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申请/专利权人：株洲齿轮有限责任公司

摘要：本发明涉及一种两端具有轮齿的环形工件的加工治具及加工方法。两端具有轮齿的环形工件的加工治具包括：底座；定位板，固定安装于底座顶端；定位板靠近底座的一端开设有至少三个沿第二落料孔周向布设的导槽；活动定位组件，包括调节环、至少三个滑块及至少三个定位件，调节环可转动地套装于底座，滑块可移动地设置于导槽内，定位件固定连接于滑块，滑块靠近调节环的一侧凸设有凸起，调节环开设有与凸起配合的滑槽；压块，可拆卸地锁紧于定位板。对环形工件的每次装夹，定位件可均定位于环形工件内壁的齿槽中，即定位件的中心面始终与一齿槽的中心面重合。因此能够保证两端对应的齿槽中心面严格对齐，满足对应齿槽中心面的对齐度的精度需求。

主权项：1.两端具有轮齿的环形工件的加工治具，其特征在于，包括：底座，开设有第一落料孔；定位板，固定安装于所述底座顶端，且开设有与所述第一落料孔贯通的第二落料孔；所述定位板靠近所述底座的一端开设有至少三个沿所述第二落料孔周向布设的导槽，所述导槽的延伸方向平行于所述第二落料孔的径向方向，且所述导槽的一端连通于所述第二落料孔；所述定位板远离所述底座的一端开设有一与所述第二落料孔同轴的工件定位孔，所述工件定位孔的直径与环形工件的外径形成间隙配合，对所述环形工件起到初定位的作用；活动定位组件，包括调节环、至少三个滑块及至少三个定位件，所述调节环可转动地套装于所述底座，所述滑块可移动地设置于所述导槽内，且一端伸入所述第二落料孔内，所述定位件固定连接于所述滑块位于所述第二落料孔内的一端，所述滑块靠近所述调节环的一侧凸设有凸起，所述调节环开设有与所述凸起配合的滑槽，所述滑槽沿螺旋线延伸，以使旋转所述调节环可带动所述滑块沿所述第二落料孔径向移动，所述至少三个定位件围成一圆形，当正向旋转所述调节环时，所述凸起沿所述滑槽移动，所述凸起带动所述滑块沿所述导槽并朝向远离圆心的方向移动，使得所述至少三个定位件沿对应所述导槽同步移动，所述至少三个定位件围成的圆形的直径逐渐增大，直到与所述环形工件的内壁接触，对所述环形工件进行定位；压块，通过螺纹紧固件锁紧于所述定位板远离所述底座的一端，用于将所述环形工件压持于所述定位板。

全文数据：两端具有轮齿的环形工件的加工治具及加工方法技术领域[0001]本发明涉及齿轮加工技术，特别是涉及一种两端具有轮齿的环形工件的加工治具及加工方法。背景技术[0002]目前，两端具有轮齿（内齿或外齿的环形工件广泛应用于各类设备例如汽车）的传动系统中，例如分动器中的滑动齿套。[0003]一般地，滑动齿套的内壁两端均具有倒锥齿（即齿槽的宽度由滑动齿套的端部至滑动齿套内逐渐增大），并两端的倒锥齿不连通且要求两端的齿槽中心面严格对齐，即对齐精度要求高。传统的滑动齿套加工方法如下：步骤1，通过压块将环形工件装夹于机床工作台，两端分别一次插齿加工，成形直齿;步骤2，分别对两端的直齿进行挤齿加工，成形倒锥齿。上述加工方法中，挤齿工艺不能保证两端齿槽中心面的对齐度，齿形精度相对较差，不能满足设计要求，增加了设备运行过程中脱档的风险。发明内容[0004]基于此，有必要针对采用上述传统加工方法加工的两端具有轮齿的环形工件的两端齿槽中心面的对齐精度低，齿形精度相对较差，不能满足设计要求的问题，提供一种提高两端齿槽中心面的对齐精度及齿形精度，满足设计要求的两端具有轮齿的环形工件的加工治具及加工方法。[0005]两端具有轮齿的环形工件的加工治具，包括：[0006]底座，开设有第一落料孔；[0007]定位板，固定安装于所述底座顶端，且开设有与所述第一落料孔贯通的第二落料孔;所述定位板靠近所述底座的一端开设有至少三个沿所述第二落料孔周向布设的导槽，所述导槽的延伸方向平行于所述第二落料孔的径向方向，且所述导槽的一端连通于所述第二落料孔;所述定位板远离所述底座的一端开设有一与所述第二落料孔同轴的工件定位孔；[0008]活动定位组件，包括调节环、至少三个滑块及至少三个定位件，所述调节环可转动地套装于所述底座，所述滑块可移动地设置于所述导槽内，且一端伸入所述第二落料孔内，所述定位件固定连接于所述滑块位于所述第二落料孔内的一端，所述滑块靠近所述调节环的一侧凸设有凸起，所述调节环开设有与所述凸起配合的滑槽，所述滑槽沿螺旋线延伸，以使旋转所述调节环可带动所述滑块沿所述第二落料孔径向移动；[0009]压块，可拆卸地锁紧于所述定位板远离所述底座的一端，用于将所述环形工件压持于所述定位板。[0010]上述两端具有轮齿的环形工件的加工治具，在装夹环形工件时，定位孔对环形工件进行初定位，通过旋转调节环，使得定位件沿第二落料孔的径向移动，并与环形工件内壁接触，从而对环形工件进行精确定位。在加工过程中，对环形工件的每次装夹，定位件可均定位于环形工件的内壁的齿槽中，即定位件的中心面始终与一齿槽的中心面重合。因此分别对两端直齿进行插齿精加工时，能够保证对应齿槽中心面严格对齐，满足对应齿槽中心面的对齐度的设计需求，且提高了齿形精度。[0011]在一个实施例中，所述定位板的周侧面设有一平行于所述定位板轴线的校准平面，且所述校准平面垂直于一所述导槽的轴线。[0012]在一个实施例中，所述第一落料孔靠近所述定位板的一端开设有凹止口，所述第二落料孔靠近所述底座的一端开设有与所述凹止口间隙配合的凸止口。[0013]在一个实施例中，所述压块包括至少两个，至少两个所述压块沿所述环形工件周向间隔布设，且每个所述压块的一端压持于所述环形工件，以将所述环形工件固定于所述定位板。[0014]在一个实施例中，所述加工治具还包括握持部，所述握持部安装于所述调节环周侧面。[0015]两端具有轮齿的环形工件的加工方法，包括步骤：[0016]1对环形工件相对的第一端及第二端分别进行初加工，两端成形留有加工余量的直齿；[0017]2将加工治具安装于插齿机的工作台；[0018]3将所述环形工件装夹于所述加工治具；[0019]4对所述环形工件进行校准；[0020]5对所述第一端的直齿进行插齿精加工；[0021]6翻转所述环形工件，并将所述环形工件装夹于所述加工治具；[0022]7对所述第二端的直齿进行插齿精加工。[0023]在一个实施例中，将所述环形工件装夹于所述加工治具的步骤具体包括：[0024]将所述环形工件置于工件定位孔；[0025]旋转调节环，以使定位件对所述环形工件进行定位；[0026]锁紧压块，以固定所述环形工件。[0027]在一个实施例中，对所述环形工件进行校准的步骤具有包括：[0028]校准所述插齿机的刀具主轴的回转中心与所述工作台的回转中心的同轴度；[0029]校准所述加工治具的校准平面与所述插齿机的Y轴的平行度，并旋转所述工作台至所述加工治具的校准平面与所述插齿机的Y轴方向相垂直；[0030]校准刀具的校准平面与所述插齿机的Y轴的平行度，并旋转所述刀具主轴至所述刀具的校准平面与所述插齿机的Y轴方向相垂直。[0031]在一个实施例中，在对所述环形工件第二端的直齿进行插齿精加工的步骤之后还包括：[0032]检测所述环形工件两端的齿槽中心平面的对齐度误差，并根据所述对齐度误差微调所述工作台及所述刀具主轴的位置，以减小所述对齐度误差，重复步骤5、6及7，直至所述环形工件两端的齿槽中心平面的对齐度误差达到设计要求。[0033]在一个实施例中，在步骤对所述第二端的直齿进行插齿精加工之后还包括步骤：[0034]倾斜所述工作台，分别对所述第一端和所述第二端的直齿进行插齿加工，成形锥齿。附图说明[0035]图1为本发明一实施例中的两端具有轮齿的环形工件的加工治具的剖面结构示意图；[0036]图2为本发明一实施例中的两端具有轮齿的环形工件的加工方法的流程图图；[0037]图3为图2所示的两端具有轮齿的环形工件的加工方法中步骤53〇〇的流程图；[0038]图4为图2所示的两端具有轮齿的环形工件的加工方法中步骤54〇〇的流程图；[0039]图5为图4所示的步骤S400中的步骤S401的流程图；[0040]图6为图4所示的步骤S400中的步骤S403的流程图；[0041]图7为图4所示的步骤S400中的步骤S405的流程图。具体实施方式[0042]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。[0043]需要说明的是，当兀件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。[0044]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。[0045]如图1所示，本发明的一实施例中的两端具有轮齿的环形工件30的加工治具包括底座11、定位板13、活动定位组件图未标及压块17。[0046]底座11开设有第一落料孔111。该底座11对加工治具起到支撑作用，且用于安装于工作台20。进一步地，底座11周侧开设有多个连通第一落料孔111的落料通道113,该落料通道113与第一落料孔111的轴线呈角度设置，且倾斜向下。[0047]定位板13固定安装于底座11顶端，且开设有与第一落料孔111贯通的第二落料孔131;定位板13靠近底座11的一端开设有至少三个沿第二落料孔131周向布设的导槽133,导槽133的延伸方向平行于第二落料孔131的径向方向，且导槽133的一端连通于第二落料孔131;定位板13远离底座11的一端开设有一与第二落料孔131同轴的工件定位孔137。可以理解的是，工件定位孔137的直径与环形工件30的外径形成间隙配合，对环形工件30起到初定位的作用。[0048]活动定位组件包括调节环151、至少三个滑块153及至少三个定位件155,调节环151可转动地套装于底座11，滑块153可移动地设置于导槽133内，且一端伸入第二落料孔131内，定位件155固定连接于对应滑块153位于第二落料孔131内的一端，滑块lf53靠近调节环151的一侧凸设有凸起1531，调节环151开设有与凸起1531配合的滑槽1511，滑槽1511沿螺旋线延伸，以使旋转调节环Ml可带动滑块1幻沿第二落料孔131径向移动。如此，至少三个定位件155围成一圆形，当正向旋转调节环151时，凸起1531沿滑槽1511移动，由于滑槽1511沿螺旋线延伸，因此凸起1531带动滑块153沿导槽133并朝向远离圆心的方向移动，从而使得至少三个定位件155沿对应导槽133同步移动，至少三个定位件丨55围成的圆形的直径逐渐增大，直到与环形工件30的内壁接触，对环形工件30进行定位。[0049]压块17可拆卸地锁紧于定位板13远离底座11的一端，用于将环形工件30压持于定位板13。如此，当定位件155对环形工件30进行定位后，锁紧压块17，将环形工件30固定于定位板13。可以理解的是，压块17包括至少两个，至少两个压块17沿环形工件30的周向间隔布设，且每个压块17的一端压持于环形工件30,以将环形工件30固定于定位板13。[0050]上述两端具有轮齿的环形工件30的加工治具，在装夹环形工件30时，定位孔对环形工件30进行初定位，通过旋转调节环151，使得定位件155沿第二落料孔131的径向移动，并与环形工件3〇内壁接触，从而对环形工件3〇进行精确定位。在加工过程中，对环形工件30的每次装夹，定位件155可均定位于环形工件30的内壁的齿槽中，即定位件155的中心面始终与一齿槽的中心面重合。因此分别对两端直齿进行插齿精加工时，能够保证对应齿槽中心面严格对齐，满足对应齿槽中心面的对齐度的设计需求。[0051]可以理解的是，定位时，至少三个定位件155均沿导槽133同步移动，保证至少三个定位件155形成的圆的圆心始终不变，保证每次装夹的稳定性。如此，提高了环形工件30的加工精度。并且，上述加工治具仅仅需要旋转调节环151，就能实现对环形工件30的定位，操作方便、定位可靠、结构简单、成本低廉。[0052]进一步地，定位板13周侧面设有一平行于定位板13轴线的校准平面（图未示），且校准平面垂直于一导槽133的轴线。如此，在加工环形工件30之前，通过校准平面对环形工件30进行校准，进一步提高加工精度。[0053]具体地，定位板13与底座11的定位通过凸凹止口实现。即第一落料孔111靠近定位板13的一端开设有凹止口115,第二落料孔131靠近底座11的一端开设有与凹止口115间隙配合的凸止口135。更加具体地，定位板13与底座11的固定可通过螺钉（图未标实现。即底座11靠近定位板13的一端开设有螺纹孔（图未标），定位板13开设有与螺纹孔对应的通孔图未标），螺钉穿设于该通孔并螺合于对应的螺纹孔，以将定位板13锁固于底座11。[0054]具体地，加工治具还包括握持件157,握持件157安装于调节环151周侧面。更加具体地，握持件157包括两个，该两个握持件157对称的设置于调节环151的周侧。如此，方便操作者双手握持握持件157来旋转调节环151。[0055]具体地，压块17可通过螺纹紧固件（图未标锁紧于定位板13。更加具体地，定位板13远离底座11的一端开设有螺纹孔（图为标），压块17开设有腰型过孔（图未标）。螺纹紧固件穿设于该腰型过孔，并螺合于螺纹孔，以将压块17锁固于定位板13。可以理解的是，该螺纹紧固件可以为螺钉、双头螺栓与螺母。[0056]具体地，滑块153的端部开设有安装孔，定位件155—端穿设于该安装孔，且安装孔与定位件过盈配合，定位件155的另一端向远离底座11的方向延伸。如此，实现了定位件的安装。可以理解的是，定位件155与第二落料孔131的轴线平行。可选地，该定位件155可为定位销。[0057]请一并参见图2,基于上述加工治具，本发明还提供一种两端具有轮齿的环形工件30的加工方法，包括步骤：[0058]S100:对环形工件30相对的第一端及第二端分别进行初加工，两端成形留有加工余量的直齿；[0059]S200:将加工治具安装于插齿机的工作台20;[0060]S300:将环形工件30装夹于加工治具；[0061]S400:对环形工件30进行校准；[0062]S5〇0:对第一端的直齿进行插齿精加工；[0063]seoo:翻转环形工件3〇，并将环形工件30装夹于加工治具；[0064]S700:对第二端的直齿进行插齿精加工。[0065]上述两端具有轮齿的环形工件30的加工方法，通过加工治具对环形工件30进行装夹，在装夹环形工件3〇时，定位孔对环形工件30进行初定位，通过旋转调节环15丨，使得定位件155沿第二落料孔131的径向移动，并与环形工件内壁接触，从而对环形工件3〇进行精确定位。对环形工件3〇的每次装夹，定位件155可均定位于环形工件30的内壁的齿槽中，即定位件I55的中心轴始终与一齿槽的中心面重合。因此分别对两端直齿进行插齿精加工时，能够保证环形工件30两端对应的齿槽中心面严格对齐，满足对应齿槽中心面的对齐度的设计需求，且提高了齿形精度。[0066]可以理解的是，先对环形工件30的第一端及第二端进行初加工，两端成形留有加工余量的直齿。一方面节省了加工时间，降低了加工成本；另一方面形成齿槽供定位件155进行定位，提高环形工件30两端对应的齿槽中心面的对齐度。[0067]请一并参见图3，具体地，将环形工件30装夹于加工治具的步骤具体包括：[0068]S301:将环形工件30置于工件定位孔137。如此，对环形工件30进行初定位。[0069]S3〇3:旋转调节环151，以使定位件155对环形工件30进行定位。如此，滑块153带动定位件155沿导槽133移动，以使多个定位件155围成的圆的直径逐渐增大，以使定位件155定位于齿槽内，实现对环形工件30的定位。[0070]S305:锁紧压块17，以固定环形工件30。[0071]请一并参见图4，具体地，步骤S400具体包括：[0072]S401:校准所述插齿机的刀具主轴的回转中心与工作台20的回转中心的同轴度。[0073]S403:校准加工治具的校准平面与插齿机Y轴的平行度，并旋转工作台20至加工治具的校准平面与插齿机Y轴方向垂直。[0074]S405:校准刀具的校准平面与插齿机Y轴的平行度，并旋转刀具主轴至刀具的校准平面与插齿机Y轴方向垂直。[0075]请一并参见图5，具体地，步骤S401具体包括：[0076]S4011:移动工作台20至工作台20的回转中心与刀具主轴对齐；[0077]S4013:使用百分表校准工作台20的回转中心与刀具主轴的回转中心的同轴度误差小于或等于〇.〇3mm;[0078]S4015:使用千分表校准工作台20的回转中心与刀具主轴的回转中心的同轴度误差小于或等于〇.01mm。[0079]请一并参见图6，具体地，步骤S403具体包括：[0080]S4031:旋转工作台20至加工治具的校准平面与插齿机Y轴方向平行；[0081]S4033:使用百分表校准加工治具的校准平面与插齿机Y轴的平行度；[0082]S4035:使用千分表校准加工治具的校准平面与插齿机Y轴的平行度误差小于或等于0.003mm;[0083]S4037:旋转工作台2〇至加工治具的校准平面与插齿机Y轴方向垂直。如此，保证定位件155的中心轴与工作台2〇的回转中心轴形成的平面和定位件155的中心轴与刀具主轴的回转中心轴形成的平面重合，并且加工治具的校准平面与一导槽133的轴线垂直。因此确保每次装夹的一致性。[0084]请一并参见图7，具体地，步骤S405具体包括：[0085]S4051:旋转刀具主轴至刀具的校准平面与插齿机Y轴平行；[0086]S4053:使用百分表校准对刀具的校准平面与插齿机Y轴的平行度进行初步校准；[0087]S4055:使用千分表校准刀具的校准平面与插齿机Y轴的平行度误差小于或等于0.003mm；[0088]S4〇57:旋转刀具主轴至刀具的校准平面与插齿机Y轴方向垂直。如此，保证刀具的一个齿廓的中心分别与工作台20的回转中心轴、刀具主轴的回转中心轴形成的平面重合。确保每次装夹，一定位件155的中心轴线位于刀具的一个齿廓中心平面内，以使每次加工的轮齿的一致性，进一步提高加工精度及环形工件30两端齿槽的对齐度。[0089]进一步地，在步骤S500之前还包括步骤：[0090]S510:设置齿形参数、刀具参数及插齿机参数。[0091]在一个实施例中，在步骤S700之后还包括：[0092]S710:检测环形工件30两端的齿槽中心平面的对齐度误差，并根据该对齐度误差微调工作台20及刀具主轴的位置，以减小该对齐度误差，且重复步骤S500、S600及S700，直至环形工件30两端的齿槽中心平面的对齐度误差达到设计要求。如此，进一步保证了环形工件30两端的齿槽中心平面的对齐度误差达到设计要求。[0093]在一个实施例中，步骤S700之后还包括：[0094]S800:倾斜工作台20,分别对第一端和第二端的直齿进行插齿加工，成形锥齿。如此，由于环形工件3〇均使用上述加工治具装夹，因此保证了锥齿的精度。[0095]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。[0096]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

权利要求：i.两端具有轮齿的环形工件的加工治具，其特征在于，包括：底座，开设有第一落料孔；定位板，固定安装于所述底座顶端，且开设有与所述第一落料孔贯通的第二落料孔;所述定位板靠近所述底座的一端开设有至少三个沿所述第二落料孔周向布设的导槽，所述导槽的延伸方向平行于所述第二落料孔的径向方向，且所述导槽的一端连通于所述第二落料孔;所述定位板远离所述底座的一端开设有一与所述第二落料孔同轴的工件定位孔；活动定位组件，包括调节环、至少三个滑块及至少三个定位件，所述调节环可转动地套装于所述底座，所述滑块可移动地设置于所述导槽内，且一端伸入所述第二落料孔内，所述定位件固定连接于所述滑块位于所述第二落料孔内的一端，所述滑块靠近所述调节环的一侧凸设有凸起，所述调节环开设有与所述凸起配合的滑槽，所述滑槽沿螺旋线延伸，以使旋转所述调节环可带动所述滑块沿所述第二落料孔径向移动；压块，可拆卸地锁紧于所述定位板远离所述底座的一端，用于将所述环形工件压持于所述定位板。2.根据权利要求1所述的两端具有轮齿的环形工件的加工治具，其特征在于，所述定位板的周侧面设有一平行于所述定位板轴线的校准平面，且所述校准平面垂直于一所述导槽的轴线。3.根据权利要求1所述的两端具有轮齿的环形工件的加工治具，其特征在于，所述第一落料孔靠近所述定位板的一端开设有凹止口，所述第二落料孔靠近所述底座的一端开设有与所述凹止口间隙配合的凸止口。4.根据权利要求1所述的两端具有轮齿的环形工件的加工治具，其特征在于，所述压块包括至少两个，至少两个所述压块沿所述环形工件周向间隔布设，且每个所述压块的一端压持于所述环形工件，以将所述环形工件固定于所述定位板。5.根据权利要求1所述的两端具有轮齿的环形工件的加工治具，其特征在于，所述加工治具还包括握持部，所述握持部安装于所述调节环周侧面。6.两端具有轮齿的环形工件的加工方法，其特征在于，包括步骤：1对环形工件相对的第一端及第二端分别进行初加工，两端成形留有加工余量的直齿；2将加工治具安装于插齿机的工作台；3将所述环形工件装夹于所述加工治具；4对所述环形工件进行校准；5对所述第一端的直齿进行插齿精加工；6翻转所述环形工件，并将所述环形工件装夹于所述加工治具；7对所述第二端的直齿进行插齿精加工。7.根据权利要求6所述的两端具有齿轮的环形工件的加工方法，其特征在于，将所述环形工件装夹于所述加工治具的步骤具体包括：将所述环形工件置于工件定位孔；旋转调节环，以使定位件对所述环形工件进行定位；锁紧压块，以固定所述环形工件。8.根据权利要求6所述的两端具有齿轮的环形工件的加工方法，其特征在于，对所述环形工件进行校准的步骤具有包括：校准所述插齿机的刀具主轴的回转中心与所述工作台的回转中心的同轴度；校准所述加工治具的校准平面与所述插齿机的Y轴的平行度，并旋转所述工作台至所述加工治具的校准平面与所述插齿机的Y轴方向相垂直；校准刀具的校准平面与所述插齿机的Y轴的平行度，并旋转所述刀具主轴至所述刀具的校准平面与所述插齿机的Y轴方向相垂直。9.根据权利要求6所述的两端具有齿轮的环形工件的加工方法，其特征在于，在对所述第二端的直齿进行插齿精加工的步骤之后还包括：检测所述环形工件两端的齿槽中心平面的对齐度误差，并根据所述对齐度误差微调所述工作台及所述刀具主轴的位置，以减小所述对齐度误差，重复步骤5、6及7，直至所述环形工件两端的齿槽中心平面的对齐度误差达到设计要求。丄〇•根据权利要求6所述的两端具有齿轮的环形工件的加工方法，其特征在于，在步骤对所述第二端的直齿进行插齿精加工之后还包括步骤：倾斜所述工作台，分别对所述第一端和所述第二端的直齿进行插齿加工，成形锥齿。

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