本發明涉及滾齒工裝，具體為一種用于齒輪加工的臥式滾齒工裝。

背景技術：

1、滾齒工藝是通過滾刀與工件之間進行連續的嚙合運動，從而在工件上形成齒形的齒輪加工工藝；其中，滾齒工藝分為立式滾齒工藝和臥式滾齒工藝，兩者的主要區別為加工時滾刀與工件之間的位置不同，立式滾齒工藝中工件呈豎直設置，滾刀與工件平行或垂直設置，由于工件豎直設置，對于工件的徑向支撐較為困難，因此立式滾齒工藝更適用于盤類或短軸類工件的齒輪加工；臥式滾齒工藝中工件和滾刀均水平設置，兩者之間交叉形成一定的角度，由于工件呈水平設置，容易在工作臺上設置徑向支撐工裝，因此臥式滾齒工藝更適用于長軸類工件的齒輪加工。

2、臥式滾齒工藝在加工長徑比大于5:1的長軸工件時，為避免長軸工件在自身重量和切削力的作用下發生撓曲變形，從而造成長軸工件上齒輪的齒輪精度和齒面質量下降的問題，通常在工作臺上設置徑向支撐工裝以保證長軸工件在滾齒加工時的穩定性，例如c型中心架或液壓中心架，上述兩種中心架均設置有至少三組夾爪對長軸工件進行定心和夾持，且均存在一側進刀空間，從而避免了齒輪加工時滾齒刀與中心架發生干涉；然而，上述兩種中心架的三組夾爪中至少存在兩組夾爪采用機械支撐結構完成夾持和支撐，由于機械支撐結構的剛性強，無法抑制滾齒加工過程中產生的振動，且隨著使用時間的累積，機械支撐結構容易因磨損或松動而穩定性下降，從而容易造成工件的局部振動，進而降低齒輪的加工精度和表面質量。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種用于齒輪加工的臥式滾齒工裝，以解決采用臥式滾齒工藝加工長徑比大于5:1的長軸工件時，需要采用中心架對長軸工件進行徑向支撐，而現有中心架中均存在機械支撐結構，機械支撐結構容易因磨損或松動而穩定性下降，從而容易造成工件的局部振動，進而降低齒輪的加工精度和表面質量的問題。

2、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

3、包括支座、推桿和搖桿，所述支座安裝在機床工作臺導軌上，所述支座的上側中部開設有貫穿前后兩端的u型開口，所述u型開口的底部上開設有豎直的限位孔，所述推桿滑動安裝在限位孔內，所述限位孔和推桿均為非回轉體結構，所述搖桿數量為2個，且對稱設置在u型開口的兩側，兩個所述搖桿的下端均與支座轉動連接，所述推桿和兩個搖桿的上端均轉動連接有滾動件，三個所述滾動件相互接觸時呈圓周陣列分布，所述支座內轉動連接有2個液壓輪，兩個所述液壓輪分別與兩個搖桿的下端同軸固定連接，所述液壓輪的側壁上設有壓力面，所述支座內設有液壓組件，所述液壓組件分別與推桿的下端和液壓輪的壓力面相連接，所述液壓組件被設計為，所述液壓組件的壓力升高時驅動推桿向上運動并驅動搖桿向u型開口的內側轉動。

4、通過將液壓組件作為液壓輪和推桿的驅動源，滾齒加工時，液壓系統可抑制一部分的振動，從而降低切削力對長軸工件的影響，減少長軸工件在齒輪加工時的跳動，從而保證長軸工件上的齒輪精度和齒面質量。

5、優選的，所述液壓組件包括調節螺栓、液壓桿和液壓輪，所述支座內設有一個液壓孔和兩個安裝孔，所述液壓孔設于限位孔的底端的中部，兩個所述安裝孔對稱設置于u型開口的兩側，所述支座的一側壁設有螺紋孔，所述調節螺栓螺紋連接于螺紋孔內，所述螺紋孔與液壓孔相通，所述支座包括安裝座和組合座，所述安裝座與組合座前后對稱，所述安裝座朝向組合座的側壁上開設有液壓通道，兩個所述安裝孔與液壓孔之間通過液壓通道連通，所述液壓桿設于推桿的下端中部，所述液壓桿與液壓孔滑動連接，兩個所述液壓輪分別同軸設于兩個安裝孔內，所述液壓輪的側面包括圓弧面、壓力面和弧形面，所述液壓輪的軸心線位于壓力面的延伸面內，所述弧形面的一端與壓力面延伸至液壓輪內側的一端相接，另一端與圓弧面相接，所述壓力面、弧形面與安裝孔的內側壁之間組成液壓腔，兩個所述液壓腔均位于液壓輪的下側，兩個所述液壓輪上的壓力面均設于遠離推桿的一側，所述液壓腔與液壓通道連通。

6、對長軸工件進行定心夾持時，先采用頂尖對長軸工件的兩端進行定心固定，再轉動調節螺栓向螺紋孔的內側旋入，所述液壓孔內的液壓油壓力上升，所述液壓桿在液壓力的作用下向上運動，至所述推桿上端的滾動件與長軸工件接觸，所述推桿無法繼續向上運動，由于所述液壓孔與安裝孔之間通過液壓通道相連通，所述安裝孔內的液壓油壓力跟隨液壓孔內的液壓油壓力上升，安裝孔內的液壓油壓力作用在壓力面上，所述液壓輪在液壓油壓力的作用下發生轉動，且兩側的液壓輪的轉動方向均朝向u型開口的內側，直至兩個搖桿上端的兩個滾動件均與長軸工件接觸，由此完成三個滾動件與長軸工件的定心，此時的，三個滾動件作用在長軸工件上的夾持力較小；繼續轉動調節螺栓向螺紋孔的內側旋入，所述液壓孔和安裝孔內的液壓油壓力繼續上升，從而提高三個滾動件作用在長軸工件上的夾持力；通過將作用在液壓桿和液壓輪上的液壓油設置在一個液壓系統內，保證了作用在液壓桿和液壓輪上的液壓油壓力相同，保證了三個滾動件的同步性，從而保證三個滾動件的定心效果。

7、進一步的，所述液壓孔、液壓通道和安裝孔內的液壓油量保持不變，結合液壓油的不可壓縮性，在對長軸工件夾持時，即使長軸工件受到沖擊力時，由于液壓孔內的液壓油無法向液壓通道或安裝孔內排出，因此所述液壓孔內和安裝孔內的液壓油量不發生變化，因此所述液壓桿無法向下或向上運動，兩側的搖桿也無法發生轉動，從而保證工裝在夾持時的穩定性，且液壓油可抑制部分振動，降低長軸工件的跳動，從而保證長軸工件上的齒輪精度和齒面質量。

8、更進一步的，所述安裝腔內的液壓油壓力升高后，所述安裝孔內的液壓輪的前后兩端面均受到液壓油壓力的作用，由于液壓輪前后兩端的受力面積相同，即所述液壓輪在軸向方向上受到的液壓力相同且相互抵消，從而保證液壓輪在軸向方向上不發生竄動，即液壓輪與安裝孔的前后側壁不發生摩擦，保證液壓輪在安裝孔內轉動的流暢性和穩定性，進而保證了兩個液壓輪的同步性。

9、優選的，單個所述液壓輪對應的滾動件的軸心線位于該液壓輪上的壓力面的延伸面內，所述液壓輪與對應的滾動件的中心距為l1，所述圓弧面的半徑為r1，所述壓力面與弧形面相接處的半徑為r2，所述液壓桿的下端面面積為s1，所述壓力面的面積為s2，其中，s1＝[(r1+r2)*s2]/(2*l1)。

10、若所述推桿和搖桿作用在長軸工件上的夾持力不同，容易造成長軸工件轉動時的穩定性下降，或造成長軸工件產生內用力而發生撓曲變形；為此，通過上述設置，因為所述液壓孔與安裝孔之間通過液壓通道連通，在對長軸工件夾持時，所述液壓孔和安裝孔內的液壓壓強均為p；因此，所述液壓桿受到的液壓力f1＝p*s1＝p*[(r1+r2)*s2]/(2*l1)，所述壓力面受到的液壓力f2＝p*s2，由于所述壓力面與滾動件之間呈杠桿結構，因此，轉換至搖桿上的滾動件上的夾持力f3＝f2*[r2+(r1-r2)/2]/l1＝p*[(r1+r2)*s2]/(2*l1)＝f1，從而保證了推桿和搖桿作用至長軸工件上的夾持力相同，保證了工裝對長軸工件的定心效果和夾持穩定性。

11、優選的，所述安裝座朝向組合座的側壁上設有密封槽，所述密封槽分別與液壓孔、螺紋孔、液壓通道和安裝孔的內壁等距，且密封槽內設有密封膠條，所述組合座朝向安裝座的側壁上設有密封凸起，所述密封凸起與密封槽適配，所述密封凸起遠離組合座的端面上設有倒角，所述密封凸起的高度與密封膠條的厚度之和大于密封槽的深度。

12、為了便于液壓通道和安裝孔的生產加工，同時為了便于液壓輪的裝配，因此支座采用安裝座和組合座螺栓連接的分體結構，而支座內設有液壓系統，為避免在夾持長軸零件時，液壓油通過安裝座和組合座之間的配合間隙滲漏，造成夾持力不穩定或夾持失效，因此對安裝座和組合座之間的貼合度要求較高，即對安裝座和組合座之間的配合面的平面度要求較高，因此會造成加工成本的提高；為此，通過在安裝座上設置密封槽和密封膠條，并在組合座上設置密封凸起，所述安裝座和組合座螺紋連接時，所述密封凸起嵌入安裝槽內并擠壓密封膠條，從而實現對安裝座和組合座之間的密封，保證了安裝座和組合座之間的密封性，從而保證了工裝的夾持穩定性，同時降低了安裝座和組合座的加工成本；又由于密封槽為異形軌跡，所述密封凸起上設置的倒角利于密封凸起嵌入安裝槽內，便于安裝座和組合座之間的裝配。

13、優選的，所述搖桿包括安裝部和搖臂部，所述搖臂部數量為2，兩個所述搖臂部的下端均與液壓輪固定連接，上端均與安裝部的下端相連接，所述安裝部的上端與滾動件轉動連接，兩個所述搖臂部與安裝部呈u形。通過將搖桿設置為雙搖臂結構，在滾齒過程中，長軸工件上的振動和夾持反作用力分散至兩個搖臂部，再通過兩個搖臂部傳遞至液壓輪，從而提高了搖桿與液壓輪之間的整體穩定性，提高了搖桿的抗沖擊能力和結構穩定性。

14、優選的，三個滾動件均為包括滾針軸承、深溝球軸承或滾柱軸承中的任一種，所述滾動件的軸心線呈水平，所述滾動件的外側壁上開設有環形的安裝槽，所述安裝槽與滾動件同軸，所述安裝槽的底部設有注油孔，所述注油孔貫穿滾動件的外殼，所述安裝槽設有密封圈，且所述密封圈的外徑小于滾動件的外徑。

15、在滾齒過程中，長軸工件需要跟隨滾刀進行連續的嚙合運動，即長軸工件在滾齒過程中進行轉動，因此，長軸工件在滾齒過程中與滾動件發生滾動運動，而采用軸承作為滾動件，所述滾動件與長軸工件之間的接觸為線接觸，一方面，提高了滾動件對長軸工件的支撐長度，提高長軸工件轉動時的穩定性，另一方面，避免了滾動件與長軸工件之間的接觸面積過小，分散從而減少在加工過程中滾動件在長軸工件的表面造成劃痕而影響長軸工件的表面質量；進一步的，由于所述滾動件與長軸工件之間為滾動運動，為避免滾動件在轉動過程中出現卡頓而在長軸工件上產生劃痕，因此，通過滾動件的外側壁上設置注油口，便于向滾動件內注入潤滑油或潤滑脂，避免滾動件內潤滑不佳造成滾動件的卡滯，同時，在滾動件的外側壁上設置密封圈，避免了滾動件內的潤滑油或潤滑脂泄露，同時避免切削液、切削或粉塵進入滾動件內，造成滾動件的銹蝕或卡頓；從而保證了滾動件的轉動平穩性和使用壽命。

16、優選的，所述u型開口的底部設有4個簧片，每個所述簧片分別對應一個搖臂部，多個所述簧片的上端分別與對應的搖臂部靠近推桿的一側壁滑動連接，下端均固定安裝在u型開口的底部，所述搖臂部朝向u型開口的內側轉動時簧片逐漸被壓縮。由于將調節螺栓向螺紋孔外旋出時，液壓腔內的液壓油量不發生變化，因此兩側的搖桿保持原夾持位置，而此時液壓腔內的液壓力下降，需要操作人員手動撥動兩側的搖桿向遠離推桿的方向轉動，不利于設備的自動化生產；為此，通過簧片的設置，所述調節螺栓向螺栓孔外旋出時，液壓腔內的液壓力下降，至所述液壓輪受到的液壓力小于兩個簧片的彈力時，所述簧片釋放彈力并推動搖桿向遠離推桿的一側轉動，從而避免完成搖桿的復位，便于對后續待加工長軸工件進行夾持。

17、優選的，所述液壓輪的前后兩端面上同軸設有環形的密封環，所述安裝孔的前后側壁上均設有密封片，所述密封片采用軟質材料制成，所述密封環與密封片滑動連接，且所述密封環的前后投影位于密封片內。由于在對長軸工件進行夾持時，所述安裝孔填充滿液壓油，所述安裝孔內的液壓油容易從支座上的銷軸孔泄露，從而造成安裝孔和液壓孔內的液壓力下降，從而降低夾持力；通過在液壓輪上設置密封環，同時在安裝孔內設置密封片，由于密封環與密封片的密封作用，所述安裝孔內的液壓油無法通過液壓輪與安裝孔之間的間隙流動至支座的銷軸孔處，從而避免安裝孔內的液壓油泄露至支座外，從而避免了因液壓油泄露造成液壓系統的壓力不穩定，保證了推桿、搖桿對長軸工件的夾持力保持不變，進而保證工裝的夾持穩定性。

18、與現有技術相比，本發明的有益效果為：

19、1、本發明通過將液壓組件作為液壓輪和推桿的驅動源，滾齒加工時，液壓系統可抑制一部分的振動，減少長軸工件在齒輪加工時的跳動，從而降低切削力對長軸工件的影響，進而保證了長軸工件上的齒輪精度和齒面質量。

20、2、本發明通過將作用在液壓桿和液壓輪上的液壓油設置在一個液壓系統內，保證了三個滾動件的同步性，從而保證三個滾動件的定心效果；且將液壓桿的受力面與液壓輪的壓力面設置為固定比值，從而保證了推桿和搖桿作用至長軸工件上的夾持力相同，保證了工裝對長軸工件的定心效果和夾持穩定性。

21、3、本發明通過將支座設置為分體結構，同時分別在安裝座上設置密封槽和密封膠條，并在組合座上設置密封凸起，密封凸起和密封槽的配合實現對安裝座和組合座之間的密封，保證了安裝座和組合座之間的密封性，避免液壓系統的液壓油泄露，從而保證了工裝的夾持穩定性，同時降低了安裝座和組合座的加工成本。