專利名稱：內(nèi)齒輪加工方法及專用插齒夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機械制造工藝及裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種內(nèi)齒輪加工方法及專用插齒夾具。
背景技術(shù)：
機械制造中內(nèi)齒輪的加工普遍采用插齒工藝，插齒刀具有與內(nèi)齒輪齒廓共軛的刀刃輪廓，采用展成的原理加工。由于工件的二次裝夾會帶來工件找正困難，現(xiàn)有技術(shù)中內(nèi)齒輪的插齒一般不分粗精加工工序，工件一次裝夾完成全部齒廓的加工，這種加工方法的缺點是加工余量大，加工效率低，刀具磨損快，由于插齒刀的刀刃一般為空間曲線，不容易修磨，從而影響內(nèi)齒輪的加工精度。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有內(nèi)齒輪加工技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種能減少插齒加工加工余量，提高插齒加工效率、減小插齒刀磨損、有效保證加工精度的內(nèi)齒輪加工方法，以及該加工方法專用的插齒夾具。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案如下首先在車床和磨床上完成內(nèi)齒輪內(nèi)外圓和上下端面的粗、精加工，然后把輪齒部分的加工分為粗加工和精加工兩道工序進行，首先在普通插床上進行輪齒的粗加工，采用分度機構(gòu)和具有梯形切削刃的插刀逐個加工齒槽，得到梯形的中間齒廓，該齒廓在形狀上很接近內(nèi)齒輪最終齒廓，并保留少量的精加工余量；接著在插齒機上進行輪齒的精加工，在本發(fā)明提出的專用插齒夾具上找正內(nèi)齒輪的周向位置并夾緊，采用具有共軛齒廓的插齒刀完成輪齒精加工，得到最終的內(nèi)齒輪零件。本發(fā)明技術(shù)方案的特點是將內(nèi)齒輪加工分為兩道工序，粗加工采用插床成形法加工，刀具和設(shè)備的成本都很低，精度要求不高，可以采用較大的進給量和切削速度；然后在插齒機上利用展成法進行齒廓的精加工，相應的加工余量很小，因此可以有效提高插齒的效率，減少插齒刀的磨損，提高輪齒加工精度。本發(fā)明同時提供了實現(xiàn)上述內(nèi)齒輪加工方法的專用插齒夾具，包括底座、壓板、調(diào)節(jié)螺釘、螺桿、壓緊螺母、鋼球、保持架、滑塊、滑塊螺栓、滑塊螺母、定位桿、定位銷。夾具的底座固定在插齒機上，底座上帶有一個沉孔，放入環(huán)形保持架，保持架上開有若干徑向孔， 孔內(nèi)放入與孔徑大小相同的鋼球，保持架的厚度小于鋼球直徑。插齒加工時，將內(nèi)齒輪放入底座沉孔中，由于底座沉孔的直徑等于內(nèi)齒輪的外圓直徑加上兩倍的鋼球直徑，使內(nèi)齒輪的外圓正好與鋼球接觸，可以保證內(nèi)齒輪軸線的位置精度，而鋼球可以在底座和工件之間滾動，使內(nèi)齒輪周向轉(zhuǎn)動靈活，便于利用插齒夾具上的定位裝置找正內(nèi)齒輪與插齒刀之間的相對位置。本發(fā)明提出的內(nèi)齒輪加工方法中，內(nèi)齒輪的粗加工在普通插床上借助分度機構(gòu)完成，粗加工形成的齒廓為梯形，并在兩邊齒側(cè)預留一定的精加工余量。內(nèi)齒輪的精加工在插齒機上進行，由于要在插齒機上重新裝夾，為了保證插齒加工過程中兩邊齒側(cè)加工余量均勻，必須找正內(nèi)齒輪與插齒刀的相對位置。為此目的，本發(fā)明提出的專用插齒夾具的底座上平面有一圓弧形槽，槽的中心與底座沉孔軸線重合，滑塊可以在槽中滑動定位，并通過滑塊兩側(cè)的滑塊螺栓和滑塊螺母在底座上固定；滑塊中部開有一個沿底座沉孔直徑方向的槽， 定位桿可以在槽內(nèi)移動，定位桿頭部裝有定位銷，定位銷的軸線與底座沉孔軸線平行。內(nèi)齒輪在插齒機上安裝時，先松開滑塊螺母，將定位桿向插齒刀方向推動，同時移動滑塊使定位銷的外圓同時接觸插齒刀的一個齒的兩側(cè)面，擰緊滑塊螺母，固定滑塊位置。然后，將內(nèi)齒輪放入夾具內(nèi)，將定位桿向方向輪齒拉動，同時轉(zhuǎn)動內(nèi)齒輪使定位銷的外圓同時接觸內(nèi)齒輪的一個齒的兩側(cè)面，如此完成內(nèi)齒輪的周向定位，然后利用壓板和壓緊螺母將內(nèi)齒輪夾緊，就可以開始插齒加工。壓板后側(cè)的調(diào)節(jié)螺釘，主要用于調(diào)節(jié)壓板工作位置，適應不同內(nèi)齒輪厚度要求。另外，保持架上的孔不完全鉆通，內(nèi)側(cè)孔底有一小錐形臺階，鋼球放入后，在孔的外側(cè)沖鉚，使孔口產(chǎn)生塑性變形，孔徑縮小，以防止鋼球在工作過程中脫落。本發(fā)明所述的內(nèi)齒輪加工方法及專用插齒夾具，不但可用于漸開線、擺線、圓弧等齒形的內(nèi)齒輪加工，也可用于內(nèi)花鍵的加工。


下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。附圖1是本發(fā)明提出的內(nèi)齒輪加工方法工藝過程示意圖。附圖2是本發(fā)明實施例專用插齒夾具的裝配結(jié)構(gòu)圖。附圖3是該實施例專用插齒夾具剖面圖和鋼球孔位置局部放大圖。圖中零件1-底座，2-壓板，3-保持架，4-滑塊，5-定位桿，6_定位銷，7_調(diào)節(jié)螺釘，8-壓緊螺母，9-螺桿，10-鋼球，11-滑塊螺母，12-滑塊螺栓。
具體實施例方式圖1以漸開線內(nèi)齒輪為例，說明本發(fā)明提出內(nèi)齒輪加工方法的工藝過程，圖中細線齒廓為粗加工工序中，在普通插床上采用梯形輪廓刀具和分度機構(gòu)，用成型法加工形成的中間齒廓；粗線為精加工工序中，在插齒機上采用插齒刀，用展成法加工形成的最終齒廓，兩個齒廓之間的部分為預留的精加工余量。本發(fā)明提出的內(nèi)齒輪加工專用插齒夾具的結(jié)構(gòu)和工作原理可以通過圖2和圖3說明，底座1安裝在插齒機上，底座上帶有一個沉孔，其中放入環(huán)形保持架3，保持架上開有若干徑向孔，孔內(nèi)放入與孔徑大小相同的鋼球10，底座沉孔的直徑等于內(nèi)齒輪的外圓直徑加上兩倍的鋼球直徑，同時保持架的厚度小于鋼球直徑。內(nèi)齒輪放入后，其外圓與正好與鋼球接觸，保證工件中心與沉孔的中心重合。由于鋼球可以在底座和內(nèi)齒輪之間滾動，鋼球在工件和底座之間起到滾動軸承的作用，使內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動靈活，便于找正內(nèi)齒輪與插齒刀的相對位置。圖3中局部放大圖表示了鋼球和孔的結(jié)構(gòu)，為了防止工作過程中鋼球從小孔內(nèi)脫落，保持架上的孔不完全鉆通，內(nèi)側(cè)孔底有一小錐形臺階，鋼球放入后，在孔的外側(cè)進行沖鉚，使孔口產(chǎn)生少量塑性變形。
夾具底座上平面有一圓弧形槽，槽的中心與底座沉孔軸線重合，滑塊4可以在槽中滑動，滑塊中部開有一個沿底座沉孔直徑方向的槽，定位桿5在該槽內(nèi)移動，定位桿頭部裝有與底座沉孔軸線平行的定位銷6。在插齒機上安裝內(nèi)齒輪時，先松開滑塊螺母11，將定位桿向插齒刀方向推動，同時移動滑塊使定位銷的外圓同時接觸插齒刀的一個齒的兩側(cè)面，然后擰緊滑塊螺母以固定滑塊的位置，然后將內(nèi)齒輪放入夾具內(nèi)，將定位桿向其輪齒方向拉動，同時轉(zhuǎn)動內(nèi)齒輪使定位銷的外圓同時接觸內(nèi)齒輪的一個齒的兩側(cè)面，通過以上過程找正內(nèi)齒輪的位置后，擰緊螺桿9上的壓緊螺母8，利用壓板2將內(nèi)齒輪固定，取下定位桿，開始插齒加工。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)齒輪加工方法，其特征在于，該加工方法包括以下幾個步驟(1)在車床和磨床上完成內(nèi)齒輪內(nèi)外圓和上下端面的粗、精加工；(2)內(nèi)齒輪由外圓和底面定位夾持在普通插床上，采用一把具有梯形切削刃的插刀，從內(nèi)圓表面開始加工齒槽，到達粗加工工藝設(shè)定的齒槽深度后，利用分度機構(gòu)將內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動一定角度，加工另一個齒槽，直至所有輪齒加工完畢；(3)通過專用插齒夾具將內(nèi)齒輪安裝在插齒機上，找正內(nèi)齒輪的周向位置并夾緊，采用具有共軛齒廓的插齒刀，完成輪齒表面精加工。
2.一種如權(quán)利要求1所述內(nèi)齒輪加工方法中使用的專用插齒夾具，包括底座、壓板、調(diào)節(jié)螺釘、螺桿、壓緊螺母、鋼球、保持架、滑塊、滑塊螺栓、滑塊螺母、定位 桿、定位銷，其特征在于，底座上帶有一個沉孔，放入環(huán)形保持架，保持架上開有若干徑向孔，孔內(nèi)放入與孔徑大小相同的鋼球，保持架的厚度小于鋼球直徑，底座沉孔的直徑等于內(nèi)齒輪的外圓直徑加上兩倍的鋼球直徑。
3.—種如權(quán)利要求2所述的插齒夾具，其特征在于，保持架上的孔不完全鉆通，內(nèi)側(cè)孔底有一小錐形臺階，鋼球放入后，在孔的外側(cè)沖鉚，使孔口產(chǎn)生塑性變形。
4.如權(quán)利要求2所述的插齒夾具，其特征在于，底座的上平面有一圓弧形槽，槽的中心與底座沉孔軸線重合，滑塊可以在槽中滑動，并通過滑塊螺栓和滑塊螺母固定將其在底座上的某一位置，滑塊中部開有一個沿底座沉孔直徑方向的槽，定位桿可以在槽內(nèi)移動，定位桿頭部裝有定位銷，定位銷的軸線與底座沉孔軸線平行。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種內(nèi)齒輪加工方法及專用插齒夾具。所述的加工方法是首先在普通插床上進行輪齒的粗加工，采用分度機構(gòu)和具有梯形切削刃的插刀逐個加工齒槽，得到梯形的中間齒廓，該齒廓在形狀上很接近內(nèi)齒輪最終齒廓，并保留少量的精加工余量；接著在插齒機上采用具有共軛齒廓的插齒刀進行輪齒的精加工。所述專用插齒夾具包括底座、壓板、調(diào)節(jié)螺釘、螺桿、壓緊螺母、鋼球、保持架、滑塊、滑塊螺栓、滑塊螺母、定位桿、定位銷，其主要功能是快速找正內(nèi)齒輪與插齒刀的周向位置并夾緊工件。采用所述方法加工內(nèi)齒輪，可以有效提高插齒的效率，減少插齒刀的磨損，提高輪齒加工精度。
文檔編號B23F23/06GK102198583SQ20101013270
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者崔建昆, 張麗華, 王仲偉 申請人:上海航發(fā)機械有限公司