本实用新型专利技术提供了一种适用于齿面激光淬火的变位夹具装置，包括由上至下依次设置的齿轮夹紧机构、上旋转齿轮机构、下旋转齿轮机构和倾斜齿轮机构；所述齿轮夹紧机构用于固定待加工齿轮，所述上旋转齿轮机构用于旋转待加工齿轮；所述下旋转齿轮机构用于调节待加工齿轮的加工角度；所述倾斜齿轮机构用于调节待加工齿轮的倾斜角度。该适用于齿面激光淬火的变位夹具装置解决了夹紧齿轮需要手动调整、齿面加工需要手动旋转齿轮、不能调整齿轮倾斜角度等问题，实现了自动夹紧多种尺寸的齿轮，以及连续齿面加工，且加工角度可根据激光入射角进行调整，不依赖六轴机器人，显著提高了装卸工件和加工工件的效率。和加工工件的效率。和加工工件的效率。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于齿面激光淬火的变位夹具装置
[0001]本技术属于齿轮加工
，具体涉及一种适用于齿面激光淬火的变位夹具装置。
技术介绍
[0002]齿轮作为一种传递动力的机械元件，常应用在机械设备的传动系统中，在对齿轮进行生产加工时，通常需要对齿轮进行齿面淬火处理。近年来，激光淬火已从实验室研究走向真正工业应用，成为材料表面改性的重要手段之一，且激光淬火相比渗碳、渗氮淬火具有质量好、周期短、成本低、污染少等优点。目前，使用激光对零件进行加工大多数依赖六轴机器人，变位装夹机构存在适用性单一、夹持范围不可调、手动夹紧等问题。
[0003]申请号为201920645240.5的中国技术专利提出了一种齿轮激光淬火机专用平台，有效解决了夹持范围不可调的问题，但是其四轴变位机构只能满足三个轴向的移动，不能改变齿轮的倾斜角度，因此并不适用于斜齿轮的表面淬火。申请号为202220967017.4的中国技术专利提出了一种高效的齿轮加工机床用齿轮夹具，有效的解决了夹持范围不可调、手动夹紧的问题，但是其工作台连接机架，变位结构固定在承载板，还是存在不能调整齿轮倾斜角度的问题。目前能够适用于不同齿轮类型的激光淬火变位夹具装置还未见报道。
技术实现思路
[0004]本技术针对上述现有技术的不足，提供了一种适用于齿面激光淬火的变位夹具设备；该齿面激光淬火的变位夹具设备能够自动夹紧多种尺寸的齿轮，提高装卸工件的效率；还可以实现连续齿面加工，且加工角度可根据激光入射角进行调整，不依赖六轴机器人。
[0005]本技术是通过如下技术方案实现的：
[0006]一种适用于齿面激光淬火的变位夹具装置，包括由上至下依次设置的齿轮夹紧机构、上旋转齿轮机构、下旋转齿轮机构和倾斜齿轮机构；所述齿轮夹紧机构用于固定待加工齿轮，所述上旋转齿轮机构用于旋转待加工齿轮；所述下旋转齿轮机构用于调节待加工齿轮的加工角度；所述倾斜齿轮机构用于调节待加工齿轮的倾斜角度。
[0007]进一步的，所述齿轮夹紧机构包括三爪卡盘、传动轴、两个锥齿轮、第一步进电机和电机底座；电机底座固定安装在上旋转齿轮机构上，与上旋转齿轮机构联动；第一步进电机安装在电机底座上；两个锥齿轮相互啮合，一个锥齿轮通过键与第一步进电机的输出轴连接，另一个锥齿轮通过键与传动轴连接；所述三爪卡盘固定安装在电机底座上方，由传动轴驱动三爪卡盘夹紧或松开。
[0008]进一步的，所述三爪卡盘包括小伞齿、大伞齿和三个卡爪；小伞齿通过键套装在传动轴上，小伞齿与大伞齿相互啮合，大伞齿转动带动三个卡爪收缩或撑开。
[0009]进一步的，所述上旋转齿轮机构包括工作台、旋转箱、旋转主轴、圆锥滚子轴承、大
圆柱齿轮、小圆柱齿轮、第二电机输出轴和第二步进电机；旋转主轴一端通过圆锥滚子轴承安装在工作台的通孔键槽内，另一端通过圆锥滚子轴承安装在旋转箱底部；大圆柱齿轮、小圆柱齿轮、第二电机输出轴和第二步进电机均安装在旋转箱内部，大圆柱齿轮通过键与旋转主轴连接，小圆柱齿轮通过键与第二步进电机的第二电机输出轴连接，大圆柱齿轮和小圆柱齿轮啮合连接。
[0010]进一步的，所述下旋转齿轮机构包括旋转底座、左旋转轴、右旋转轴、蜗轮、蜗杆、两个传动齿轮、固定块、第三电机输出轴和第三步进电机；所述旋转底座底面四个角各开设有一滑槽；蜗杆与第三步进电机分别通过两块固定块安装在旋转底座的侧板上；两个传动齿轮相互啮合，蜗轮与蜗杆相互啮合；第三步进电机通过第三电机输出轴与第一个传动齿轮相连，第二个传动齿轮与蜗杆相互啮合，蜗轮与右旋转轴通过键同轴连接；左旋转轴、右旋转轴同轴设置，两者均设置在旋转底座上方，并与上旋转齿轮机构的旋转箱的两侧固定，用于带动旋转箱同步旋转。
[0011]进一步的，所述倾斜齿轮机构包括倾斜底座、限位块、四个推力电机、倾斜底座支架、倾斜轴和深沟球轴承；四个推力电机均固定在倾斜底座上，两个推力电机位于倾斜轴的左侧，两个位于倾斜轴的右侧；每个推力电机的推力杆均与一滑块铰接；四个滑块分别设置在旋转底座底部四个角的滑槽内；倾斜轴穿过旋转底座上设置的两个通孔，通过倾斜底座支架架设在四个推力电机上方；倾斜轴与旋转底座的通孔之间设置有深沟球轴承；所述限位块为两个，分别设置在倾斜轴的左右两侧，且位于旋转底座的下方。
[0012]本技术专利具有如下有益效果：
[0013](1)本技术通过齿轮夹紧机构，实现了对多种尺寸齿轮的自动夹紧工作。电机通过锥齿轮将动力传动到三爪卡盘的小伞齿上，小伞齿的转动方向控制三个卡爪外扩和内收。加工齿轮侧面平放于三个卡爪的中间台阶面上，当三个卡爪从中心往外扩直到上台阶的圆弧面与加工齿轮内孔完全贴紧后完成夹紧。
[0014](2)本技术通过上旋转齿轮机构，能够使整个齿轮夹紧机构绕旋转主轴进行360
°
任意角度旋转。当进行齿面激光淬火时，根据待加工齿轮每个齿间的角度，每完成一个齿面的扫描时，电机转过一定圈数控制整个齿轮夹紧机构转过该角度，使下一个待加工齿面转到相同的加工位置，达到连续加工的工作。
[0015](3)本技术通过下旋转齿轮机构，可根据光斑位置来调整加工齿轮的加工角度。电机驱动传动齿轮转动从而带动蜗轮蜗杆旋转，继而使右旋转轴转动，右旋转轴与上旋转齿轮机构连接，最终使上旋转齿轮机构与齿轮夹紧机构绕左、右旋转轴做0～90
°
的转动，以达到调整加工角度的工作。
[0016](4)本技术通过倾斜齿轮机构，可根据光斑位置来调整加工齿面的倾斜角度。倾斜底座上安装有推力电机，一边两个推力电机驱动推力杆同时上升，另一边两个推力电机驱动推力杆同时下降，从而使旋转底座绕倾斜轴旋转，继而使齿轮夹紧机构倾斜，调整加工齿面的倾斜角度。
附图说明
[0017]图1是适用于齿面激光淬火的变位夹具装置三维轴测图；
[0018]图2是齿轮夹紧机构的全剖视图；
[0019]图3是上旋转齿轮机构的全剖视图；
[0020]图4是下旋转齿轮机构的三维轴测图；
[0021]图5是倾斜齿轮机构的三维轴测图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步详细的说明。
[0023]如图1
‑
5所示，本技术专利提供一种适用于齿面激光淬火的变位夹具装置，包括自动可调的齿轮夹紧机构1、上旋转齿轮机构2、下旋转齿轮机构3和倾斜齿轮机构4。
[0024]所述齿轮夹紧机构1为变位机构固定待加工齿轮，上旋转齿轮机构2通过工作台21和电机底座15与三爪卡盘11连接，达到自动旋转加工齿面的功能；下旋转齿轮机构3通过蜗轮34转动旋转箱22，使加工齿轮处于需要的加工角度；倾斜齿轮机构4通过底座上两边推力电机43的同时升降，来调节需要的倾斜角度。
[0025]具体的讲，所述齿轮夹紧机构1包括三爪卡盘11、传动轴12、两个锥齿轮13、第一步进电机14和电机底座15。所述三爪卡盘11包括小伞齿111、大伞本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于齿面激光淬火的变位夹具装置，其特征在于，包括由上至下依次设置的齿轮夹紧机构(1)、上旋转齿轮机构(2)、下旋转齿轮机构(3)和倾斜齿轮机构(4)；所述齿轮夹紧机构(1)用于固定待加工齿轮，所述上旋转齿轮机构(2)用于旋转待加工齿轮；所述下旋转齿轮机构(3)用于调节待加工齿轮的加工角度；所述倾斜齿轮机构(4)用于调节待加工齿轮的倾斜角度。2.根据权利要求1所述的适用于齿面激光淬火的变位夹具装置，其特征在于，所述齿轮夹紧机构(1)包括三爪卡盘(11)、传动轴(12)、两个锥齿轮(13)、第一步进电机(14)和电机底座(15)；电机底座(15)固定安装在上旋转齿轮机构(2)上，与上旋转齿轮机构(2)联动；第一步进电机(14)安装在电机底座(15)上；两个锥齿轮(13)相互啮合，一个锥齿轮(13)通过键与第一步进电机(14)的输出轴连接，另一个锥齿轮(13)通过键与传动轴(12)连接；所述三爪卡盘(11)固定安装在电机底座(15)上方，由传动轴(12)驱动三爪卡盘(11)夹紧或松开。3.根据权利要求2所述的适用于齿面激光淬火的变位夹具装置，其特征在于，所述三爪卡盘(11)包括小伞齿(111)、大伞齿(112)和三个卡爪(113)；小伞齿(111)通过键套装在传动轴(12)上，小伞齿(111)与大伞齿(112)相互啮合，大伞齿(112)转动带动三个卡爪(113)收缩或撑开。4.根据权利要求1所述的适用于齿面激光淬火的变位夹具装置，其特征在于，所述上旋转齿轮机构(2)包括工作台(21)、旋转箱(22)、旋转主轴(23)、圆锥滚子轴承(24)、大圆柱齿轮(26)、小圆柱齿轮(27)、第二电机输出轴(28)和第二步进电机(29)；旋转主轴(23)一端通过圆锥滚子轴承(24)安装在工作台(21)的通孔键槽内，另一端通过圆锥滚子轴承(24)安装在旋转箱(22)底部；大圆柱齿轮(26)、小圆柱齿轮(27)、第二电机输出轴(28)和第二步进电机(29)均安装在旋转箱(22)内部，大圆柱齿轮(...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈洁，屠飞越，曹宇，郑禹，杜王静，吴旭浩，刘文文，赵超，陈务，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。