關于精鍛錐齒輪鏜孔夾具設計的經驗分享

薛嘉鑫 趙寒 李順軍

【摘要】本文通過傳統方法在鏜削精鍛齒輪內孔時導致廢品率高的問題，介紹了夾具改進方案和設計過程，對類似產品的夾具設計起到了借鑒作用。

【關鍵詞】液壓夾具? 夾具設計? 錐齒輪

【Abstract】In this paper， the problem of high reject rate caused by traditional method in boring the inner hole of precision forged gear is introduced. The improvement scheme and design process of fixture are introduced， which can be used for reference in fixture design of similar products.

【Key words】Hydraulic Fixture; Fixture design; Bevel gear

【中圖分類號】TG75 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）48-0255-01

引言

制造業是國民經濟的主體，是立國之本、興國之器、強國之基。“中國制造2025”，推動制造業由大變強，智能化的數控機床早已普及，無人值守設備也會大行其道，相配套的工藝裝備也將是其重要的組成部分。筆者在進行技術服務時有一典型自動化夾具的實例，現將設計心得在此分享。現有如夾具圖所示精鍛錐齒輪需鏜削內孔，原方案采用三爪卡盤裝夾工件外圓，鏜削內孔后齒面不再加工 ，裝配后發現部分齒輪工作面與內孔同軸度超差，產品廢品率較高。

1.定位方案設計

此齒輪為精鍛齒輪，除內孔、右端面及鍵槽需要機械加工外，其他表面無需加工即可滿足使用要求。產品形狀較簡單，現有數控機床都能滿足內孔尺寸精度加工要求，但輪齒分度圓與內孔的同軸度需要依靠夾具來保證。因齒面無需加工，根據精基準選擇原則中的互為基準原則，設想以輪齒定位加工內孔及左端面，不僅可減少加工工序，最主要的是能保證輪齒分度圓與內孔的同軸度要求。在此設想下，進行定位元件的設計，定位元件采用齒形定位盤對齒輪進行定位，定位盤上根據錐齒輪的輪齒分布加工出與齒輪完全嚙合的齒槽，經在軟件中驗證，此方法能實現對錐齒輪的完全定位。

2.夾緊方案設計

定位方案確定后，試制定位盤并采用三個壓板手動夾緊的方式在機床上進行試制，因三個壓板不能聯動，交替壓緊時工件位置出現偏差，導致工件出現明顯跳動，無法加工。結合企業為提高加工效率，采用液壓卡盤裝夾工作，于是決定設計基于數控車床液壓系統的專用夾具，夾具動力來自機床自帶液壓站，通過一系列動力傳遞裝置，采用壓板壓緊工作，如夾具裝配圖所示，考慮到工件加工的誤差，為確保裝夾工件時不再出現三個卡爪不同步出現跳動，需設置浮動裝置，浮動裝置主要由球形拉桿套、球形前拉盤和球形后拉盤組成，此裝置可確保有三個壓板壓緊力的一致性。因錐齒輪是一個系列產品，分成大小不同的三個型號，故齒形定位盤分為3個，壓板3套，因產品大小相差較大，大齒輪的齒形定位盤可直接安裝在定位法蘭上，小齒輪的齒形定位盤需通過過渡盤安裝在夾具上。

3.夾具工作原理

松開工件時夾具動作順序：卡盤拉桿向右運動→帶動螺栓向右運動→推動拉桿滑套向右運動→將球形拉桿套向右頂動→帶動球形前、后拉盤向右運動→帶動銷1隨著向右移動→使連桿向右頂出→通過銷3帶動壓板繞銷2逆時針轉動，工作松開。

夾具工件時動作順序：放入工作→夾緊工作按鈕→卡盤拉桿向左運動→帶動螺栓向左運動→拉動球形拉桿套向左移動→帶動球形前、后拉盤向左運動→帶動銷1隨著向左移動→使連桿向左拉動→通過銷3帶動壓板繞銷2順時針轉動，工作夾緊。

總結

夾具在機械加工中起到了舉足輕重的作用，它能確保工件位置的正確性和唯一性，它能穩定性地保證工件的加工精度，能減少輔助工時，提高勞動生產率，能減輕工人的勞動強度，特別是在智能制造發展的道路上，人工參與生產會越來越少，從倉儲、運輸、抓取、裝夾、工序間物流、裝箱等，在生產的所有環節中，工件位置的正確性和唯一性都是至關重要的，夾具是智能制造的助推器。

參考文獻：

[1]周蘇，王碩蘋等編著.創新思維與方法[M].中國鐵道出版社，2016.09.

[2]周世學.機械制造工藝與夾具[M].北京理工大學出版社，2006.

[3]張權民.機床夾具設計[M].科學出版社，2006.