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专利摘要

本发明公开了一种实现高铁齿轮轴近零滑动的主从协同定位夹紧装置，包括主定位顶尖组件和从定位轴颈夹头组件，主定位顶尖组件用于实现齿轮轴轴向定位和径向定位，其中卡盘、卡盘定位板、下顶尖和圆螺母为夹具体，夹具体通过传动系统与电机轴相连，从定位轴颈夹头组件用于实现齿轮轴周向定位，其一端夹紧齿轮轴，另一端与卡盘夹紧固定，通过主从协同定位，限制齿轮轴的六个自由度。使用该装置，齿轮轴装卸方便，定位精度高；实现了齿轮轴与夹具体之间近零滑动定位夹紧，抑制了由于夹具体速度突变引起的齿轮轴冲击及滑动，进而实现了齿轮轴与电机轴高度同步转动，保证了超精密数控抛光时齿轮轴齿面高的形状精度和表面质量。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202210174722.3
申请日期:
2022-02-24
专利申请人:
西南交通大学
分类号:
B23F23/06 ; B23F19/00
发明/设计人:
江亮，谢鸿升，钱林茂，晏璐文，叶夫义
权利要求: 1.一种实现高铁齿轮轴近零滑动的主从协同定位夹紧装置，其特征在于：包括主定位顶尖组件(1)和从定位轴颈夹头组件(2)，所述主定位顶尖组件(1)采用顶尖尖端分别对准齿轮轴(3)上下端面的中心孔，实现齿轮轴(3)轴向定位和径向定位，从定位轴颈夹头组件(2)一端夹紧齿轮轴(3)，另一端与卡盘(1.1)夹紧固定，实现齿轮轴(3)周向定位，通过主定位顶尖组件(1)和从定位轴颈夹头组件(2)的协同作用，限制齿轮轴(3)的六个自由度，实现齿轮轴(3)与夹具体之间近零滑动定位夹紧。2.根据权利要求1所述的一种实现高铁齿轮轴近零滑动的主从协同定位夹紧装置，其特征在于：所述主定位顶尖组件(1)包括卡盘(1.1)、卡盘定位板(1.2)、下顶尖(1.3)、圆螺母(1.4)、上顶尖(1.5)、第一空腔(1.6)和第二空腔(1.7)，其中，所述卡盘(1.1)、卡盘定位板(1.2)、下顶尖(1.3)和圆螺母(1.4)为夹具体，卡盘(1.1)设有第一空腔(1.6)，第一空腔(1.6)中设有定位孔，卡盘定位板(1.2)通过定位孔与卡盘(1.1)相连，卡盘定位板(1.2)设有第二空腔(1.7)，下顶尖(1.3)的下端设于第二空腔(1.7)内，圆螺母(1.4)设在下顶尖(1.3)上且为螺纹连接，上顶尖(1.5)尖端和下顶尖(1.3)尖端分别对准齿轮轴(3)上下端面的中心孔，通过上顶尖(1.5)施加向下的力压紧齿轮轴(3)，实现齿轮轴(3)轴向定位和径向定位。3.根据权利要求2所述的一种实现高铁齿轮轴近零滑动的主从协同定位夹紧装置，其特征在于：所述主定位顶尖组件(1)中下顶尖(1.3)为固定顶尖，上顶尖(1.5)为回转顶尖，上顶尖(1.5)内设有滚动轴承，齿轮轴(3)与上顶尖(1.5)尖端之间不会产生相对滑动。4.根据权利要求1所述的一种实现高铁齿轮轴近零滑动的主从协同定位夹紧装置，其特征在于：所述从定位轴颈夹头组件(2)包括左夹头(2.1)、右夹头(2.2)、胀紧头(2.3)、连接块(2.4)、蝶形螺栓(2.5)、蝶形螺母(2.6)、活节螺栓(2.7)、第一销轴(2.8)、第二销轴(2.9)、第三销轴(2.10)、第一滚珠(2.11)和第二滚珠(2.12)，左夹头(2.1)和右夹头(2.2)的前端通过连接块(2.4)相连，左夹头(2.1)和右夹头(2.2)的后端通过活节螺栓(2.7)相连，蝶形螺母(2.6)设在活节螺栓(2.7)的尾部，通过旋紧蝶形螺母(2.6)，实现从定位轴颈夹头组件(2)与齿轮轴(3)的夹紧固定，左夹头(2.1)的前端与胀紧头(2.3)焊接固连，胀紧头(2.3)内设有螺纹孔，螺纹孔内设有第一滚珠(2.11)和第二滚珠(2.12)，蝶形螺栓(2.5)的端部位于胀紧头(2.3)内，蝶形螺栓(2.5)与胀紧头(2.3)通过螺纹连接，蝶形螺栓(2.5)旋紧时挤压第一滚珠(2.11)和第二滚珠(2.12)，第一滚珠(2.11)和第二滚珠(2.12)向外运动挤压卡盘(1.1)沟槽两壁，消除第一滚珠(2.11)和第二滚珠(2.12)与卡盘(1.1)沟槽两壁间的间隙，依靠第一滚珠(2.11)、第二滚珠(2.12)和卡盘(1.1)沟槽间的摩擦力实现从定位轴颈夹头组件(2)与卡盘(1.1)的夹紧固定，最终实现齿轮轴(3)周向定位。5.根据权利要求4所述的一种实现高铁齿轮轴近零滑动的主从协同定位夹紧装置，其特征在于：所述蝶形螺栓(2.5)与第一滚珠(2.11)、第二滚珠(2.12)相接触的部分为一圆台侧面，圆台的圆锥角优选25°～40°。6.根据权利要求4所述的一种实现高铁齿轮轴近零滑动的主从协同定位夹紧装置，其特征在于：所述第一滚珠(2.11)和第二滚珠(2.12)的尺寸相同，直径优选8mm～10.5mm。7.根据权利要求4所述的一种实现高铁齿轮轴近零滑动的主从协同定位夹紧装置，其特征在于：所述左夹头(2.1)与右夹头(2.2)的内壁均粘附有软质保护衬底，衬底材料为聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、橡胶、尼龙等。8.根据权利要求4所述的一种实现高铁齿轮轴近零滑动的主从协同定位夹紧装置，其特征在于：所述左夹头(2.1)和右夹头(2.2)的前端均设有一个凹槽和一个销孔，连接块(2.4)的两端位于凹槽内，连接块(2.4)的两端分别设有一个通孔，第一销轴(2.8)和第二销轴(2.9)穿过两端的通孔，将左夹头(2.1)、右夹头(2.2)和连接块(2.4)相连。9.根据权利要求4所述的一种实现高铁齿轮轴近零滑动的主从协同定位夹紧装置，其特征在于：所述左夹头(2.1)的后端设有一个凹槽和一个销孔，右夹头(2.2)的后端设有一个凹槽，活节螺栓(2.7)头部设有一个通孔，第三销轴(2.10)穿过该通孔，将活节螺栓(2.7)和左夹头(2.1)相连，活节螺栓(2.7)尾部穿过右夹头(2.2)后端的凹槽，与蝶形螺母(2.6)相连。10.根据权利要求4所述的一种实现高铁齿轮轴近零滑动的主从协同定位夹紧装置，其特征在于：所述第一销轴(2.8)的端部、第二销轴(2.9)的端部和第三销轴(2.10)的端部均设有沟槽，沟槽内安装卡簧，卡簧分别用于实现左夹头(2.1)前端与第一销轴(2.8)、右夹头(2.2)前端与第二销轴(2.9)以及左夹头(2.1)后端与第三销轴(2.10)的可靠连接。