一种内花键单齿拉削的上定心夹具的制作方法

1.本实用新型属于机械制造领域，尤其涉及内花键单齿拉削时使用的上定心夹具。


背景技术：

2.在机械制造领域，重型机械中内花键规格大、品种多、批量小、齿的长向尺寸大(齿长有时达1000mm)，这类大规格内花键用一般规格的插齿机和拉床无法加工，需要选用单排单齿拉刀的拉床加工：即每加工一齿槽，工件间歇地、均匀地转动1/z转，直至z个齿槽逐一拉削制出为止，单件小批大规格内花键加工选择这种工艺在技术和经济上是恰当的。
3.原有的上定心夹具与工件之间为滑动摩擦，在间歇分度运动中上定心夹具与工件配合面摩擦力大，易造成机床导杆的扭伤。因而每次间歇分度运动时，需要用行车或吊车将上定心夹具吊起使之脱离工件。而长期反复起落上定心夹具，导致导杆与上定心夹具配合面加剧磨损，影响精度与机床使用寿命；其次数十个齿槽需要中途频繁使用行车或吊车，有效加工时间减少，效率低下且操作困难。
4.本公司针对上述问题，在上定心免起吊结构上作了研究，并先后申请了多个专利：cn213003802u(2020年4月20日)公开了一种拉床用上定心装置的专利，cn215145212u(2021年12月14日)公开了一种花键套拉削工装的专利。这两种结构均将上定心夹具与工件之间的配合从滑动配合改为了滚动配合，减小了分度运动的摩擦力，在免起吊方面上都有创新。但是，前者结构复杂，很难在使用现场调节找正并保持位置度或对称度，便捷性差，不能定位；后者采用调节若干牛眼轮，同样存在现场调节找正困难，难以控制位置度或对称度，不能定位等问题。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的问题是提供一种内花键单齿拉削的上定心夹具，它通过滚动摩擦代替滑动摩擦，使在单齿拉削时不需要起吊上定心装置，减少了加工时间，提高了工作效率。同时，本实用新型调节找正方便，能保持并控制位置度和对称度且易于定位，从而实现对重型机械大规格内花键拉削的精准、便捷的可靠定心。
6.本实用新型一种内花键单齿拉削的上定心夹具，它包括上定心本体、周向滚动摩擦结构，周向滚动摩擦结构包括外圆滚道槽、多组周向滚动摩擦单元；上定心本体位于工件上部内孔里的外圆分为上大外圆、下小外圆两段，下小外圆高度的中间沿周向设置有外圆滚道槽，外圆滚道槽内均布有多组周向滚动摩擦单元，周向滚动摩擦单元与工件的上部内孔滚动配合。
7.进一步地，每组周向滚动摩擦单元包括外圆保持架、多个滚珠ⅰ、四个螺钉ⅰ、两个挡销ⅰ；多个滚珠ⅰ设置在外圆滚道槽内，多个滚珠ⅰ的左右两端之间的夹角α不小于35
°
，两个挡销ⅰ分别挤紧多个滚珠的左右两端且与上定心本体的下小外圆固接，外圆保持架的内环面贴合在上定心本体的下小外圆上且通过螺钉ⅰ固定，外圆保持架的环形槽卡住多个滚珠ⅰ，滚珠ⅰ的一小部分凸出在外圆保持架的外面且与工件的上部内孔为点接触。
8.进一步地，滚珠ⅰ的直径为d0，外圆滚道槽为直径为d0的半圆弧槽。
9.进一步地，上定心夹具还包括平面滚动摩擦结构，平面滚动摩擦结构包括环面滚道槽、多个平面滚动摩擦单元；上定心本体与工件的上平面对应的面为止口台阶平面，止口台阶平面上设置有平面滚道槽，平面滚道槽内均布有多组平面滚动摩擦单元，平面滚动摩擦单元与工件的上平面滚动配合。
10.进一步地，每组平面滚动摩擦单元包括环面保持架、多个滚珠ⅱ、四个螺钉ⅱ、两个挡销ⅱ；多个滚珠ⅱ设置在环面滚道槽内，多个滚珠ⅱ的左右两端之间的夹角α不小于35
°
，两个挡销ⅱ分别挤紧多个滚珠的左右两端且与止口台阶平面固接，环面保持架贴合在止口台阶平面上且通过螺钉ⅱ固定，环面保持架的环形槽卡住多个滚珠ⅱ，滚珠ⅱ的一小部分凸出在环面保持架的外面且与工件的上平面为点接触。
11.进一步地，滚珠ⅱ的直径为d1，环面滚道槽为直径为d1的半圆弧槽。
12.进一步地，每组周向滚动摩擦单元和每组平面滚动摩擦单元中的多个滚珠相互总间距不大于1mm。
13.进一步地，周向滚动摩擦单元和平面滚动摩擦单元均为均布的三组，且每组周向滚动摩擦单元和每组平面滚动摩擦单元的中心线重合。
14.进一步地，设定上定心本体的下小外圆的直径为d3，滚珠ⅰ的直径为d0，外圆滚道槽的槽底直径为d4，滚珠ⅰ放置在外圆滚道槽内后形成的滚道外圆的外径为d1，d1与工件的上段内孔的直径相同，外圆保持架的外环面的直径为d2，d2与上定心本体的上大外圆的直径相同：d3＝d1-d0，d4＝d1-2d0，d4上下偏差同于d1，d2比d1小1mm～2mm。
15.本实用新型上定心夹具的优点是：一、当拉削加工完成一键槽时，上定心夹具通过平键保持不转动，工件随旋转工作台转动1/z圈，工件的上部内孔与上定心本体的外圆之间、工件的上平面与上定心夹具的平面之间无通过周向滚动摩擦单元实现转动，滚动配合的摩擦力小，因此无需吊起上定心夹具即可完成分度，减少了起吊时间，提高了工作效率；二、通过设置多组周向滚动摩擦单元和多组平面滚动摩擦单元，使上定位夹具调节找正方便，能保持并控制位置度和对称度且易于定位，从而实现对重型机械大规格内花键拉削的精准、便捷的可靠定心。
附图说明
16.图1是本实用新型上定心夹具的主视图；
17.图2是图1的俯视图；
18.图3是图1中z处的放大示意图；
19.图4是本实用新型上定心夹具的使用示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明，以利于本领域技术人员能够更加清楚的了解。
21.实施例1
22.从图1、图2、图3、图4可知，本实用新型一种内花键单齿拉削的上定心夹具，它包括上定心本体1、周向滚动摩擦结构2，周向滚动摩擦结构2包括外圆滚道槽20、多组周向滚动
摩擦单元；上定心本体1位于工件4上部内孔里的外圆分为上大外圆11、下小外圆12两段，下小外圆12高度的中间沿周向设置有外圆滚道槽20，外圆滚道槽20内均布有多组周向滚动摩擦单元，周向滚动摩擦单元与工件4的上部内孔滚动配合。
23.将本实用新型上定心夹具7放置在工件4上，上定心夹具7通过周向滚动摩擦结构与工件4的上部内孔接触，当拉削加工完成一键槽时，上定心夹具7通过平键6保持不转动，工件4随旋转工作台5转动1/z圈，工件4的上部内孔与上定心夹具7之间通过周向滚动摩擦单元实现转动，滚动配合的摩擦力小，因此无需吊起上定心夹具即可完成分度，减少了起吊时间，提高了工作效率。同时，通过多组周向滚动摩擦单元使上定位夹具调节找正方便，能保持并控制位置度和对称度，且易于定位，从而实现对重型机械大规格内花键拉削的精准、便捷的可靠定心。
24.实施例2
25.本实用新型上定心夹具：每组周向滚动摩擦单元包括外圆保持架24、多个滚珠ⅰ21、四个螺钉ⅰ22、两个挡销ⅰ23；多个滚珠ⅰ21设置在外圆滚道槽20内，多个滚珠ⅰ21的左右两端之间的夹角α不小于35
°
，两个挡销ⅰ23分别挤紧多个滚珠ⅰ21的左右两端且与上定心本体1的下小外圆12固接，外圆保持架24的内环面贴合在上定心本体1的下小外圆12上且通过螺钉ⅰ22固定，外圆保持架24的环形槽卡住多个滚珠ⅰ21，滚珠ⅰ21的一小部分凸出在外圆保持架24的外面且与工件4的上部内孔为点接触。
26.每组周向滚动摩擦单元中的多个滚珠ⅰ21通过挡销ⅰ23及外圆保持架24进行了定位，使其不会散落，保证了周向滚动摩擦的可靠实现。同时，滚珠ⅰ21与工件4的上部内孔为点接触，这样当工件4随旋转工作台5转动1/z圈时，工件4的上部内孔与上定心夹具7之间通过滚珠ⅰ21实现转动，滚动配合的摩擦力小，因此无需吊起上定心夹具7即可完成分度，减少了起吊时间，提高了工作效率。同时，通过多组周向滚动摩擦单元上的滚珠使上定位夹具7现场调节找正方便，能控制位置度和对称度且易于定位，从而实现重型机械大规格内花键拉削的精准、便捷的可靠定心。
27.实施例3
28.本实用新型上定心夹具：滚珠ⅰ21的直径为d0，外圆滚道槽20为直径为d0的半圆弧槽。
29.滚珠ⅰ21的一半可靠地放置在外圆滚道槽20内，保证了周向滚动摩擦的平稳性。
30.实施例4
31.本实用新型上定心夹具还包括平面滚动摩擦结构3，平面滚动摩擦结构3包括环面滚道槽30、多个平面滚动摩擦单元；上定心本体1与工件4的上平面对应的面为止口台阶平面13，止口台阶平面13上设置有平面滚道槽30，平面滚道槽30内均布有多组平面滚动摩擦单元，平面滚动摩擦单元与工件4的上平面滚动配合。
32.当工件4随旋转工作台5转动1/z圈时，工件4的上平面与上定心夹具7之间通过平面滚动摩擦单元实现转动，进一步减小了工件4与上定心夹具7之间的摩擦力，因此无需吊起上定心夹具7即可完成分度。
33.实施例5ⅱ34.本实用新型上定心夹具：每组平面滚动摩擦单元包括环面保持架31、多个滚珠ⅱ32、四个螺钉ⅱ33、两个挡销ⅱ34；多个滚珠ⅱ32设置在环面滚道槽30内，多个滚珠ⅱ32的
左右两端之间的夹角α不小于35
°
，两个挡销ⅱ34分别挤紧多个滚珠ⅱ32的左右两端且与止口台阶平面13固接，环面保持架31贴合在止口台阶平面13上且通过螺钉ⅱ33固定，环面保持架31的环形槽卡住多个滚珠ⅱ32，滚珠ⅱ32的一小部分凸出在环面保持架31的外面且与工件4的上平面为点接触。
35.每组平面滚动摩擦单元中的多个滚珠ⅱ32通过挡销ⅱ34及环面保持架31进行了定位，使其不会散落，保证了平面滚动摩擦的可靠实现。同时，滚珠ⅱ32与工件4的上平面为点接触，这样当工件4随旋转工作台5转动1/z圈时，工件4的上平面与上定心夹具7之间通过滚珠ⅱ32实现转动，滚动配合的摩擦力小，因此无需吊起上定心夹具7，减少了起吊时间，提高了工作效率。同时，通过多组平面滚动摩擦单元上的滚珠使上定位夹具7现场调节找正方便，能控制位置度和对称度且易于定位，从而实现重型机械大规格内花键拉削的精准、便捷的可靠定心。
36.实施例6
37.本实用新型上定心夹具：滚珠ⅱ32的直径为d1，环面滚道槽30为直径为d1的半圆弧槽。
38.滚珠ⅱ32的一半可靠地放置在环面滚道槽30内，保证了平面滚动摩擦的平稳性。
39.实施例7
40.本实用新型上定心夹具：每组周向滚动摩擦单元和每组平面滚动摩擦单元中的多个滚珠相互总间距不大于1mm。
41.每组滚动摩擦单元中的滚珠在滚道槽内左右移动的距离不超过1mm，使滚珠能够转动但不会晃动，保证了工件4转动的平稳性，也保证了调节找正方便，能控制位置度和对称度且易于定位。
42.实施例8
43.本实用新型上定心夹具：周向滚动摩擦单元和平面滚动摩擦单元均为均布的三组，且每组周向滚动摩擦单元和每组平面滚动摩擦单元的中心线重合。
44.三组滚动摩擦单元保证了工件4的转动灵活；每组周向滚动摩擦单元和每组平面滚动摩擦单元的位置对应则保证了工件4的转动平稳。周向滚动摩擦单元和平面滚动摩擦单元结合在一起使上定位夹具调节找正方便，能控制位置度和对称度且易于定位，从而实现重型机械大规格内花键拉削的精准、便捷的可靠定心。
45.实施例9
46.本实用新型上定心夹具：设定上定心本体1的下小外圆12的直径为d3，滚珠ⅰ21的直径为d0，外圆滚道槽20的槽底直径为d4，滚珠ⅰ21放置在外圆滚道槽20内后形成的滚道外圆的外径为d1，d1与工件4的上段内孔的直径相同，外圆保持架24的外环面的直径为d2，d2与上定心本体1的上大外圆13的直径相同：d3＝d1-d0，d4＝d1-2d0，d4上下偏差同于d1，d2比d1小1mm～2mm。
47.通过上述直径的关系，保证了滚珠ⅰ21与工件4上段的内孔之间为点接触，两者之间形成滚动配合，不需要起吊上定心装置7即可完成工件的分度。
48.因此，本实用新型上定心夹具利用滚动摩擦代替滑动摩擦，在单齿拉削时不需要起吊上定心装置就能对工件进行分度，装夹方便、快捷，能控制位置度和对称度且易于定位，实现了重型机械大规格内花键拉削的精准、便捷的可靠定心。