齿轮轴加工的夹具及其齿轮加工工艺

摘要

本发明公开了一种齿轮轴加工的夹具及其齿轮加工工艺，涉及齿轮加工技术领域，其技术方案要点是：夹具包括卡盘，所述卡盘上沿周向设有多个卡爪，所述卡爪沿卡盘的径向滑动设置于卡盘上，每个所述卡爪分别固定有夹座，所述夹座朝向卡盘中轴线的位置设有夹条，所述夹条的长度方向沿卡盘的轴向，所述夹条用于夹持于齿轮的齿槽处。本加工工艺通过夹条对齿轮进行夹持，夹条接触齿轮的位置位于齿轮的齿槽内，则夹座对齿轮轴的夹持十分稳固，即使加工剩余齿轮的受力较大，转轴、卡盘间也不会产生相对转动，使加工出的相邻齿轮的齿位置准确对应。

权利要求

1.一种齿轮轴加工的夹具，包括卡盘(1)，所述卡盘(1)上沿周向设有多个卡爪(11)，所述卡爪(11)沿卡盘(1)的径向滑动设置于卡盘(1)上，其特征是：每个所述卡爪(11)分别固定有夹座(2)，所述夹座(2)朝向卡盘(1)中轴线的位置设有夹条(21)，所述夹条(21)的长度方向沿卡盘(1)的轴向，所述夹条(21)用于夹持于齿轮(31)的齿槽处；

所述夹座(2)、卡爪(11)间通过铰接轴(20)建立转动连接，所述铰接轴(20)的轴向与卡盘(1)的轴向平行，所述夹座(2)上设有用于夹持转轴(3)的夹头(23)，所述夹座(2)固定有滑杆(24)，所述卡盘(1)端面设有供滑杆(24)滑动连接的滑槽(12)，所述滑杆(24)能在滑槽(12)内转动，沿所述卡盘(1)径向朝外的方向，所述滑槽(12)与卡爪(11)的间距渐扩；当所述夹座(2)相互靠近时，所述夹头(23)较夹条(21)离卡盘(1)中轴线更近；当所述夹座(2)相互远离时，所述夹座(2)通过转动使夹条(21)较夹头(23)离卡盘(1)中轴线更近；

所述滑槽(12)包括通过端部相接的内滑段(121)、外滑段(122)，所述内滑段(121)较外滑段(122)更靠近卡盘(1)中心；所述内滑段(121)为直段，所述内滑段(121)的长度方向与卡爪(11)的滑动方向平行，沿所述卡盘(1)径向朝外的方向，所述外滑段(122)与卡爪(11)的间距渐扩；当所述滑杆(24)位于内滑段(121)时，所述夹头(23)较夹条(21)离卡盘(1)中轴线更近，所述夹头(23)的夹持面正对卡盘(1)的中轴线。

2.根据权利要求1所述的齿轮轴加工的夹具，其特征是：所述夹座(2)朝向卡盘(1)中轴线的位置还设有夹持部(22)，所述夹持部(22)用于夹持转轴(3)外侧壁，所述夹持部(22)位于夹条(21)背离卡盘(1)的一侧；沿所述卡盘(1)径向朝内的方向，所述夹条(21)凸出于夹持部(22)。

3.根据权利要求1所述的齿轮轴加工的夹具，其特征是：所述夹头(23)的夹持面的中部下凹，所述夹头(23)的夹持面上设有防滑纹路。

4.根据权利要求1所述的齿轮轴加工的夹具，其特征是：所述夹头(23)的位置设置为：当所述滑杆(24)位于内滑段(121)时，所述铰接轴(20)、夹头(23)的连线穿过卡盘(1)的中轴线。

说明书

齿轮轴加工的夹具及其齿轮加工工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及齿轮加工技术领域，特别涉及齿轮轴加工的夹具及其齿轮加工工艺。

背景技术

[0002] 齿轮轴指具有齿轮的轴，多用于变速器、减速器等传动机构，现有齿轮与轴一体成型的产品，与轴、齿轮可分离的产品相比，一体成型的齿轮轴具有更高的结合强度。

[0003] 参照图1，为现有的一种齿轮轴的生产工艺，齿轮轴包括转轴3、同轴固定于转轴3上的多个轮坯32，轮坯32为圆柱形；加工时，先通过夹具夹持住转轴3，然后通过滚齿机或剃
齿机逐个加工轮坯32形成齿轮31，夹具为卡盘1，一般指三爪卡盘。

[0004] 上述中的现有技术方案存在以下缺陷：为保证产品的一致性，转轴3上的齿轮31需角度对应，其中一种方法是，沿转轴3的轴向所有齿轮31的一个齿必须对齐，这样才能生产
出完全相同的齿轮轴产品。但现有技术中对转轴3进行夹持的工艺，加工完第一个齿轮31
后，由于转轴3的外壁为圆柱形、加工齿轮31的受力较大，对后续齿轮31加工时转轴3可能与
夹具间产生相对转动，导致加工出的相邻齿轮31的齿位置不准确。

发明内容

[0005] 针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种齿轮轴加工的夹具，通过对齿轮进行夹持，转轴、卡盘间不会产生相对转动，使加工出的相邻齿轮的齿位置准确
对应。

[0006] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种齿轮轴加工的夹具，包括卡盘，所述卡盘上沿周向设有多个卡爪，所述卡爪沿卡盘的径向滑动设置于卡盘
上，每个所述卡爪分别固定有夹座，所述夹座朝向卡盘中轴线的位置设有夹条，所述夹条的
长度方向沿卡盘的轴向，所述夹条用于夹持于齿轮的齿槽处。

[0007] 通过上述技术方案，在齿轮轴上加工完一个齿轮后，卡盘能通过夹条对该齿轮进行夹持，夹持完成后，三个夹条沿齿轮周向将齿轮夹紧，齿轮的中心位于卡盘的中轴线上；
夹条不会损伤齿轮。由于卡盘通过夹条对齿轮进行夹持，夹条接触齿轮的位置位于齿轮的
齿槽内，则夹座对齿轮轴的夹持十分稳固，即使加工剩余齿轮的受力较大，转轴、卡盘间也
不会产生相对转动，使加工出的相邻齿轮的齿位置准确对应。

[0008] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述夹座朝向卡盘中轴线的位置还设有夹持部，所述夹持部用于夹持转轴外侧壁，所述夹持部位于夹条背离卡盘的一侧；沿所述
卡盘径向朝内的方向，所述夹条凸出于夹持部。

[0009] 通过上述技术方案，夹座的夹条用于夹持齿轮，夹座的夹持部用于夹持转轴，夹持部夹持转轴的稳固性比夹条强。人员通过选取夹座的位置对齿轮或转轴进行夹持；对转轴
进行夹持时，夹条能够避开转轴。

[0010] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述夹座、卡爪间通过铰接轴建立转动连接，所述铰接轴的轴向与卡盘的轴向平行，所述夹座上设有用于夹持转轴的夹头，所述
夹座固定有滑杆，所述卡盘端面设有供滑杆滑动连接的滑槽，所述滑杆能在滑槽内转动，沿
所述卡盘径向朝外的方向，所述滑槽与卡爪的间距渐扩；当所述夹座相互靠近时，所述夹头
较夹条离卡盘中轴线更近；当所述夹座相互远离时，所述夹座通过转动使夹条较夹头离卡
盘中轴线更近。

[0011] 通过上述技术方案，当卡爪移动带动夹座移动时，滑槽与滑杆的配合使夹座自适应转动，夹座的转动角度与卡爪的位置存在一一对应关系。当夹座相互靠近至一定位置时，
夹头较夹条离卡盘中轴线更近；当夹座相互远离至一定位置时，夹座通过转动至夹条较夹
头离卡盘中轴线更近的状态。

[0012] 当夹座通过夹头接触转轴时，夹条位于接触不到转轴的位置；当夹座通过夹条接触齿轮时，夹头位于接触不到齿轮的位置。员工在大量重复劳动中可能犯错，这样设置，能
防止人员因疏忽大意将夹头夹于齿轮上，防止齿轮被夹坏；能防止人员因疏忽大意将夹条
夹于转轴上，防止转轴、夹座间打滑。

[0013] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述滑槽包括通过端部相接的内滑段、外滑段，所述内滑段较外滑段更靠近卡盘中心；所述内滑段为直段，所述内滑段的长度
方向与卡爪的滑动方向平行，沿所述卡盘径向朝外的方向，所述外滑段与卡爪的间距渐扩；
当所述滑杆位于内滑段时，所述夹头较夹条离卡盘中轴线更近，所述夹头的夹持面正对卡
盘的中轴线。

[0014] 通过上述技术方案，当滑杆位于内滑段内时，当夹座继续向卡盘的中轴线方向移动时，由于内滑段的长度方向与卡爪的滑动方向平行，则夹座不会产生转动。夹持不同尺寸
的转轴时，夹头均能正对转轴的外壁，确保夹持的稳定性。

[0015] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述夹头的夹持面的中部下凹，所述夹头的夹持面上设有防滑纹路。

[0016] 通过上述技术方案，夹头的形状利于对圆柱形的转轴侧壁进行夹持，转轴被夹头夹紧时不易打滑。

[0017] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述夹头的位置设置为：当所述滑杆位于内滑段时，所述铰接轴、夹头的连线穿过卡盘的中轴线。

[0018] 通过上述技术方案，夹头夹持转轴受到的反力方向穿过铰接轴的中心，该反力不会驱使夹座产生转动，利于稳定夹持转轴。

[0019] 本发明的第二目的在于提供一种齿轮加工工艺，使加工出的相邻齿轮的齿位置准确对应。

[0020] 本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种齿轮加工工艺，使用了上述的齿轮轴加工的夹具，包括以下步骤：

[0021] 步骤S1：取齿轮轴原料，将转轴的一端顶于顶尖上，人员通过操作卡盘，使夹座或夹条夹于转轴另一端的外侧壁上；

[0022] 步骤S2：通过滚齿机或剃齿机加工出第一个齿轮；

[0023] 步骤S3：人员通过操作卡盘松开转轴，然后操作卡盘，使夹条夹于齿轮的齿槽内；

[0024] 步骤S4：通过滚齿机或剃齿机，在剩余轮坯上加工形成齿轮。

[0025] 通过上述技术方案，能完成齿轮轴上所有齿轮的加工，由于卡盘通过夹条对齿轮进行夹持，夹条接触齿轮的位置位于齿轮的齿槽内，则夹座对齿轮轴的夹持十分稳固，即使
加工剩余齿轮的受力较大，转轴、卡盘间也不会产生相对转动，使加工出的相邻齿轮的齿位
置准确对应。

[0026] 本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤S3时，夹条与齿轮齿槽接触的位置位于齿轮的节圆上。

[0027] 通过上述技术方案，夹条与齿轮齿槽接触的位置位于齿轮的节圆上时，夹条夹持齿轮较为稳固，齿轮也不易被夹坏。

[0028] 综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：

[0029] 1、通过设置夹条对齿轮进行夹持，转轴、卡盘间不会产生相对转动，使加工出的相邻齿轮的齿位置准确对应；

[0030] 2、能防止人员因疏忽大意将夹头夹于齿轮上，防止齿轮被夹坏；

[0031] 3、能防止人员因疏忽大意将夹条夹于转轴上，防止转轴、夹座间打滑。

附图说明

[0032] 图1为现有的一种齿轮轴的生产工艺的流程图；

[0033] 图2为实施例一的立体图；

[0034] 图3为实施例二的机架、顶尖、卡盘与齿轮轴组合的立体图；

[0035] 图4为实施例二的步骤S1和步骤S3的示意图；

[0036] 图5为实施例三的立体图；

[0037] 图6为实施例四的步骤S1的示意图；

[0038] 图7为实施例四的步骤S1的示意图。

[0039] 图中，1、卡盘；11、卡爪；2、夹座；21、夹条；22、夹持部；10、机架；101、顶尖；20、铰接轴；23、夹头；24、滑杆；12、滑槽；121、内滑段；122、外滑段；3、转轴；31、齿轮；32、轮坯。

具体实施方式

[0040] 以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

[0041] 实施例一：

[0042] 参照图2，为本发明公开的一种齿轮轴加工的夹具，包括卡盘1，卡盘1上沿周向设有三个卡爪11，卡爪11沿卡盘1的径向滑动设置于卡盘1上，本实施例的卡盘1为市面上常见
的三爪卡盘，卡盘1能绕中轴线进行转动，人员能通过工具驱使卡爪11同步移动，以对工件
进行夹紧或松开。每个卡爪11上分别固定有夹座2。

[0043] 夹座2朝向卡盘1中轴线的位置固定有夹条21和夹持部22，其中夹条21的长度方向沿卡盘1的轴向，夹条21的外壁包括圆柱面，夹条21的圆柱面用于抵接齿轮31的齿槽。夹持
部22位于夹条21背离卡盘1的一侧，沿卡盘1径向朝内的方向，夹条21凸出于夹持部22。夹持
部22用于夹持转轴3的圆柱外侧壁，夹条21用于夹持于齿轮31的齿槽处，人员可通过沿齿轮
轴的轴向移动齿轮轴的位置，来切换夹持部22夹于转轴3、夹条21夹于齿轮31齿槽的两种状
态。

[0044] 实施例二：

[0045] 参照图3，一种齿轮加工工艺，使用了实施例一的齿轮轴加工的夹具，本工艺还需配合机架10、顶尖101、滚齿机或剃齿机（图中未示出）进行实施，顶尖101和卡盘1设置于机
架10上，顶尖101和卡盘1相互正对，顶尖101能够朝向卡盘1进行移动。加工工艺包括以下步
骤：

[0046] 步骤S1：参照图3和图4，取齿轮轴原料，将转轴3的一端中心顶于顶尖101上（转轴3端部的中心设有工艺孔），人员通过操作卡盘1，使夹座2的夹持部22夹于转轴3另一端的外
侧壁上（在另一种实施方式中，也可通过夹条21夹于转轴3的外侧壁）。操作完成后，齿轮轴
被顶尖101、夹座2夹紧。

[0047] 步骤S2：通过滚齿机或剃齿机加工出第一个齿轮31；该齿轮31位于最接近卡盘1的位置。

[0048] 步骤S3：人员通过操作卡盘1松开转轴3，然后操作卡盘1、顶尖101，使夹条21夹于齿轮31的齿槽内；通过预先设计夹条21的尺寸，使夹条21与齿轮31齿槽接触的位置位于齿
轮31的节圆上，夹条21与齿轮31的该位置接触时对齿轮31的夹持较为稳固。操作完成后，三
个夹条21沿齿轮31周向将齿轮31夹紧，齿轮31的中心位于卡盘1的中轴线上，齿轮轴被顶尖
101、夹条21夹紧。

[0049] 步骤S4：通过滚齿机或剃齿机，在剩余轮坯32上加工形成齿轮31。由于卡盘1通过夹条21对齿轮31进行夹持，夹条21接触齿轮31的位置位于齿轮31的齿槽内，则夹座2对齿轮
轴的夹持十分稳固，即使加工剩余齿轮31的受力较大，转轴3、卡盘1间也不会产生相对转
动，使加工出的相邻齿轮31的齿位置准确对应。

[0050] 上述步骤操作完成后，取下齿轮轴，完成生产。

[0051] 实施例三：

[0052] 参照图5，一种齿轮轴加工的夹具，实施例三与实施例一的区别点在于：

[0053] 夹座2、卡爪11间通过铰接轴20建立转动连接，铰接轴20的轴向与卡盘1的轴向平行，夹座2上固定有用于夹持转轴3的夹头23、用于夹持齿轮31的夹条21，夹头23、夹条21均
位于夹座2朝向卡盘1中轴线的一侧，其中夹头23紧靠铰接轴20，夹条21远离铰接轴20。夹座
2固定有滑杆24，卡盘1端面设有供滑杆24滑动连接的滑槽12，滑槽12的宽度恰好能供滑杆
24滑动，滑杆24为圆柱形杆，滑杆24能在滑槽12内绕自身的轴线进行转动。

[0054] 滑槽12包括通过端部相接的内滑段121、外滑段122，内滑段121较外滑段122更靠近卡盘1中心。内滑段121、外滑段122均为直段，内滑段121、外滑段122的夹角为钝角，其中
内滑段121的长度方向与卡爪11的滑动方向平行，沿卡盘1径向朝外的方向，外滑段122与卡
爪11的间距渐扩。当卡爪11移动带动夹座2移动时，滑槽12与滑杆24的配合使夹座2自适应
转动，夹座2的转动角度与卡爪11的位置存在一一对应关系。

[0055] 当夹座2相互靠近至滑杆24位于内滑段121内时，夹头23较夹条21离卡盘1中轴线更近；当夹座2继续向卡盘1的中轴线方向移动时，由于内滑段121的长度方向与卡爪11的滑
动方向平行，则夹座2不会产生转动。夹头23具有用于接触转轴3的夹持面，夹头23的位置设
置为：当滑杆24位于内滑段121时，铰接轴20、夹头23的连线穿过卡盘1的中轴线，夹头23的
夹持面正对卡盘1的中轴线；夹头23的夹持面的中部下凹，夹头23的夹持面上设有防滑纹
路。这样设置，夹头23夹持转轴3受到的反力方向穿过铰接轴20的中心，该反力不会驱使夹
座2产生转动，利于稳定夹持转轴3；另一方面，夹持不同尺寸的转轴3时，夹头23均能正对转
轴3的外壁，确保夹持的稳定性。

[0056] 当夹座2相互远离至滑杆24位于外滑段122内时，随着卡爪11不断远离卡盘1的中轴线，夹座2通过转动至夹条21较夹头23离卡盘1中轴线更近的状态。在此状态下，卡爪11通
过移动能使夹条21靠近或远离卡盘1的中轴线，从而实现对齿轮31的夹紧、松开，而夹头23
不会接触到齿轮31。

[0057] 实施例四：

[0058] 一种齿轮加工工艺，使用了实施例三的齿轮轴加工的夹具，加工工艺的步骤与实施例二相同。

[0059] 参照图6和图7，通过采用实施例三的夹具，当夹座2通过夹头23接触转轴3时，夹条21位于接触不到转轴3的位置；当夹座2通过夹条21接触齿轮31时，夹头23位于接触不到齿
轮31的位置。

[0060] 员工在大量重复劳动中可能犯错，也可能会有神志不清的时候，这样设置，能防止人员因疏忽大意将夹头23夹于齿轮31上，防止齿轮31被夹坏；能防止人员因疏忽大意将夹
条21夹于转轴3上，防止转轴3、夹座2间打滑。

[0061] 本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之
内。