一种齿轮加工设备及其加工方法

技术领域

本发明涉及齿轮加工技术领域，尤其涉及一种齿轮加工设备及其加工方法。

背景技术

齿轮是通过齿连续啮合传递运动和动力的机械元件，是最常见的、用途最广的机械元件之一，齿轮的加工方式有很多种，其中就包括切削加工，需要固定齿轮的中部，通过转动的方式，在齿轮圆周上加工出齿形，目前的加工装置，虽能够满足一定的使用需求，但是对于齿轮的固定精度不高，容易导致转动中心偏移，最终影响产品良率，因此，还有待改进。

现有技术中，如申请号为CN202020115147.6的专利，公开了一种齿轮的切削机，包括底座和设置在底座上的架体，所述架体上设置有切割电机，所述切割电机与切割装置连接，用于带动切割装置加工齿轮，所述底座上设有旋转机构，所述旋转机构上设有吸盘安装座，所述吸盘安装座上安装有多个用于吸附待加工齿轮的吸盘。上述专利中的切削机存在以下不足：对于齿轮的固定精度不高，容易导致转动中心偏移，最终影响产品良率。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种齿轮加工设备及其加工方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种齿轮加工设备，包括加工台，所述加工台上设置有用于固定齿轮的齿轮固定机构和用于加工齿轮齿形的齿轮切削机构；

所述齿轮固定机构包括：

第一安装架，第一安装架安装于加工台顶部外壁；

齿轮托台，齿轮托台可转动的安装于第一安装架上，齿轮托台顶部中心位置设置有与齿轮的主孔相适配的中心筒；齿轮托台顶部设置有第一定位柱，第一定位柱与齿轮的副孔相适配，第一定位柱上设置有环形限位部，环形限位部的直径大于副孔的内径，齿轮安装于中心筒和第一定位柱上；

扩撑件，多个扩撑件呈圆周分布的安装于中心筒内侧，所述扩撑件包括扩撑支架，中心筒侧面开设有开口，开口内侧固定有限位支架，扩撑支架滑动连接于开口内壁，扩撑支架与限位支架之间固定有弹簧，扩撑支架位于中心筒外侧的一端外壁固定有内撑板，内撑板呈与主孔内壁相适配的弧面结构，扩撑支架远离内撑板的一端固定有弧形支架；

螺纹座，螺纹座通过螺纹可拆卸的安装于中心筒顶部内壁，锥头柱安装于螺纹座底部外壁，锥头柱的中轴线与中心筒的中轴线重合，螺纹座顶部设置有肋条；

第三安装架，第三安装架固定于第一安装架上，第三安装架上安装有定位液压缸，定位液压缸的输出端转动连接有夹持架，夹持架与第一定位柱相适配，夹持架向下压合固定齿轮，同时夹持架底端套于第一定位柱顶端外侧；

第一驱动组件，第一驱动组件安装于第一安装架上，用于驱动齿轮托台转动。

优选的：所述中心筒上安装有定位检测组件，所述定位检测组件包括：

指示灯，指示灯的数量与扩撑件相适配，指示灯呈圆周分布的安装于中心筒外侧，指示灯的位置与扩撑件对应；

导电片，导电片成对分布的安装于中心筒内侧，每对导电片接入一个指示灯的电路；

导电条，导电条通过检测支架安装于扩撑支架顶部，导电条的位置与两个导电片相适配。

进一步的：所述检测支架包括：

支架主体，支架主体固定于扩撑支架顶部外壁；

调节螺件，调节螺件通过螺纹连接于支架主体内壁；

安装板，安装板滑动连接于扩撑支架顶部外壁，调节螺件一端转动连接于安装板内壁，导电条安装于安装板一侧外壁；

所述扩撑支架顶部设置有刻度线。

进一步优选的：所述齿轮托台顶部固定有第二定位柱，第二定位柱与副孔相适配；第二定位柱贯穿副孔后通过螺纹可拆卸的安装有螺纹件。

作为本发明一种优选的：所述第一驱动组件包括：

第一驱动电机，第一驱动电机安装于第一安装架上，第一驱动电机的输出端安装有第一驱动轮；

第一从动轮，第一从动轮安装于齿轮托台底端，第一从动轮与第一驱动轮相啮合。

作为本发明进一步优选的：所述齿轮切削机构包括：

第二安装架，第二安装架安装于加工台顶部外壁，第二安装架一侧固定有平移液压缸；

平移架，平移架底部滑动连接于第二安装架上，平移液压缸的输出端贯穿第二安装架后固定于平移架一侧外壁；

升降液压缸，升降液压缸安装于平移架上；

升降架，升降架滑动连接于平移架外壁，升降液压缸的输出端固定于升降架上；

齿轮切削组件，齿轮切削组件安装于升降架上。

作为本发明再进一步的方案：所述齿轮切削组件包括：

第二驱动电机，第二驱动电机安装于升降架一侧外壁；

第二驱动轮，第二驱动轮安装于第二驱动电机的输出端；

加工转杆，加工转杆可转动的安装于升降架内壁，加工转杆上固定有第二从动轮，第二从动轮与第二驱动轮相啮合；

加工刀轮，加工刀轮安装于加工转杆上。

在前述方案的基础上：所述升降架顶部固定有固定架，固定架上安装有多个喷气筒，喷气筒的输出端与加工刀轮的位置适配，喷气筒内壁滑动连接有活塞，活塞一侧固定有球头杆，球头杆与喷气筒之间通过弹力连接部连接；

所述固定架上安装有驱动活塞运动的活塞驱动组件。

在前述方案的基础上优选的：所述活塞驱动组件包括：

传动杆，传动杆两端可转动的安装于固定架内壁；

联动轮，联动轮的数量与喷气筒向适配，联动轮呈椭圆状结构，球头杆一端基于弹力连接部的弹力滑动连接于联动轮外壁；

驱动链轮，驱动链轮与第二驱动轮同轴安装；

从动链轮，从动链轮固定于传动杆上，从动链轮通过传动链与驱动链轮传动连接；

所述喷气筒底端可拆卸的安装有万向弯管，各联动轮的角度不一致。

一种齿轮加工设备的加工方法，包括如下步骤：

S1：将待加工的齿轮安装于第一定位柱、第二定位柱上，使中心筒置于主孔内；

S2：将螺纹座安装于中心筒顶部，通过肋条旋拧螺纹座，利用锥头柱将内撑板向外侧顶出，对齿轮进行固定；

S3：控制定位液压缸工作，对齿轮进行夹紧固定；

S4：控制第二驱动电机工作，带动加工刀轮转动；

S5：控制平移液压缸、升降液压缸配合工作，使加工刀轮靠近齿轮，对齿轮进行切削加工；

S6：加工完毕后控制各结构复位，取下齿轮。

本发明的有益效果为：

1.本发明通过设置齿轮固定机构，能够将齿轮安装于中心筒和第一定位柱上，将螺纹座通过螺纹安装于中心筒内，由于锥头柱底端呈锥形结构，在螺纹座旋拧的过程中，锥头柱能够将各扩撑件的弧形支架向外侧挤压，从而在弹簧形变的配合下，使各内撑板同步向外侧扩撑，通过扩撑的方式对齿轮进行支撑固定，由于各扩撑件的结构相同，能够对齿轮的中心进行可靠的定位，并消除了副孔与第一定位柱之间可能存在的间隙而带来的定位误差，从而保障了后续的加工精度。

2.本发明通过设置定位检测组件，能够在扩撑件向外侧扩撑到位时，导电条接触并导通两个导电片之间的电路，进而导通相应的指示灯电路，使得指示灯能够工作，工作人员能够观察各指示灯是否全部亮起，从而判断对齿轮中心定位的可靠性。

3.本发明通过设置可调节的检测支架，能够方便的调节导电条的初始位置，从而满足不同的加工需求；通过设置螺纹件、第二定位柱等结构，能够通过齿轮旋拧于第二定位柱上的方式进一步对齿轮进行固定，提升了固定的可靠性。

4.本发明通过设置喷气筒、活塞驱动组件等结构，能够在第二驱动电机工作时，带动传动杆转动，进而挤压球头杆，使活塞活动于喷气筒内，从而在喷气筒的输出端产生气流，达到吹离废屑的效果。

5.本发明通过设置角度不一致的联动轮，能够使各喷气筒交替喷出气体，设置万向弯管，能够方便调整气体喷出位置，提升了实用性。

附图说明

图1为本发明提出的一种齿轮加工设备的结构示意图；

图2为本发明提出的一种齿轮加工设备齿轮固定机构和齿轮切削机构的结构示意图；

图3为本发明提出的一种齿轮加工设备齿轮切削机构的结构示意图；

图4为本发明提出的一种齿轮加工设备齿轮切削组件的结构示意图；

图5为本发明提出的一种齿轮加工设备喷气筒剖视的结构示意图；

图6为本发明提出的一种齿轮加工设备齿轮固定机构的结构示意图；

图7为本发明提出的一种齿轮加工设备夹持架、齿轮托台分离的结构示意图；

图8为本发明提出的一种齿轮加工设备螺纹座从中心筒上拆下的结构示意图；

图9为本发明提出的一种齿轮加工设备扩撑件的结构示意图；

图10为本发明提出的一种齿轮加工设备限位支架、弹簧的结构示意图。

图中：1加工台、2平移液压缸、3第二安装架、4升降架、5升降液压缸、6定位液压缸、7第三安装架、8齿轮托台、9第一驱动电机、10第一安装架、11平移架、12第一驱动轮、13固定架、14第一从动轮、15第二驱动电机、16从动链轮、17喷气筒、18加工刀轮、19联动轮、20加工转杆、21万向弯管、22驱动链轮、23第二从动轮、24第二驱动轮、25传动链、26转动杆、27活塞、28球头杆、29弹力连接部、30齿轮、31夹持架、32螺纹件、33主孔、34环形限位部、35中心筒、36第一定位柱、37副孔、38内撑板、39弧形支架、40第二定位柱、41螺纹座、42肋条、43锥头柱、44指示灯、45扩撑支架、46调节螺件、47刻度线、48安装板、49导电片、50导电条、51限位支架、52弹簧。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

实施例1：

一种齿轮加工设备，如图1-10所示，包括加工台1，所述加工台1上设置有用于固定齿轮30的齿轮固定机构和用于加工齿轮30齿形的齿轮切削机构；

所述齿轮固定机构包括：

第一安装架10，第一安装架10安装于加工台1顶部外壁；

齿轮托台8，齿轮托台8可转动的安装于第一安装架10上，齿轮托台8顶部中心位置一体式设置有与齿轮30的主孔33相适配的中心筒35；齿轮托台8顶部一体式设置有第一定位柱36，第一定位柱36与齿轮30的副孔37相适配，第一定位柱36上一体式设置有环形限位部34，环形限位部34的直径大于副孔37的内径，齿轮30安装于中心筒35和第一定位柱36上；

扩撑件，多个扩撑件呈圆周分布的安装于中心筒35内侧，所述扩撑件包括扩撑支架45，中心筒35侧面开设有开口，开口内侧固定有限位支架51，扩撑支架45滑动连接于开口内壁，扩撑支架45与限位支架51之间固定有弹簧52，扩撑支架45位于中心筒35外侧的一端外壁固定有内撑板38，内撑板38呈与主孔33内壁相适配的弧面结构，扩撑支架45远离内撑板38的一端固定有弧形支架39；

螺纹座41，螺纹座41通过螺纹可拆卸的安装于中心筒35顶部内壁，锥头柱43安装于螺纹座41底部外壁，锥头柱43的中轴线与中心筒35的中轴线重合，螺纹座41顶部设置有肋条42；

第三安装架7，第三安装架7固定于第一安装架10上，第三安装架7上安装有定位液压缸6，定位液压缸6的输出端转动连接有夹持架31，夹持架31与第一定位柱36相适配，夹持架31向下压合固定齿轮30，同时夹持架31底端套于第一定位柱36顶端外侧；

第一驱动组件，第一驱动组件安装于第一安装架10上，用于驱动齿轮托台8转动；

通过设置齿轮固定机构，能够将齿轮30安装于中心筒35和第一定位柱36上，将螺纹座41通过螺纹安装于中心筒35内，由于锥头柱43底端呈锥形结构，在螺纹座41旋拧的过程中，锥头柱43能够将各扩撑件的弧形支架39向外侧挤压，从而在弹簧52形变的配合下，使各内撑板38同步向外侧扩撑，通过扩撑的方式对齿轮30进行支撑固定，由于各扩撑件的结构相同，能够对齿轮30的中心进行可靠的定位，并消除了副孔37与第一定位柱36之间可能存在的间隙而带来的定位误差，从而保障了后续的加工精度。

为了便于判断定位效果；如图8-10所示，所述中心筒35上安装有定位检测组件，所述定位检测组件包括：

指示灯44，指示灯44的数量与扩撑件相适配，指示灯44呈圆周分布的安装于中心筒35外侧，指示灯44的位置与扩撑件对应；

导电片49，导电片49成对分布的安装于中心筒35内侧，每对导电片49接入一个指示灯44的电路；

导电条50，导电条50通过检测支架安装于扩撑支架45顶部，导电条50的位置与两个导电片49相适配；

通过设置定位检测组件，能够在扩撑件向外侧扩撑到位时，导电条50接触并导通两个导电片49之间的电路，进而导通相应的指示灯44电路，使得指示灯44能够工作，工作人员能够观察各指示灯44是否全部亮起，从而判断对齿轮30中心定位的可靠性。

为了便于调节导电条50的初始位置；如图10所示，所述检测支架包括：

支架主体，支架主体固定于扩撑支架45顶部外壁；

调节螺件46，调节螺件46通过螺纹连接于支架主体内壁；

安装板48，安装板48滑动连接于扩撑支架45顶部外壁，调节螺件46一端转动连接于安装板48内壁，导电条50安装于安装板48一侧外壁；

所述扩撑支架45顶部设置有刻度线47；

通过设置可调节的检测支架，能够方便的调节导电条50的初始位置，从而满足不同的加工需求。

为了更好的固定齿轮30；如图6-8所示，所述齿轮托台8顶部固定有第二定位柱40，第二定位柱40与副孔37相适配；第二定位柱40贯穿副孔37后通过螺纹可拆卸的安装有螺纹件32；

通过设置螺纹件32、第二定位柱40等结构，能够通过齿轮30旋拧于第二定位柱40上的方式进一步对齿轮30进行固定，提升了固定的可靠性。

为了便于驱动；如图2所示，所述第一驱动组件包括：

第一驱动电机9，第一驱动电机9安装于第一安装架10上，第一驱动电机9的输出端安装有第一驱动轮12；

第一从动轮14，第一从动轮14安装于齿轮托台8底端，第一从动轮14与第一驱动轮12相啮合。

实施例2：

一种齿轮加工设备，为了便于切削加工，如图1-10所示，在实施例1的基础上，所述齿轮切削机构包括：

第二安装架3，第二安装架3安装于加工台1顶部外壁，第二安装架3一侧固定有平移液压缸2；

平移架11，平移架11底部滑动连接于第二安装架3上，平移液压缸2的输出端贯穿第二安装架3后固定于平移架11一侧外壁；

升降液压缸5，升降液压缸5安装于平移架11上；

升降架4，升降架4滑动连接于平移架11外壁，升降液压缸5的输出端固定于升降架4上；

齿轮切削组件，齿轮切削组件安装于升降架4上。

为了便于切削加工；如图3-5所示，所述齿轮切削组件包括：

第二驱动电机15，第二驱动电机15安装于升降架4一侧外壁；

第二驱动轮24，第二驱动轮24安装于第二驱动电机15的输出端；

加工转杆20，加工转杆20可转动的安装于升降架4内壁，加工转杆20上固定有第二从动轮23，第二从动轮23与第二驱动轮24相啮合；

加工刀轮18，加工刀轮18安装于加工转杆20上；

通过设置齿轮切削组件，能够基于第二驱动电机15工作，带动加工转杆20转动，进而带动加工刀轮18转动进行切削。

为了便于清理碎屑；如图3-5所示，所述升降架4顶部焊接有固定架13，固定架13上安装有多个喷气筒17，喷气筒17的输出端与加工刀轮18的位置适配，喷气筒17内壁滑动连接有活塞27，活塞27一侧固定有球头杆28，球头杆28与喷气筒17之间通过弹力连接部29连接；

所述固定架13上安装有驱动活塞27运动的活塞驱动组件。

为了便于驱动活塞27运动；如图2-5所示，所述活塞驱动组件包括：

传动杆26，传动杆26两端可转动的安装于固定架13内壁；

联动轮19，联动轮19的数量与喷气筒17向适配，联动轮19呈椭圆状结构，球头杆28一端基于弹力连接部29的弹力滑动连接于联动轮19外壁；

驱动链轮22，驱动链轮22与第二驱动轮24同轴安装；

从动链轮16，从动链轮16固定于传动杆26上，从动链轮16通过传动链25与驱动链轮22传动连接；

通过设置喷气筒17、活塞驱动组件等结构，能够在第二驱动电机15工作时，带动传动杆26转动，进而挤压球头杆28，使活塞27活动于喷气筒17内，从而在喷气筒17的输出端产生气流，达到吹离废屑的效果。

为了提升清理效果；如图4、图5所示，所述喷气筒17底端可拆卸的安装有万向弯管21，各联动轮19的角度不一致；

通过设置角度不一致的联动轮19，能够使各喷气筒17交替喷出气体，设置万向弯管21，能够方便调整气体喷出位置，提升了实用性。

实施例2：

一种齿轮加工设备的加工方法，包括如下步骤：

S1：将待加工的齿轮30安装于第一定位柱36、第二定位柱40上，使中心筒35置于主孔33内；

S2：将螺纹座41安装于中心筒35顶部，通过肋条42旋拧螺纹座41，利用锥头柱43将内撑板38向外侧顶出，对齿轮30进行固定；

S3：控制定位液压缸6工作，对齿轮30进行夹紧固定；

S4：控制第二驱动电机15工作，带动加工刀轮18转动；

S5：控制平移液压缸2、升降液压缸5配合工作，使加工刀轮18靠近齿轮30，对齿轮30进行切削加工；

S6：加工完毕后控制各结构复位，取下齿轮30。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。