齿轮加工装置的制作方法

本发明涉及齿轮的制造技术领域，具体为齿轮加工装置。

背景技术：

齿轮是机械装置中的重要传动部件，其广泛应用于各种机械传动机构中。目前对于齿轮的铣削加工中，先通过粗车、精车、镗孔等工序将工件加工成中间带孔的圆柱体，再通过工件的端面和内孔对工件进行定位。最后通过一把铣刀依次对齿轮的多个齿进行铣削。目前对齿轮的加工中，往往需要对同一个工件组合加工出直齿、斜齿混合的混合齿。

现有的齿轮加工装置，由于铣刀固定，只能加工单一的直齿或者单一的斜齿，要想加工出混合齿，需要多次拆装、多次调整，难度大；尤其加工斜齿时，受到的加工力倾斜会沿齿轮切线方向存在分力，该分力使得待加工齿轮易沿切线方向移动，难以保证斜齿轮的分度圆与内孔的同轴度,严重影响齿轮加工质量。

技术实现要素：

本发明意在提供齿轮加工装置，以解决加工斜齿时，齿轮的分度圆与内孔不同轴的问题。

本方案中的齿轮加工装置，包括工作台，工作台上滑动连接调整台、第一支架和第二支架，第一支架和第二支架关于工作台中心轴对称，调整台上同轴固定连接中空的定位盘，定位盘包括同轴转动连接在定位盘内的支撑盘和旋转盘，旋转盘半径小于支撑盘的半径，支撑盘沿径向方向上设有通孔，通孔内滑动连接顶杆，旋转盘外周上与支撑盘上通孔对应设有凸块，顶杆抵靠在凸块上，所述凸块为中间凹陷两侧凸起的轴对称形状；所述第一支架和第二支架顶部之间固定连接输出轴向下的气缸，气缸下方设有水平的支撑管，支撑管滑动连接在第一支架和第二支架上；支撑管一端内壁上转动连接横向的第一轴，第一轴上设有第一锥齿轮；支撑管另一端内壁上转动连接横向的第二轴，第二轴上设有第三锥齿轮；第一锥齿轮和第三锥齿轮同时啮合第二锥齿轮，第二锥齿轮中心固定连接套筒，套筒内滑动连接伸缩柱，伸缩柱顶部与套筒顶部弹性连接；伸缩柱底部上设有沿圆周封闭成环的不规则的凹槽，所述旋转盘中心开有与伸缩柱匹配的旋转孔，旋转孔壁沿径向方向设有和凹槽匹配的凹槽柱；所述第一轴上转动连接可调角度的第一铣刀，第二轴上转动连接可调角度的第二铣刀。

本方案的技术原理是：

调节调整台，使得调整台中心线与第一支架和第二支架的对称中心重合，将待加工齿轮套在支撑盘的外圆周上。开启气缸，气缸推动支撑管整体下移长，伸缩柱下移伸进定盘内孔内，凹槽柱卡进凹槽底部，由于伸缩柱和套筒之间弹性连接具有缓冲作用，伸缩柱不会将调整台面撞坏。

然后根据斜齿轮所需加工螺旋角的度数，例如斜齿从左向右倾斜20°；开启两电机，两电机将第一轴和第二轴顺时针转动20°后关闭电机，第一铣刀和第一锥齿轮随着第一轴顺时针转动20°，第二铣刀和第三锥齿轮随着第二轴顺时针转动20°。第一锥齿轮和第三锥齿轮带动第二锥齿轮逆时针转动，第二锥齿轮带动套筒逆时针转动，套筒带动伸缩柱逆时针转动，伸缩柱上的凹槽柱沿着凹槽的轮廓逆时针向上滑动，构成圆柱凸轮机构。凹槽柱逆时针向上滑动带动旋转盘逆时针转动。旋转盘逆时针转动，凸块逆时针转动，顶杆和凸块构成凸轮顶杆机构，顶杆从凸块中间向凸轮右侧滑动，顶杆在径向方向上向外移动将定位盘与待加工斜齿夹紧。

第一铣刀工作时，第一铣刀沿斜齿的螺旋角方向倾斜20°,对待加工斜齿进行加工，加工时，待加工斜齿受到的加工力倾斜20°，该倾斜力沿待加工斜齿切线方向向右的分力使待加工斜齿顺时针转动，从而使得支撑盘顺时针转动。支撑盘顺时针转动，抵消旋转盘逆时针转动，使得在加工斜齿轮时，应力抵消，有利于减小待加工斜齿和加工装置间的位移，提高齿轮加工精度。支撑盘顺时针转动，顶杆和凸块仍构成凸轮顶杆机构，顶杆最终仍在径向方向上向外移动将定位盘与待加工斜齿夹紧。

本方案的有益效果是：

定位盘上的旋转盘旋转，待加工齿轮套在支撑盘外,待加工齿轮受到加工斜齿时的分力使得支撑盘与旋转盘反向转动，正反转动相互抵消，即使加工斜齿也不会使待加工齿轮和加工装置间产生位移，避免造成分度圆和内孔不同轴。现有技术中，加工斜齿时，待加工齿轮和加工装置间产生位移，使得分度圆和内孔不同轴，严重影响齿轮加工质量。与现有技术相比，本技术方案加工斜齿时，系统内部相互抵消掉产生位移的力，使得分度圆和内孔同轴，结构简单，方便适用；且本技术方案也能加工直齿，保持铣刀垂直，调节调整台，使待加工斜齿的内孔轴线与垂直于工作台的工作面且过圆形滑轨的中轴线重合，从而提高待成品齿轮的内孔与其分度圆的同轴度。

进一步，所述支撑盘侧壁上沿支撑盘径向方向的通孔数量为六个，凸块数量为六个，且通孔均为台阶孔，通孔直径较大的一端靠近定位盘的中心线，各通孔内均滑动安装有顶杆。可保证顶杆在沿支撑盘的径向方向可伸缩滑动，便于工件的安装和拆卸，通过转动定位盘可将顶杆顶出，从而对工件进行定位。

进一步，所述所有凸块的形状相同。保证当旋转盘转动时，所有顶杆的伸出距离相等，能够保证工件的内孔的轴线与旋转盘的中心线重合，提高所生产的齿轮的内孔与齿轮分度圆的同轴度。

进一步，所述顶杆与支撑盘间连接弹性元件。当需要对工件进行定位或者将工件从定位盘上拆卸下来时，转动旋转盘后，顶杆可缩回到支撑盘内，有利于将工件装到定位盘上或从定位盘上取下。

进一步，所述凹槽横截面形状呈近似的v型。有利于凹槽和凹槽柱形成圆柱凸轮机构，有利于凹槽柱带动旋转盘的旋转。

附图说明

图1为本发明齿轮加工装置实施例的结构示意图；

图2为本发明齿轮加工装置实施例中定位盘的结构示意图；

图3为本发明齿轮加工装置实施例中待加工斜齿的结构示意图。

具体实施方式

说明书附图中的附图标记包括：工作台1、第一支架2、第二支架3、调整台4、定位盘5、气缸6、支撑管7、第一轴8、第一锥齿轮9、第二锥齿轮10、第二轴11、第三锥齿轮12、套筒13、伸缩柱14、凹槽15、凹槽柱16、第一铣刀17、第二铣刀18、旋转盘19、支撑盘20、顶杆21、凸块22、待加工斜齿23、斜齿24。

实施例基本如附图1所示，齿轮加工装置，包括水平布置的工作台1，工作台1上安装圆形滑轨，圆形滑轨上右侧滑动安装第一支架2，圆形滑轨上左侧滑动安装第二支架3，第一支架2和第二支架3垂直于工作台1且以圆形滑轨的中轴线成轴对称。圆形滑轨上滑动安装调整台4。调整台4上焊接定位盘5，定位盘5与调整台4同轴安装。第一支架2和第二支架3顶部通过横杆螺纹连接气缸6，气缸6输出轴向下，气缸6下方安装水平的支撑管7，支撑管7滑动安装在第一支架2和第二支架3上。

支撑管7右侧内壁上转动安装横向的第一轴8，第一轴8上安装竖向的第一锥齿轮9；支撑管7左侧内壁上转动安装横向的第二轴11，第二轴11上安装竖向的第三锥齿轮12；第一锥齿轮9和第三锥齿轮12底部同时啮合第二锥齿轮10，第二锥齿轮10中心焊接套筒13，套筒13内滑动安装伸缩柱14，伸缩柱14顶部通过弹簧连接在套筒13顶部。伸缩柱14底部上开有沿圆周封闭成环的凹槽15，凹槽15横截面形状呈近似的v型。

第一轴8上转动安装第一铣刀17，第二轴11上转动安装第二铣刀18，第一铣刀17和第二铣刀18沿过圆形滑轨的中轴线对称，第一铣刀17和第二铣刀18由两不同的电机(图中未画出)驱动。支撑管7底部开有两个通槽，两个通槽以圆形滑轨的中轴线成轴对称，第一铣刀17和第二铣刀18均向下伸出通槽。

如附图2所示，定位盘5包括旋转盘19、弹性元件、支撑盘20和顶杆21；定位盘5为圆柱形腔体，该腔体的中心线与定位盘5的中心线重合，旋转盘19转动安装在该腔体内，且旋转盘19与支撑盘20同轴安装，旋转盘19半径小于支撑盘20的半径。旋转盘19中心开有与伸缩柱14大小匹配的旋转孔，旋转孔壁上沿径向方向焊接有凹槽柱16。支撑盘20的侧壁上沿支撑盘20的径向方向开有六个通孔，该通孔均为台阶孔，直径较大的一端靠近定位盘5的中心线，各通孔内均滑动安装有顶杆21。顶杆21与支撑盘20间连接弹性元件。旋转盘19外周上与支撑盘20上六个通孔对应设有六个凸块22，所有凸块22的形状相同，所有凸块22为中间凹陷两侧凸起的轴对称形状。顶杆21抵靠在凸块22上。

具体实施时，调节调整台4，使得调整台4中心线与第一支架2和第二支架3的对称中心重合，将待加工齿轮套在支撑盘20的外圆周上。开启气缸6，气缸6推动支撑管7整体下移长，伸缩柱14下移伸进定盘内孔内，由于弹簧的弹性缓冲作用，伸缩柱14不会将调整台4上表面撞坏，凹槽柱16卡进凹槽15底部。然后根据斜齿24轮所需加工螺旋角的度数，如附图3所示，例如斜齿24从左向右倾斜20°；开启两电机，如附图1所示，两电机将第一轴8和第二轴11顺时针转动20°后关闭电机，第一铣刀17和第一锥齿轮9随着第一轴8顺时针转动20°，第二铣刀18和第三锥齿轮12随着第二轴11顺时针转动20°。第一锥齿轮9和第三锥齿轮12带动第二锥齿轮10逆时针转动，第二锥齿轮10带动套筒13逆时针转动，套筒13带动伸缩柱14逆时针转动，伸缩柱14上的凹槽柱16沿着凹槽15的轮廓逆时针向上滑动，构成圆柱凸轮机构。凹槽柱16逆时针向上滑动带动旋转盘19逆时针转动。旋转盘19逆时针转动，凸块22逆时针转动，顶杆21和凸块22构成凸轮顶杆21机构，顶杆21从凸块22中间向凸轮右侧滑动，顶杆21在径向方向上向外移动将定位盘5与待加工斜齿23夹紧。

如附图3所示，第一铣刀17工作时，第一铣刀17向右倾斜20°，对待加工斜齿23进行加工，加工时，待加工斜齿23受到的加工力倾斜20°，该倾斜力沿向右的分力使待加工斜齿23向右，从而使得支撑盘20向右，从附图2上看，支撑盘20顺时针转动。支撑盘20顺时针转动，抵消旋转盘19逆时针转动，使得在加工斜齿轮时，应力抵消，有利于减小待加工斜齿23和加工装置间的位移，提高齿轮加工精度。

支撑盘20顺时针转动，顶杆21和凸块22机构仍构成凸轮顶杆21机构，顶杆21从凸块22右侧向凸轮左侧滑动，顶杆21最终仍在径向方向上向外移动将定位盘5与待加工斜齿23夹紧。