雙頭花鍵銑床夾具改進

陜西漢德車橋有限公司 (西安 710201) 竇 添

專用機床是以系列化、標準化的通用部件為基礎，配以少量的專用部件而組成的機床，是針對某一個 (或幾個)零件的特定工序的加工要求而設計的;而且機床的一些輔助動作也實現了自動化，所以，它與通用機床相比，具有專用、高效、自動化和易于保證加工精度 (加工精度較穩定)等特點。另外，由于是“專用”，機床是針對特定工序的加工要求而設計的，在結構上往往比較簡單。但是，專用機床的專用性很強，所以采用專用機床也不可能從根本上滿足機械加工行業迅速發展的需求。當產品更新時，加工對象稍有改變，原來的專用機床便不能使用，而且往往難以改造;此外，專用機床本身只能是單件生產，設計和制造周期長，造價昂貴。

1.原機床夾具存在的問題

我公司現有的QH2—027A型雙頭花鍵銑床是一臺專用機床，采用滾銑法加工直齒花鍵軸。其主軸是水平布置的，最大切削直徑160 mm，最大安裝工件長度2500 mm，兩銑頭的橫向進給及旋轉可集中控制或單獨控制。兩銑頭旋轉方向相反，相向進給加工，可選擇“順銑”或“逆銑”加工方式工作。機床銑頭有手動進刀機構，可以進行對刀。機床自帶夾具體定位方式為卡爪內撐式，如圖1所示。

圖1 卡爪內撐式定位方式

工作原理:機床液壓系統帶動拉桿做往復運動，與拉桿聯接的夾頭套筒內撐橋殼內孔，從而形成定位。我公司新設計生產的HDM300沖焊橋殼總成(見圖2)橋包回轉半徑221 mm，花鍵大徑94.6 mm，有效長度55 mm，橋殼總長2121 mm，兩端花鍵達到同軸度φ0.06 mm的要求，同時還要求花鍵徑向允許跳動偏差Fr≤0.020 mm。

圖2 橋殼

橋殼總成兩側軸頭的軸承安裝軸徑處為磨床加工，其定位方式為兩頂尖，如圖3所示，而花鍵銑床定位方式為卡爪內撐式，造成了前后工序的定位基準不一致。

考慮到橋殼總成花鍵處加工要求，機床原有夾具相對我公司產品加工要求，主要存在以下問題:

(1)受夾具結構限制。該夾具只能加工內徑70～70.5 mm，外徑160 mm以下的工件，內徑小于70 mm，則小于夾頭套筒外徑，無法裝夾;內徑大于φ70.5 mm，則超出夾頭套筒外徑彈性形變行程，無法有效傳遞旋轉動力。

(2)定位基準不同。花鍵加工采用內孔定位，與前工序磨削定位基準不一致，無法有效保證花鍵與軸承安裝軸頸的同軸度要求。而軸向的重復定位精度受內孔精度的影響，可能造成花鍵的軸向精度不足。

圖3 定位方式 (兩頂尖)

(3)定位夾緊問題。定位夾緊元件采用彈性內撐結構，定位精度較低，且加工工件自重較重，在切削加工中可能發生加工工件與夾頭套筒相對滑移的現象，使得加工過程中花鍵尺寸不能得到有效保證。

據以上幾點，該機床原定位夾緊機構對于加工HDM300沖焊橋殼不能有效地保證圖樣設計要求，必須對定位夾緊機構進行改進設計。

2.夾具改進設計

根據HDM300沖焊橋殼的加工需要，對機床定位夾緊結構進行了改進設計。重新設計了一個脹心頂尖卡盤傳動部件，使得對加工零件軸向定位的同時并傳動，從而擴大了花鍵銑床的加工范圍，從而實現了對HDM300沖焊橋殼的加工。該夾具的組成如圖4所示。

圖4 定位方式

在工件裝夾時，兩側頂尖首先動作，以工件兩側內孔60°倒角定位。在定位動作完成后，再以內撐卡爪的結構內撐于工件內孔，以實現傳動的目的。但在設計時要注意被加工橋殼的內徑尺寸，要以最小的內徑尺寸來設計法蘭盤和頂尖套，以保證所有的橋殼都能放進去。

具體操作方法:調整機床主軸箱，將夾具體上法蘭盤1與機床主軸聯接，而拉桿則與主軸箱內曲柄聯接，形成可往復運動機構;夾具體增加一個頂尖套，拉桿上增加一個楔形套，靠拉桿帶動楔形套內撐卡爪形成傳動，保證傳動的有效性。然后調整主軸箱掛輪，達到花鍵要求模數，即可實現加工。

驗證得出:增加頂尖套，靠頂尖套與橋殼內孔倒角形成定位基準，保持了與前工序一致的定位基準，保證了花鍵與軸承安裝軸頸的同軸度要求;夾緊元件采用剛性卡爪內撐結構，保證了傳動的有效性，如圖5所示。加工不同型號的橋殼時，可通過更換頂尖套和卡爪來實現。

圖5 夾緊元件

3.結語

該夾具能加工我公司所有型號的橋殼產品，擴大了設備的使用范圍，解決了設備不足的問題。結構簡單，制造方便，成本降低，定位精度提高，提升了產品質量。更換不同型號的橋殼時，只需要更換頂尖套與卡爪等小零件，調整方便、快捷，為產品的快速升級換代和質量提升奠定了技術基礎。