齒輪滾絲機(jī)滾絲專用夾具的改造與應(yīng)用

彭 俊 高云峰

(湖北汽車工業(yè)學(xué)院，湖北 十堰 442002)

ZA28－20滾絲機(jī)主要用于某系列中2402－6B5主動錐齒輪齒坯軸徑上螺紋的加工，為提高設(shè)備效率，需對其專用夾具進(jìn)行局部改進(jìn)后，方可加工新增的其他兩個(gè)系列的2402N－025和ZB－025主動錐齒輪螺紋的兩個(gè)品種，在提高工藝柔性化生產(chǎn)的同時(shí)，不僅節(jié)約了資金，而且還提高了生產(chǎn)效率。

滾絲機(jī)是一種多功能冷滾壓成形機(jī)床，該設(shè)備能在其滾壓力范圍內(nèi)，在冷態(tài)下對工件進(jìn)行螺紋、直紋、斜紋滾軋，直齒、斜齒及斜花鍵齒輪的滾軋，校直、縮徑、滾光和各種成形滾軋。機(jī)器有安全可靠的電—液執(zhí)行和控制系統(tǒng)，可使每一個(gè)工作循環(huán)在手動、半自動和自動3種方式中選擇。滾絲冷滾壓工藝是一種先進(jìn)的無切削加工，能有效地提高工件的內(nèi)在質(zhì)量和表面質(zhì)量，加工時(shí)產(chǎn)生的徑向壓應(yīng)力，能顯著提高工件的疲勞強(qiáng)度和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，是一種高效、節(jié)能、低耗的理想工藝。

1 問題的分析

ZA28－20滾絲機(jī)用來對齒輪軸徑上的螺紋進(jìn)行加工，如圖1所示。滾絲夾具通過齒坯中心孔支承工件，由頂尖頂緊，使其在兩滾絲模間保持正確位置，然后經(jīng)滾絲模帶動齒坯旋轉(zhuǎn)、擠壓，直到螺紋成型。該滾絲夾具由定位頂尖、液壓頂緊油缸、左右支架座和輔具組成，右支架座安裝活動頂尖，由液壓控制，左支架安裝固定頂尖，可作軸向微調(diào)。工作過程中頂尖的最大壓力不超過2MPa。在實(shí)際使用過程中，該夾具在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上存在以下缺陷:(1)頂緊油缸部分的頂尖難以安裝，甚至裝不進(jìn)去;(2)調(diào)整麻煩，有時(shí)甚至出現(xiàn)工件夾不緊;(3)由于拓寬生產(chǎn)品種的需要，該設(shè)備原來只加工某一系列的單一品種24026B5－025，現(xiàn)在需再加工其他兩個(gè)系列的兩個(gè)品種2402N－025、ZB－025。而現(xiàn)用的滾絲夾具頂緊行程不夠。因此，需對該夾具進(jìn)行局部改造以提高設(shè)備的加工性能。

經(jīng)過現(xiàn)場考察和設(shè)備維修，針對出現(xiàn)的問題，找出產(chǎn)生以上缺陷的原因:

(1)如圖2所示，頂尖裝入活塞軸時(shí)活塞軸上無排氣孔是造成頂尖難裝，甚至裝不進(jìn)去的原因。

(2)如圖3所示，調(diào)整麻煩是因?yàn)橛透谆钊粌?nèi)有1個(gè)密閉空間，當(dāng)頂緊工件時(shí)，里面的空氣產(chǎn)生負(fù)壓;當(dāng)松開工件時(shí)，里面的空氣產(chǎn)生高壓。如果調(diào)整不當(dāng)將會造成工件松不開或夾不緊的問題，給加工帶來極大不便。

(3)現(xiàn)用的夾具頂尖行程不夠，難以實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)。因現(xiàn)正在加工的某系列中的24026B5－025主動錐齒輪齒長269mm;新增的其他兩種系列中的兩個(gè)品種2402N－025和ZB025主動錐齒輪齒長分別為292mm和328mm。加工零件的總長度增加了59mm;而活塞行程只有49mm，加上左支架只能進(jìn)行軸向微量移動，因此無法加工新增的兩個(gè)零件。

2 方案及實(shí)施

針對上述頂尖難以安裝甚至裝不進(jìn)去的問題，在活塞軸原有的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行局部改造。在活塞軸上鉆1個(gè)φ3mm的排氣孔，如圖4所示。

針對調(diào)整麻煩的問題，在右支架上加工1個(gè)M6×1.5的螺紋孔并安裝管接頭，用銅管引到油箱，這樣滲漏的油可經(jīng)管路流回油箱。在改造過程中，由于活塞行程只有49mm，不能造成油液串腔，因此在距油缸活塞腔左端4mm處進(jìn)行鉆孔攻絲，見圖5。

針對行程不夠的問題，對左頂尖外殼進(jìn)行如下3方面的改造:其一是對原來的殼體(圖6)進(jìn)行加工，鏜出φ36mm孔(圖7);其二是制造1根帶有螺紋的套筒軸，其外圓尺寸與殼體孔相配合，間隙要求在0.02mm內(nèi)，頂尖孔和原設(shè)計(jì)相一致;其三是做兩個(gè)相同的螺母，與套筒軸相互配合使用，限制套筒軸在軸向上的前后竄動。對改進(jìn)后的夾具進(jìn)行安裝調(diào)試后即可投入正常生產(chǎn)，裝配前，對各安裝件進(jìn)行徹底清洗，檢查各相關(guān)部件的精度;除影響前后頂尖同軸度的各種因素，保證在0.02mm以內(nèi);檢查并配磨兩頂尖與套筒軸間的接觸面積，使其大于70%;調(diào)整機(jī)床的各種固有精度，使其達(dá)到設(shè)計(jì)使用要求;安裝改造后的夾具，并找正夾具與機(jī)床相對位置精度;調(diào)整機(jī)床的工作壓力;調(diào)整滾絲模及刀桿支架并找正精度;試加工零件至合格。

3 結(jié)語

從2012年2月至今，經(jīng)兩年多的運(yùn)行，改造后的夾具能完全滿足齒輪螺紋的加工要求;夾具工作運(yùn)行平穩(wěn)，操作調(diào)整較改造前更方便快捷;能夠滿足多品種的加工要求;減少了滾絲夾具的重新設(shè)計(jì)、制造，節(jié)省了投產(chǎn)時(shí)間和資金的投入，為企業(yè)創(chuàng)造了效益;為同類滾絲設(shè)備夾具改造提供了一定的經(jīng)驗(yàn);達(dá)到了預(yù)期目的和效果。

［1］機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

［2］吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2002.

［3］馬玉貴，馬治武.新編液壓件使用與維修技術(shù)大全［M］.北京:中國建材工業(yè)出版社，1999.