打圆孔机构6连接，第二连接杆19的另一端均和导向哥林柱17的下端连接，导向哥林柱17上端和第二压板5连接，外侧的两根导向哥林柱17上套装有外滑管21，内侧的两根导向哥林柱17上套装有内滑管18，外滑管21和第一支撑杆8上端连接，第一支撑杆8下端和第一滑块9连接，第一滑块9设置在第一滑槽23内并能够在第一滑槽23中滑动，内滑管18通过第三连接杆12连接，第三连接杆12连接的中间和第二连接轴13上端连接，第二连接轴13下端和第一驱动电机14连接，第一驱动电机14设置在第一支撑板10的中心位置，第一支撑板10上还设置有第一通孔24，四根导向哥林柱17上均套装有弹簧20，弹簧20设置在第二压板5和滑管之间，弹簧20的作用在于当第一油缸1不下压打方孔机构7和打圆孔机构6时能够将打方孔机构7和打圆孔机构6弹起高于第一支撑板10上表面。

如图3所示，打方孔机构7包括方孔驱动装置25、方孔钻头31、勒洛三角块29，方孔驱动装置25上连接有第一加强筋27，第一加强筋27一端和方孔驱动装置25连接另一端和导向支撑框28连接，导向支撑框28内设置有吻合的勒洛三角块29，勒洛三角块29下表面和方孔钻头31连接，勒洛三角块29上表面和变距万向节30下端连接，变距万向节30上端和方孔驱动装置25的输出转轴连接，此部分为现有技术，在本发明中就不做详细说明。

如图4所示，打圆孔机构6包括圆孔驱动装置26、圆孔钻头35，圆孔驱动装置26的结构和方孔驱动装置25相同，圆孔驱动装置26上连接有第二加强筋22，第二加强筋22一端和圆孔驱动装置26连接，第二加强筋22另一端和第一连接杆34一端连接，第一连接杆34另一端和第一轴承33连接，第一轴承33内穿插有第一连接轴32，第一连接轴32下端和圆孔钻头35连接，第一连接轴32的上端和圆孔驱动装置26输出轴连接，通过第一轴承和第二加强筋的配合保证在打圆孔的时候圆孔钻头不会“打飘”，从而保证打孔的精准度高。

如图5所示，本发明的第一支撑板10位两半式结构，原因是方便安装第一滑块9，使第一滑块9能够快速安装在第一滑槽23中，两半式结构的两端均设置有连接耳36，连接耳36上设置有螺孔37，通过旋入螺孔37中的螺栓38实现两两半式结构组合成一个完整圆形的第一支撑板10，为了防止螺栓38从螺孔37中滑落，本发明还在螺栓38的一端设置有螺母39，第一支撑板10左右两侧通过第三支撑杆11和第一支撑柱3连接，第一支撑柱3的下端和第一底座16连接，为了能够让方孔钻头31和圆孔钻头35给待加工齿轮打孔，第一支撑板10上设置有第一通孔24。

如图6所示，齿轮定位机构15包括第二支撑板40，第二支撑板40的下表面连接有支撑座49，支撑座49的外壁设置有两个第二轴承52，第二轴承52和第四连接杆53一端连接，第四连接杆53另一端和第二支撑柱54上端连接，第二支撑柱54的下端和第二底座58连接，通过两个第二轴承52能够让支撑座49进行转动，也就是可以让第二支撑板40进行转动，为了让转动更方便，本发明的支撑座49的外壁上还设置有第一齿轮55，第一齿轮55设置在两个第二轴承52之间，第一齿轮55上设置有与第一齿轮55齿合的第二齿轮56，第二齿轮56通过第二驱动电机57驱动旋转，为了让第二驱动电机57固定稳定，第二驱动电机57和第二底座58连接；本发明的第二支撑板40上设置有至少两个第二滑槽44，两个第二滑槽44对称设置，为了能够更紧固的将待加工齿轮60定位住，本发明设置四个第二滑槽44且围绕第二支撑板40中心设置为对称的结构，第二滑槽44中设置有吻合的第二滑块45，第二滑块45的前端设置有棕毛刷46，第二滑块45的上端连接有齿轮定位支撑块43，齿轮定位支撑块43里面一侧设置有与待加工齿轮60齿合的轮齿59，齿轮定位支撑块43外面一侧和第二油缸42一端连接，第二油缸42另一端和支撑环41连接，支撑环41和第二支撑板40固定连接，从而可以让第二油缸42配合第二滑块45的作用使驱动齿轮定位支撑块43在第二支撑板40上进行直线滑动，为了便于清理打孔留下的金属屑，本发明的第二支撑板40中心位置设置有第二通孔47，支撑座49上设置有第三通孔50，第二通孔47、第三通孔50同轴设计，在支撑座49的下方设置收纳盒51，便于收集金属屑。

如图7所示，本发明的第二支撑板40上设置的第二滑槽44位凸字形，第二滑块45的形状和第二滑槽44相同且相互吻合，在第二滑块45靠近第二通孔47的一侧设置有棕毛刷46，从而方便清理落到第二滑槽44内的金属屑，第二滑块45上端和齿轮定位支撑块43连接，齿轮定位支撑块43上设置有与待加工齿轮60齿合的轮齿59。

如图8所示，本发明的第二支撑板40俯视图，第二支撑板40外边缘设置有支撑环41，支撑环41内设置有四根相同规格的第二油缸42，第二油缸42还与齿轮定位支撑块43外侧连接，齿轮定位支撑块43内侧设置有轮齿59，第二支撑板40中心设置有同轴设计的第二通孔47，为了查看待加工齿轮60是否定位在第二支撑板40的中心位置，本发明的第二支撑板40上设置有刻度线48，刻度线48位四条分别位于第二油缸一侧。

如图9所示，将待加工齿轮60放在第二支撑板40中心位置，然后开启第二油缸42使齿轮定位支撑块43内侧的轮齿59将待加工齿轮60压紧，旋转第二支撑板40比较刻度线48，看看待加工齿轮60是否在中心位置，在中心位置即可进行打孔操作。

如图10所示，待加工齿轮60完成打孔后中心会有方孔61，本发明打的方孔61的位置在待加工齿轮60中心位置误差在4-8丝，精度高，远远满足客户的要求。

一种齿轮打孔方法，包括如下步骤：

1）将待加工齿轮放置在第二支撑板第二通孔上面；

2）通过控制第二油缸，使待加工齿轮被夹持在齿轮定位支撑块中心；

3）开启圆孔驱动装置，同时控制第一油缸将打圆孔机构向下压，对待加工齿轮进行打圆孔操作；

4）控制第一驱动电机，使打圆孔机构旋转180度，让打方孔机构旋转到待加工齿轮的正上方，即可进行打方孔操作；

5）松开第二油缸，取下加工完成的齿轮，然后控制第二油缸将钻孔打出的金属屑推进第二通孔内，顺着第二通孔流向收纳盒中，然后进行下一个待加工齿轮打孔。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。