關于D15一二檔齒套磨內孔夾具的設計及優化

牟朋真　孫樂樂　王秋艷

摘 要：通過實際進行的D15一二檔齒套磨內孔夾具的設計，以及該夾具在生產現場使用的一些實際問題的處理，主要講述這類齒輪加工夾具的設計方法和步驟。

關鍵詞：齒輪；磨內孔；節圓夾具

齒輪是汽車行業主要的基礎傳動元件，通常每輛汽車中有18-30個齒輪，齒輪的質量直接影響汽車的噪聲、平穩性及使用壽命。齒輪加工機床是一種復雜的機床系統，是汽車行業的關鍵設備，世界上各汽車制造強國如美國、德國和日本等也是齒輪加工機床制造強國。

要想得到高質量、高精度的齒輪，必須先從齒輪的機加工做起。齒輪加工中最廣泛和常用的工藝流程是鍛坯，粗精車，滾剃齒，滲碳淬火，磨削，珩磨齒。

齒輪的磨削加工先要對經過熱處理的齒輪內孔進行精加工，以提高尺寸精度和減小形位公差。原因是由于齒輪熱處理后會發生變形，導致了齒輪內孔也跟著變形，以致熱處理前所作齒輪內孔基準在熱處理后失去了應有的作用。

為了保證齒輪的加工質量，提高其傳動性能，我們就不得不給齒輪內孔留熱處理后的磨量，以便熱處理后進行磨內孔。

我們都知道齒輪是通過齒面的接觸進行嚙合傳動，因此采用節圓定位來修磨齒輪內孔無疑是最佳方法。采用節圓夾具磨削齒輪內孔能有效保證齒部與安裝基準的加工精度，獲得滿意的加工質量。下面我們就以D15一二檔齒套零件為例，對齒輪磨內孔節圓夾具的設計方法與步驟作一下介紹：

一、首先根據D15一二檔齒套的齒輪參數，用AutoCAD軟件生成齒輪的齒形圖。如下圖所示：

二、根據設備上的薄膜卡盤的連接尺寸，繪制出定位柱法蘭盤的圖紙。

三、根據定位柱法蘭盤及D15一二檔齒套相關尺寸繪制出定位柱的圖紙。

四、最后將所有的夾具零件組裝到一起，得到裝配圖，如下圖：

此套夾具各零件在設備上的安裝步驟：

1）首先將三個定位柱裝到定位柱法蘭盤的定位套中，定位套內孔要清潔、無污物。

2）用簧絲把三個定位柱固定好，要注意保證三個定位柱在定位套中滑動順暢。

3）最后把定位柱法蘭盤安裝到設備上的薄膜卡盤上，利用定位柱法蘭盤止口及端面定位后，用螺釘緊固好，使其定位準確。要注意三個定位柱應位于薄膜卡盤上的三個卡爪內弧處，保證卡盤動作時，卡爪能使定位柱實現對齒輪的夾緊、放松。

此套夾具的工作原理：

安裝在設備上的薄膜卡盤內有油缸，當油缸工作時，活塞桿端面頂到膜片上，膜片向外鼓起，與膜片一體的三個卡爪也向外移動，三個定位柱在簧絲的作用下也向外移動，整套夾具處于放松狀態，此時可用一只手進行工件上料，把D15一二檔齒套的端面與薄膜卡盤上定位座的端面靠緊，保證不動，另一只手按設備上的夾緊電鈕，此時油缸的活塞桿后退，卡盤上的膜片回復，卡爪復位，同時也會驅動三個定位柱向圓心方向移動，實現對D15一二檔齒套齒槽的夾緊。從而完成對工件的完全定位。此后設備上電機帶動卡盤旋轉，右側的砂輪軸沿軸向向工件內孔移動，到位后，再沿工件徑向移動，當砂輪與工件內孔面接觸后實現磨削加工。

此套夾具在使用過程中出現的問題：

1）工件加工完成后內孔被磨成橢圓，主要是由于夾緊力太大，而工件壁比較薄，造成工件被夾變形，調整設備的液壓系統壓力后，降低了對工件的夾緊力，工件的內孔圓柱孔恢復正常。

2）工件加工完成后齒跳大，檢查定位柱法蘭盤發現，安裝定位柱的三個側面孔在圓周方向上的分度不好，導致工件夾緊后內孔與卡盤不同軸，工件內孔磨偏。在定位柱法蘭盤重新制作保證（下轉第169頁）（上接第158頁）了分度后，齒跳達到工藝要求。

3）整套夾具調試完成后上線加工了幾個班次，每個班次都有20多件內孔磨偏。針對這一情況，我們又對該夾具進行了仔細檢查、分析，發現加工時定位柱與定位套之間存有磨屑，導致了定位柱在定位套中來回滑動不順暢、卡滯，造成了這小批量廢品的產生。我們就又在定位套前部安裝了三個密封圈，保證磨屑進不到定位柱與定位套之間。改造完成后，這樣的廢品再也沒有出現。

總的說來，這套節圓夾具的應用保證了齒輪的加工精度、穩定了產品質量；又提高了勞動生產率和降低了成本；有利于改善工人勞動條件，保證安全生產；我廠經過多年實踐應用，已取得了良好的經濟效益。