CN102869475A - 用于大型小齿轮机加工的摇台 - Google Patents

Abstract

一种用于大型小齿轮或坯件（4）的摇台装置（2），其中，小齿轮可被支承和转动，以进行机加工。摇台装置包括一个或多个可调节的棱柱形单元（30，32），它们分别包括多个角板（34，36，38，40），这些角板沿摇台装置的宽度朝向和/或远离彼此可动，以使放置于摇台上的小齿轮（4）升高和降低和/或侧向移位，以定位该小齿轮，从而进行机加工。

Description

用于大型小齿轮机加工的摇台

本申请要求2010年5月5日提交的美国临时专利申请第61/331,549号的权益，其全部内容以参见的方式纳入本文。

技术领域

本发明总地涉及对齿轮的机加工，并尤其涉及用于大型小齿轮的机加工的摇台。

技术背景

齿圈直径为1000毫米到2500毫米或甚至2500毫米以上的齿轮组通常具有长于1000毫米的、例如甚至长于2000毫米以上的小齿轮轴。目前，将这种小齿轮保持在垂直位置。在大多数情况下，颠倒夹持是不可以的。较长的小齿轮在与小齿轮头相对的端部上沿垂直定向夹持到转动台。这将机加工区定位到多轴线机加工中心的垂直行程的上部区域，这将使刚度减小并降低精度。然而，在大多数情况下，由于那些机床的垂直行程的限制，不可以对具有大于1500毫米轴的小齿轮进行机加工。

已知利用如在例如授予Chiappetti的美国专利4,340,211中公开的V形块（也被称为“V槽块”）或者如由授予George的美国专利4,445,678公开的一对V形块来水平地夹持具有弯曲外表面的物体，诸如是圆形的细长工作件。尽管这种装置能夹持圆形杆料的各种长度，但小齿轮头的尺寸仍会呈多轴线机加工中心的轴线行程的容量将受到挑战的程度，并且仍要担心刚度和精度的减小。

发明内容

本发明涉及一种用于大致圆柱形工件的摇台装置，工件诸如是大型小齿轮或坯件（即，小齿轮工件），其中，小齿轮工件可被支承和转动以进行机加工。小齿轮摇台包括一个或多个可调节的棱柱形定位单位，这些定位单元分别包括多个角板，这些角板沿小齿轮摇台的宽度朝向彼此和远离彼此可动，以使放置于角板上的小齿轮升高和降低和/或侧向移位，以为机加工而定位小齿轮。

附图说明

图1示出根据本发明的小齿轮摇台的俯视图。

图2是本发明的小齿轮摇台的剖开侧视图。

图3示出本发明的小齿轮摇台的后视图。

图4是两个机加工区和用于接近这两个机加工区的小齿轮摇台转动、以对所有齿槽进行机加工的示例性视图。

图5示出与图3相同的视图，并包括附加的导轨段，由此使摇台能进行360度的转动。

具体实施方式

在对本发明的任何特征和至少一种构造进行详细说明之前，应理解的是，本发明并不局限于将其应用至下面说明书所述或附图中所示的构造细节和部件布置。本发明能够呈其它构造，并能够以各种方式来实践或实施。还有，应理解的是，这里所用的措词和术语是为了说明的目的，而不应被认作为是限制性的。

图1-3示出本发明的小齿轮摇台2（为了清楚地显示而在图1中省去夹具），小齿轮4定位在该小齿轮摇台上。小齿轮摇台具有沿摇台的长度方向（轴向）延伸的中心线C。小齿轮4包括小齿轮头6、第一轴部8和第二轴部10，（第一）轴部8的直径大于第二轴部10。应注意到小齿轮轴的直径可以沿其整个长度均匀，或者齿轮轴可沿其长度包括两个或更多个不同的直径部。

小齿轮摇台2包括基座12、第一支承架14和第二支承架16。第一支承架14经由诸如多个螺栓15的合适可移除附连装置或通过支架附连于基座12。第二支承架16经由诸如螺栓17的合适可移除附连装置或通过支架附连于基座12。替代地，第一支承架14、16可通过焊接附连于基座12，或可诸如通过铸造与基座12一体地形成作为单个单元。基座12、第一支承架14和第二支承架16可例如由铸铁、钢或矿物浇注填料制成。小齿轮摇台2能通过吊车或叉车放置和/或移除，并可用支架或螺栓向下夹到工厂地板，或者机加工中心或齿轮制造机器的框架、工作台或转动工作台。

小齿轮摇台2还包括内转动构件18，该内转动构件包括前弧形构件20、后弧形构件22和底板构件24。较佳地，弧形构件20、22具有圆弧形、在多数情况下较佳为半圆形的形状。弧形构件20、22定位成在对应的支承架14、16的内表面上转动。可逆马达26和蜗轮28（图3）可与在弧形构件22的外周缘内形成的对应齿（例如，蜗轮装置的齿，未示出）啮合，以使内转动构件18围绕中心线C转动和定位，以对小齿轮4进行机加工和加载/卸载。因此，中心线C表示内转动构件18的转动轴线。替代地，马达26和蜗轮28可与弧形构件20配合，或每个弧形构件20、22可与马达26和蜗轮28相关联。如由技术人员可理解地，可以采用使内转动构件18转动和定位的其它装置。

在底板24上定位有至少一个、较佳为两个可调节的棱柱形的定位单元30、32，这些定位单元沿小齿轮摇台2的长度设置，每个棱柱形单元包括多个交替和相对的角板。棱柱形单元30包括角板34、36，棱柱形单元32包括角板38、40。角板34、36和38、40可沿小齿轮摇台2的宽度朝向和远离彼此运动（即，大致垂直于中心线C），以升高和降低定位于角板上的小齿轮。

棱柱形单元30包括一对轴向定位的导轨42、44，角板34、36交替地设置在导轨之间。角板34经由马达46运动，从而经由合适装置（例如，蜗轮装置、球套）作用于48和50，以使杆52沿导轨42、44的任一方向运动。杆52附连于角板34，由此使角板与运动的杆52一起运动。从马达46延伸到装置48、50的驱动轴可定位在杆52内。相似地，角板36经由马达54沿导轨42、44的任一方向运动。杆56附连于角板36，由此使角板与运动的杆56一起运动。从马达54延伸到装置58、60的驱动轴可定位在杆56内。可看到角板34、36朝向彼此的运动造成工件的向上运动，而角板34、36远离彼此的运动造成工件的向下运动。

以相似的方式，棱柱形单元32包括一对轴向定位的导轨62、64，角板38、40交替地设置在导轨之间。角板38经由马达66运动，从而经由合适装置（例如，蜗轮装置、球套）作用于68和70，以使杆72沿导轨62、64的任一方向运动。杆72附连于角板38，由此使角板与运动的杆72一起运动。从马达66延伸到装置68的驱动轴74（例如，如图3中可见的蜗轮装置76和球套78）和70可定位在杆72内。相似地，角板40经由马达80沿导轨42、44的任一方向运动。杆82附连于角板40，由此使角板40与运动的杆82一起运动。从马达80延伸到装置86的驱动轴84（例如，如图3中可见的蜗轮装置90和球套92）和88可定位在杆82内。可看到角板38、40朝向彼此的运动造成工件的向上运动，而角板38、40远离彼此的运动造成工件的向下运动。

角板34、36和38、40较佳地起初根据将定位在摇台2内的齿轮的直径相对于彼此定位，以使小齿轮的转动轴线与摇台2的中心线C对准。参照附图中所示的小齿轮4，可看到给定齿轮轴部8、10的不同直径，角板38、40可比以角板34、36更靠近彼此来定位。一旦小齿轮4放置于摇台2内，会有必要对角板34、36和/或38、40的定位进行调节，以实现适当的轴线/中心线对准。一旦对准，一个或多个顶部夹具可定位在每个棱柱形单元30、32处。在图3中示出后顶部夹具94。

还应理解到角板34、36（和/或38、40）各自沿相同方向的运动可用于沿摇台2的宽度转移工件的位置。

转动致动器（例如，马达26）较佳地联接于机床的控制件（例如，CNC），诸如是多轴线机加工中心。还可以使用单独的控制件，该控制件接收手动或电子信号，以从小齿轮的一个齿槽位置变位到下一个齿槽位置。尽管摇台主要用于在齿槽位置之间变位（例如，槽间距），但摇台还可执行部分或全部的滚动运动。马达46、54、66和80还较佳地联接于机床的控制件，但可替代地在摇台2处具有单独的控制件。

测量探头可用于定位基准面，以在机器控制件内建立摇台轴线。还能用测量探头来确定小齿轮的轴向位置。摇台能转动+/-90°，且这样将允许小齿轮坯件上的每个点绕其轴线转动180°。

如图4中可见，如果铣槽区域首先（1）是用于齿数的一半，并且如果机加工区从（1）改变到区（2），其中（2）是沿绕小齿轮轴线的方向与（1）间隔开约180°，则可用铣刀或磨削刀具来到达整个360°周缘，以对小齿轮的所有齿槽进行机加工。摇台转动能覆盖大于+/-90°的一定量，以实现机加工的各段之间的重合区。

如图5中可见，本发明还设想安装在构件20和/或22上的一个或多个附加的弧形导轨段96（示出一个）、较佳地圆弧形的导轨段，以实现360度的摇台转动。附加的弧形导轨段经由任何适当的连接件（例如，燕尾形部件）在其端面处连接到构件20和/或22，以使构件22和96之间形成的接缝98对于安装在摇台2内的小齿轮的转动不造成阻碍。较佳地，构件20和/或22与附加的弧形（例如，半圆弧）导轨构件段96预组装，以形成圆形导轨，然后齿（例如，蜗轮装置的齿）形成于预组装好的圆形导轨的外周缘内。然后将圆形导轨拆开，构件20和/或22定位在摇台2内。当期望时，附加的构件96定位在摇台2上，且由于所有圆形导轨齿在预组装状态下的变形而实现适于切齿或磨齿操作的、跨接缝98传动的精确水平。

摇台的一优点是水平定向，该水平定向允许将带齿区定位在具有有限的垂直行程的机器内的下垂直行程范围内。本发明摇台的另一优点是利用重力来使较长的小齿轮紧密地保持在棱柱形底座内，直至完成对中心线的调节，并借助夹具将小齿轮夹到摇台。

还可以不调节中心线的高度和定向，并使用局部机器探头的测量结果来相对于多轴线机加工中心定位实际中心线和轴向小齿轮位置，并将刀具路径的侧表面变为小齿轮的实际位置。

尽管参照较佳实施例对本发明进行了描述，但应当理解，本发明并不限于其特定形式。本发明旨在包括对本发明所属领域的技术人员显而易见的各种改型，而不偏离所附权利要求书的精神和范围。

Claims (15)

1.一种为了机加工而支承和定位大致圆柱形工件的摇台，所述摇台具有沿长度方向延伸的中心线，并包括：

至少一个可调节的棱柱形定位单元，所述定位单元包括多个交替和相对的角板，所述角板沿所述长度方向设置，

所述角板沿大致垂直于所述长度方向的方向朝向彼此和远离彼此可动，由此，放置于所述角板上的所述工件能定位成使所述工件的转动轴线与所述摇台的所述中心线重合，

所述至少一个可调节的棱柱形定位单元绕所述中心线可转动。

2.如权利要求1所述的摇台，其特征在于，还包括绕所述中心线可转动的第一和第二弧形构件，所述至少一个可调节的棱柱形定位单元与所述第一和第二弧形构件一起转动。

3.如权利要求2所述的摇台，其特征在于，还包括底板构件，所述底板构件在所述第一和第二弧形构件之间延伸，所述至少一个可调节的棱柱形定位单元附连于所述底板构件。

4.如权利要求2所述的摇台，其特征在于，所述第一和第二弧形构件呈圆弧的形式。

5.如权利要求4所述的摇台，其特征在于，至少一个附加的圆弧段附连于所述第一和第二弧形构件中的每个弧形构件，由此形成完整的圆形构件。

6.如权利要求2所述的摇台，其特征在于，所述第一和第二弧形构件包括位于其外表面上的齿。

7.如权利要求6所述的摇台，其特征在于，所述第一和第二弧形构件经由马达和齿轮可转动，所述齿轮与所述第一和第二弧形构件的所述齿啮合。

8.如权利要求1所述的摇台，其特征在于，包括两个棱柱形定位单元，所述棱柱形定位单元包括多个交替和相对的角板，所述角板沿所述长度方向设置。

9.如权利要求1所述的摇台，其特征在于，还包括顶部夹具。

10.如权利要求1所述的摇台，其特征在于，还包括控制所述角板的运动和所述至少一个可调节的棱柱形定位单元的转动的装置。

11.如权利要求1所述的摇台，其特征在于，所述摇台附连于具有控制装置的机床。

12.如权利要求11所述的摇台，其特征在于，所述角板的运动和所述至少一个可调节的棱柱形定位单元的转动由所述机床的所述控制装置来控制。

13.如权利要求1所述的摇台，其特征在于，所述工件包括小齿轮或小齿轮坯件。

14.如权利要求1所述的摇台，其特征在于，关于水平基准面，所述相对的角板朝向彼此相对可动，以使工件远离所述基准面运动，且所述相对的角板远离彼此相对可动，以使工件朝向所述基准面运动。

15.如权利要求1所述的摇台，其特征在于，相对的角板能沿大致垂直于所述长度方向的方向一起运动，由此，所述工件沿大致垂直于所述长度方向的所述方向可动。

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