一种汽车差速器用半轴齿轮的切削加工机床及加工工艺的制作方法

本发明涉及汽车零部件加工技术领域，具体涉及一种汽车差速器用半轴齿轮的切削加工工艺及机床。

背景技术：

在对汽车差速器用半轴齿轮进行生产时，传统的加工工艺是：步骤一，半轴齿轮工件靠齿模定位，尾座顶尖顶住工件端面，对工件的齿背进行车削；步骤二，半轴齿轮工件靠齿模定位，先车削工件外圆，然后再钻孔、镗孔；步骤三，半轴齿轮工件调头，中空三爪液压卡盘夹持工件外圆，镗齿面一端的内孔。传统工艺中在对工件车削时，需要先车削外圆后才能镗齿面一端的内孔，工时增加，工效低。鉴于以上缺陷，实有必要设计一种汽车差速器用半轴齿轮的切削加工工艺及机床。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决传统加工工艺效率低而设计的一种高效切削加工工艺和装置，相比传统工艺节约了30％的时间。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种汽车差速器用半轴齿轮的切削加工机床，包括工装本体、主轴箱和半轴齿轮工件，所述工装本体前端固定设有齿模，便于对半轴齿轮工件端头进行固定，所述齿模四周环绕设有夹紧机构，所述夹紧机构通过驱动机构将半轴齿轮工件在齿模前端实现夹紧固定，所述工装本体通过转接法兰与主轴箱转动连接，所述齿模前端设有车刀，所述车刀通过第一x轴伺服模组和z轴伺服模组分别做前后、上下位移运动，通过控制器的控制，实现对半轴齿轮工件的精准车削，所述齿模正前方设有扭力尾座，所述扭力尾座朝齿模的端头设有钻头，所述钻头通过第二x轴伺服模组带动扭力尾座做前后位移运动，实现对半轴齿轮工件的镗孔，所述车刀和钻头对半轴齿轮工件车削外圆同时进行钻孔、镗孔，提高加工时的工效，缩短工时。

传统对工件的夹持选用三爪液压卡盘，但是对工件的夹持不稳定，优选的，所述夹紧机构包括滑芯，所述工装本体内部设有圆柱形腔，所述滑芯活动安装在圆柱形腔内部，所述滑芯四周转动安装有多组呈环形等距分布的夹爪机构，所述驱动机构包括回转油缸，所述回转油缸输出端设有拉管，所述拉管与滑芯转动连接，所述回转油缸通过拉管带动滑芯在工装本体圆柱形腔做前后位移运动，所述滑芯前后位移带动夹爪机构对齿模上的半轴齿轮工件夹持固定。

优选的，所述夹爪机构设有三组，形成三角稳定结构，所述工装本体前端四周开设有供夹爪机构活动的活动槽，且不会影响到夹爪机构的活动，所述夹爪机构包括压臂和压爪，所述压臂和压爪固定连接，所述压臂背离压爪的一端通过转轴与滑芯转动连接，所述压臂中部与工装本体前端活动连接，所述滑芯前后移动时通过压臂带动压爪将半轴齿轮工件夹紧。

优选的，所述压臂中部开设有驱动孔，所述驱动孔呈椭圆形，所述工装本体前端设有的活动槽端头固定设有限位轴，所述限位轴插接在驱动孔内，滑芯活动时不会导致限位轴对压臂造成阻碍。

优选的，所述压爪通过螺栓固定在压臂端头，所述压爪背离压臂的端头设有与半轴齿轮工件相适配的卡齿，实现对半轴齿轮工件的卡接。

为了保证夹紧机构的稳定，优选的，所述压爪与压臂的连接端设有卡接凸起，所述压臂端头设有与卡接凸起相适配的卡槽，所述螺栓贯穿卡接凸起和卡槽，将压臂和压爪固定连接。

优选的，所述车刀尾端通过刀盘与第一x轴伺服模组和z轴伺服模组相连接，能够使车刀实现上下和前后的位移。

一种汽车差速器用半轴齿轮的切削加工工艺，包括以下步骤：

步骤一，半轴齿轮工件靠齿模定位，尾座顶尖顶住工件端面，对工件的齿背进行车削；

步骤二，半轴齿轮工件靠齿模定位，压爪压住齿背外圆，车削外圆同时进行钻孔、镗孔，两个加工步骤同时加工，极大提高了工作效率；

步骤三，半轴齿轮工件调头，中空三爪液压卡盘夹持工件外圆，镗齿面一端的内孔。

与现有技术相比，本发明一种汽车差速器用半轴齿轮的切削加工工艺及机床，具有以下优点：

1、对半轴齿轮车削外圆的同时进行镗孔，新工艺提高了传统工艺的效率，提高了产能；

2、针对该工艺设计的机床能够对半轴齿轮同时实现车削外圆和镗孔，提高了生产效率，同时，该设备结构紧凑，所占空间位置较小，便于装卸工件。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中夹紧机构的结构示意图；

图3为本发明中压爪和压臂相连接的结构示意图。

附图中：

1、回转油缸；2、主轴箱；3、拉管；4、转接法兰；5、工装本体；51、限位轴；6、滑芯；61、转轴；7、压臂；71、驱动孔；8、压爪；9、齿模；10、半轴齿轮工件；11、车刀；12、刀盘；13、钻头；14、扭力尾座。

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。

请参阅图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种汽车差速器用半轴齿轮的切削加工机床，包括工装本体5、主轴箱2和半轴齿轮工件10，半轴齿轮工件10用于汽车差速器上，工装本体5前端固定设有齿模9，用于对半轴齿轮工件10的端头的卡接定位，工装本体5通过转接法兰4与主轴箱2转动连接，工装本体5与主轴箱2内部的主轴相连接，实现工装本体5的转动，且带动齿模9转动。

齿模9四周环绕设有夹紧机构，夹紧机构通过驱动机构将半轴齿轮工件10在齿模9前端实现夹紧固定，夹紧机构配合齿模9对半轴齿轮工件10进行定位固定，为了保证夹紧可靠，夹紧机构采用杠杆原理，夹紧机构包括滑芯6，工装本体5内部设有圆柱形腔，与滑芯6相适配，滑芯6活动安装在圆柱形腔内部，且工装本体5内部的圆柱型腔内径与滑芯6直径相同，且工装本体5内壁附着润滑油，保证滑芯6活动的稳定，滑芯6四周转动安装有多组夹爪机构，例如滑芯6四周等距分布有三组呈环形的夹爪机构。

工装本体5前端四周开设有供夹爪机构活动的活动槽，夹爪机构包括压臂7和压爪8，压臂7和压爪8固定连接，压爪8通过螺栓固定在压臂7端头，压爪8背离压臂7的端头设有与半轴齿轮工件10相适配的卡齿，压爪8与压臂7的连接端设有卡接凸起，压臂7端头设有与卡接凸起相适配的卡槽，螺栓贯穿卡接凸起和卡槽，将压臂7和压爪8固定连接，压臂7插接在工装本体5前端的活动槽内，压臂7背离压爪8的一端通过转轴61与滑芯6转动连接，且转动连接在滑芯6的边缘，压臂7中部与工装本体5前端活动连接，压臂7中部开设有驱动孔71，驱动孔71呈椭圆形，工装本体5前端设有的活动槽端头固定设有限位轴51，限位轴51的直径与驱动孔71的最小内径相等，使得限位轴51能在驱动孔71内进行稳定滑动，限位轴51插接在驱动孔71内，滑芯6前后移动时通过压臂7带动压爪8将半轴齿轮工件10夹紧。

驱动机构包括回转油缸1，回转油缸1与液压站连接，液压站对其提供动力，回转油缸1输出端设有拉管3，拉管3与滑芯6转动连接，且滑芯6不会从拉管3端头脱落，通过轴承连接，回转油缸1通过拉管3带动滑芯6在工装本体5圆柱形腔做前后位移运动，滑芯6前后位移带动夹爪机构对齿模9上的半轴齿轮工件10夹持固定，拉管3置于主轴箱2内部。

齿模9前端设有车刀11，车刀11通过第一x轴伺服模组和z轴伺服模组分别做前后、上下位移运动，车刀11尾端通过刀盘12与第一x轴伺服模组和z轴伺服模组相连接，伺服模组为对车刀的驱动件，该驱动件运动伺服模组只是一种实施例，齿模9正前方设有扭力尾座14，扭力尾座14朝齿模9的端头设有钻头13，钻头13固定在扭力尾座14端头，钻头13通过第二x轴伺服模组带动扭力尾座14做前后位移运动，该伺服模组与扭力尾座14相连接，带动扭力尾座14的驱动件，车刀11和钻头13对半轴齿轮工件10车削外圆同时进行钻孔、镗孔，同时工作提高了对半轴齿轮工件10的加工效率。

本发明提供一种技术方案：一种汽车差速器用半轴齿轮的切削加工工艺，包括以下步骤：

步骤一，半轴齿轮工件靠齿模定位，尾座顶尖顶住工件端面，对工件的齿背进行车削；

步骤二，半轴齿轮工件靠齿模定位，压爪压住齿背外圆，车削外圆同时进行钻孔、镗孔；

步骤三，半轴齿轮工件调头，中空三爪液压卡盘夹持工件外圆，镗齿面一端的内孔。

其中，用于加工半轴齿轮工件的车床配置有刀库和扭力尾座，机床的床身是斜轨形式的，刀盘可沿x向、z向进给移动，即上下和朝半轴齿轮工件，扭力尾座可沿x向进给移动。

在车削半轴齿轮工件外圆的同时扭力尾座进给钻孔，这样相比传统工艺节省了钻孔的时间。

传统工艺在车削半轴齿轮工件的加工时间是80秒，本发明工艺的加工时间是55秒，采用新工艺的效率较传统工艺提高30％，产能较原来提高1.45倍。

下面将详细阐本发明中汽车差速器用半轴齿轮的切削加工机床的具体工作原理：

在加工时，夹紧机构处于松脱状态，将半轴齿轮工件10端头置于齿模9上，通过液压站控制回转油缸1对拉管3拉动，带动滑芯6朝回转油缸1方向位移，带动压臂7朝回转油缸1方向位移，限位轴51置于驱动孔71朝半轴齿轮工件10的一端，利用杠杆原理，三组压爪8收紧，对半轴齿轮工件10实现夹紧固定，通过驱动件带动刀盘12和车刀11下移，且向半轴齿轮工件10方向做水平位移，同时，第二x轴伺服模组带动扭力尾座14和钻头13朝半轴齿轮工件10方向位移，主轴箱2通过主轴带动工装本体5转动，从而带动齿模9和半轴齿轮工件10转动，车刀11和钻头13对半轴齿轮工件10同时进行外圆的切削和镗孔。

该端切削和镗孔完成后，需要对半轴齿轮工件10进行掉头，镗另一端的内孔，主轴箱2的主轴停止工作，回转油缸1控制滑芯6朝半轴齿轮工件10方向位移，带动夹爪机构松开半轴齿轮工件10，将半轴齿轮工件10掉头，且控制回转油缸1对半轴齿轮工件10再次夹紧，通过钻头13朝半轴齿轮工件10位移，对半轴齿轮工件10进行镗孔，完成加工。

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。