一種新型內(nèi)孔精加工夾具

摘要：一種內(nèi)圓磨床、車床通用夾具，主要用于圓柱齒輪類工件內(nèi)孔磨削、車鏜精加工，區(qū)別傳統(tǒng)的夾具：具有精度高、裝夾快、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)，特別適于大批量產(chǎn)品規(guī)模生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：新型夾具 夾具體 卡爪

許多機(jī)械傳動(dòng)都離不開齒輪，如汽車、拖拉機(jī)，齒輪內(nèi)孔根據(jù)裝配、傳動(dòng)要求存在各種配合，也就是說齒輪零件的內(nèi)孔需精密加工。對(duì)于單件或少量的零件我們可以不考慮生產(chǎn)效率，但一種成熟定型的機(jī)型，一般都會(huì)批量生產(chǎn)，如一種汽車變速箱或拖拉機(jī)底盤，都以萬臺(tái)數(shù)投產(chǎn)，因此齒輪零件都有較大批量。

在加工齒輪零件時(shí)磨內(nèi)孔工序一般是最后一道工序，其工裝夾具不僅要求具有通用性，而且要精度高、定位準(zhǔn)、裝夾快的特點(diǎn)。眾所周知，齒輪傳動(dòng)是通過兩個(gè)齒輪公法線的嚙合產(chǎn)生的，公法線跳動(dòng)是齒輪檢測(cè)的一個(gè)重要、必檢項(xiàng)目，所以在內(nèi)孔加工時(shí)，我們的夾具要優(yōu)先考慮以齒輪公法線為裝夾定位基準(zhǔn)。但是齒輪的齒數(shù)有不確定性，不但有奇、偶數(shù)之差別，而且還有齒數(shù)為質(zhì)數(shù)的齒輪，如11、17、23、37等，不能等分，我們?cè)谠O(shè)計(jì)夾具時(shí)一般都會(huì)設(shè)計(jì)成三等份，或四等份，或五等份，當(dāng)遇到不能等份齒數(shù)的齒輪時(shí)，我們就只能做成專用夾具，這樣夾具就不具有通用性，我們的制造成本就會(huì)增加，而且遇到大批量產(chǎn)品，需用多臺(tái)磨床加工時(shí)，就要幾套、甚至多套同樣的夾具，象我們企業(yè)是一個(gè)以齒輪加為主的工廠，專用工裝夾具所用貨架占用了倉庫的大部分空間，特別是當(dāng)一種產(chǎn)品停產(chǎn)時(shí)，那些專用工裝夾具也只能同時(shí)停用，因?yàn)閷Ｓ霉ぱb夾具加工時(shí)都經(jīng)熱處理過，很難回用，造成很大的浪費(fèi)。

目前齒輪磨孔夾具主要有彈性膜片夾盤、碟形彈簧片式、電磁無心式，還有液壓、氣動(dòng)夾具，這些夾具中彈性膜片夾盤和碟形彈簧片式加工制造比較復(fù)雜，需要一定加工能力及熱處理技術(shù)，并且其加工范圍有較嚴(yán)格的要求，也基本上是一種夾具對(duì)應(yīng)一種產(chǎn)品。至于電磁無心式、液壓、氣動(dòng)夾具都是組合式，涉及到電控電路、液壓站、空壓站就更加復(fù)雜了。

本人在長期的工作中，綜合各種夾具的優(yōu)缺點(diǎn)設(shè)計(jì)了一套加工范圍大、制造簡單、互換性強(qiáng)、工件裝卸容易、生產(chǎn)效率高的齒輪磨孔夾具，本夾具還具有加工精度高，能滿足各種圓柱外齒輪、鏈輪內(nèi)孔加工，精度可達(dá)0.002-0.01mm。

設(shè)計(jì)原理

任何工裝夾具都是針對(duì)一特定的工件的某一部位（即工序）在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)除機(jī)床設(shè)備外在機(jī)床上使用的一種輔助設(shè)備，其目的用它來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確地確定工件與刀具（砂輪）相對(duì)位置，即工件定位及夾緊，以完成加工所需要的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，特別是針對(duì)大批量產(chǎn)品在加工同一位置（即同一工序）時(shí)，能得到最接近的結(jié)果，以便實(shí)現(xiàn)零件的最大互換性。如加工下圖所示一個(gè)雙聯(lián)齒輪內(nèi)孔，設(shè)計(jì)了如圖一所示的這種夾具的一個(gè)使用實(shí)例。其工作原理是將夾具體1與磨床主軸法蘭聯(lián)接在一起，夾具體上裝有一活動(dòng)卡爪和兩個(gè)固定卡爪，夾具體結(jié)構(gòu)如圖二所示，設(shè)計(jì)有聯(lián)接止口，用來與主軸法蘭定位，周圈有2-φ11孔和一30x11長槽，用來通過六角螺栓4聯(lián)接、固定、調(diào)節(jié)卡爪；卡爪3的結(jié)構(gòu)如圖三所示，其圓弧面尺寸與工裝體工作面內(nèi)孔尺寸一樣，在工作時(shí)其臺(tái)階端面和圓弧面都能與工裝體的相應(yīng)工作面緊貼在一起，通過六角螺栓4將其與工裝體固定在一起，松開聯(lián)接活動(dòng)卡爪的螺栓，活動(dòng)卡爪可沿工裝體長槽左右滑移。工作狀態(tài)如圖四所示，不論怎樣移動(dòng)活動(dòng)卡爪（圖中B卡爪），三卡爪的工作面都在同一圓弧上（圖中φ109）。利用這一特性，在加工示例的雙聯(lián)齒輪時(shí)，只要設(shè)計(jì)三條同樣尺寸的圓柱棒，使之與齒輪的三個(gè)齒槽相切接觸，裝夾時(shí)用黃油粘住。圓柱棒5直徑的選擇遵循下列原則，如圖五所示，要求2L＞2R，一般選擇2L-2R=0.5-3mm即可。如圖一實(shí)例中φ109-φ108=1

mm。三圓柱棒要求盡量三等分放置，如34齒可按11+11+12=34，35齒按12+12+11=35，37齒按12+12+

13=37，38齒則按13+13+12=38，依次類比，一齒之差，能被3整除的數(shù)自然就不應(yīng)說了，總之，所有數(shù)都能被3“等分”。

利用以上的“三等分”方法，將粘好圓柱棒的工件錯(cuò)位放入圖四所示的工裝中，因有0.5-3mm的間隙，工件放入非常方便，然后按工件在主軸上的旋向相反方向?qū)⒐ぜ右杂杈o，就可以加工了。

圖一實(shí)例中還有工件定位板6，是根據(jù)每種工件長度、內(nèi)孔大小不同設(shè)計(jì)的，用來在裝夾工件時(shí)輔助定位，工作時(shí)與工裝體通過螺釘聯(lián)接在一起。

用這方法設(shè)計(jì)的工裝，同一工裝體可根據(jù)產(chǎn)品外徑尺寸大小配置幾套圖三所示的卡爪，卡爪尺寸H是可以改變的；也可以通過改變圖五中圓柱棒φd與齒輪相切線的位置，即改變圓柱棒的直徑φd的數(shù)值，就可以改變圖五中L的數(shù)值，來擴(kuò)大工裝體的加工范圍。一個(gè)工裝體的加工范圍是比較大的，通過設(shè)計(jì)合理的卡爪和圓柱棒，就可以把這套工裝當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)三爪卡盤一樣。用這個(gè)方法加工一批相同零件只需校正一次，加工出來的零件精度非常高，因?yàn)椴捎昧她X輪公法線作為加工定位基準(zhǔn)，而且裝拆非常輕松，裝拆時(shí)只要用一把象牙刷一樣的小工具對(duì)齒輪加以予緊和拆卸。

設(shè)計(jì)技術(shù)主體

①工裝體：一個(gè)可以與磨床主軸法蘭聯(lián)接在一起，結(jié)構(gòu)如圖二所示，在工件安裝端外周壁設(shè)計(jì)有兩孔與一長槽，并成三等份分布；②卡爪：結(jié)構(gòu)如圖三所示，三件一副，其圓弧尺寸總是與配套的工裝體內(nèi)壁工作面尺寸相同，使用時(shí)其圓弧面及臺(tái)階面與工裝體相關(guān)工作面貼在一起，并緊固。

設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)

是一種新型內(nèi)圓加工用通用夾緊裝置，特別適用于圓柱外齒輪、鏈輪結(jié)構(gòu)類工件磨削、車鏜內(nèi)孔，具有加工精度高、定位準(zhǔn)、裝夾快，操作簡便，維護(hù)方便；同時(shí)具有制造成本低，易于保存，通用性廣的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征

①能與內(nèi)圓磨床直接聯(lián)接，也能與內(nèi)圓磨床或車床通過卡盤聯(lián)接使用；②工裝體上安裝卡爪用的兩孔與一長槽是等份設(shè)置；③卡爪與工裝體需配套使用，每副卡爪與圓柱棒協(xié)調(diào)使用可對(duì)應(yīng)不同的產(chǎn)品，即產(chǎn)品與卡爪不必固定對(duì)應(yīng)。

參考文獻(xiàn)：

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