用T形塊工裝改進(jìn)插齒胎具的設(shè)計(jì)

陳 敏

(資陽中車傳動(dòng)有限公司 四川 資陽 641301)

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用T形塊工裝改進(jìn)插齒胎具的設(shè)計(jì)

陳 敏

(資陽中車傳動(dòng)有限公司 四川 資陽 641301)

本文介紹了插齒加工的基本原理，對原插齒胎具存在的加工局限性進(jìn)行了分析，提出了用T形塊工裝改進(jìn)插齒胎具的設(shè)計(jì)，增大了插齒加工范圍，提高了插齒機(jī)工作效率和胎具的使用可靠性。

T形塊工裝；Y51160插齒機(jī)；RPG齒圈；胎具

資陽中車傳動(dòng)有限公司主打產(chǎn)品RPG建材減速機(jī)內(nèi)齒圈的加工主要采用插齒成形，而使用普通插齒機(jī)床進(jìn)行插齒的效率較低，為提高插齒機(jī)工作效率，一方面從插齒工作原理和插齒夾具進(jìn)行研究，另一方面改進(jìn)胎具設(shè)計(jì)，增大加工范圍，這樣在提高工作效率的同時(shí)也達(dá)到節(jié)約制造成本的目的。采用T形塊工裝改進(jìn)插齒胎具，在提高胎具使用可靠性的同時(shí)也增大了機(jī)床的加工范圍，且可針對不同產(chǎn)品靈活調(diào)節(jié)，降低了胎具的制造成本，提高了插齒機(jī)的工作效率。

1 插齒的工作原理

插齒是按展成法原理來加工輪齒齒形的。插齒加工實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于1對圓柱齒輪嚙合，把其中1個(gè)輪齒制成具有切削能力的插齒刀具，當(dāng)插齒刀與被加工齒輪(工件)按一定的轉(zhuǎn)速比作嚙合運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，刀具沿齒長方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)形成切削加工。切削是強(qiáng)制嚙合的連續(xù)運(yùn)動(dòng)，插齒刀與工件的模數(shù)、壓力角須相等[1]。插齒時(shí)，插齒刀除做上、下往復(fù)的切削運(yùn)動(dòng)外，插齒刀與工件還應(yīng)繞各自的軸心旋轉(zhuǎn)，并嚴(yán)格保持1對漸開線齒輪的嚙合關(guān)系，即插齒刀的轉(zhuǎn)數(shù)n0與工件轉(zhuǎn)數(shù)n之比等于它們的齒數(shù)比，其關(guān)系如下：

i=n0/n=z/z0

式中：i為傳動(dòng)比；n0為插齒刀轉(zhuǎn)速；n為工件的轉(zhuǎn)速；z為工件的齒數(shù)；z0為插齒刀的齒數(shù)[2]。

插齒機(jī)的工作原理可視為1對軸線相互平行的齒輪(一個(gè)為插齒刀，另一個(gè)為工件)作無間隙的嚙合，插齒刀在工件上切出的齒形，就是插齒刀齒形相對于工件展成運(yùn)動(dòng)軌跡的包絡(luò)線。

2 插齒夾具的選擇和安裝技術(shù)要求

安裝夾具時(shí)，應(yīng)檢查夾具有無磕碰傷或劃傷等缺陷，并清除毛刺，擦去污物；機(jī)床工作臺(tái)面也應(yīng)擦拭干凈，不得有切屑和污物，以保證夾具工作臺(tái)定位的精準(zhǔn)性[3]。

校正夾具時(shí)，應(yīng)將分齒交換齒輪脫開，開動(dòng)輔助電動(dòng)機(jī)使工作臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，其調(diào)整精度視工件的加工精度要求而定(見表1)[4]。當(dāng)夾具調(diào)整完畢后，擰緊夾具各緊固件，然后再用千分表找正復(fù)查一次。

3 Y51160插齒機(jī)胎具的局限性

在原齒圈加工工藝中，插齒工序加工前需在齒圈上先加工螺紋孔，用以固定齒圈。但由于各類齒圈尺寸有差異，齒圈螺紋孔在徑向直徑上存在較大差異，在原胎具上加工，需要在胎具上鉆與齒圈螺紋孔徑向和周向相匹配的的螺紋孔(見圖1)。

這樣就會(huì)產(chǎn)生2個(gè)問題，一是當(dāng)加工不同類型的齒圈時(shí)需要重新在胎具上鉆螺孔，浪費(fèi)大量時(shí)間，降低了齒圈的生產(chǎn)效率；二是現(xiàn)車間最大齒圈是RPG35-2403，直徑為1 720 mm,而車間現(xiàn)有的胎具最大加工直徑為1 600 mm，不能滿足該齒圈的加工要求。

4 問題的解決

原胎具在一定程度上只能滿足RPG33以下齒圈的加工，不適用于直徑大于1 600 mm的齒圈，為提高裝夾效率并解決其局限性，在此基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，從而更加充分地發(fā)揮胎具的使用性能，改進(jìn)的胎具如圖2所示。

表1 夾具的選擇及安裝

圖1 原胎具

改進(jìn)設(shè)計(jì)后的胎具不再使用傳統(tǒng)的螺紋孔，而是改用T形槽。T形槽的優(yōu)勢在于不受工件大小的限制，可以在機(jī)床加工范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)尺寸。相比于螺紋孔，大大節(jié)省了人力，減少了裝夾時(shí)間。加工直徑大于1 600 mm的齒圈，可以在胎具上增加6個(gè)630 mm長的T形塊工裝(見圖3) ，用螺栓分別緊固在胎具的6等分位置上，使之成為可張式插齒夾具，擴(kuò)大了插齒加工范圍，解決了原胎具裝夾加工的局限性。

圖3 T形塊工裝

5 固定方式

胎具通過6個(gè)螺栓對工件進(jìn)行固定，對于不在沖程加工范圍內(nèi)的工件，可以通過墊塊調(diào)節(jié)，利用工作臺(tái)上的T形槽、T形塊，螺桿連接壓板的形式來進(jìn)行，即在胎具6等分位置上加T形塊工裝，使之緊固連為一體，增大插齒范圍，從而滿足加工條件。胎具改進(jìn)之后，將原有的以螺紋孔固定方式改為在T形槽上方，用螺桿連接T形塊，螺母壓緊U形鐵、等高墊塊和工件的固定方式。以T形塊方式固定工件，靈活性加強(qiáng)，不再只限于固定的尺寸，工件加工范圍也可以在允許的范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié)。T形塊裝夾示意圖如圖4所示。

夾具安裝時(shí)，利用工作臺(tái)面上的同心環(huán)形槽初步定位后，再開動(dòng)圓周進(jìn)給按鈕，工作臺(tái)快速旋轉(zhuǎn)找正夾具。

圖4 胎具改進(jìn)設(shè)計(jì)后的裝夾示意圖

6 結(jié)論

用T形塊工裝改進(jìn)插齒胎具設(shè)計(jì)后主要有以下幾方面作用：(1)增大了加工范圍。1個(gè)胎具可以滿足9個(gè)RPG系列共計(jì)18種齒圈的內(nèi)齒加工，若齒圈直徑不大于1 600 mm，可直接裝夾，大于1 600 mm的，調(diào)節(jié)T形塊工裝即可完成加工，期間不用更換胎具；(2)節(jié)省了成本。不用為每種產(chǎn)品單獨(dú)設(shè)計(jì)胎具，這種改進(jìn)設(shè)計(jì)的可張式胎具互換性強(qiáng)，可節(jié)約成本約2萬元；(3)最大限度地節(jié)省了勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)效率。

[1] 馮宗青，辛 寧.齒輪手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1992.

[2] 張寶珠.制齒工的速成與提高[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2009.

[3] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊聯(lián)合編寫組.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1982.

[4] 齒輪制造手冊聯(lián)合編寫組.齒輪制造手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1997.□

(編輯：繆 媚)

2095-5251(2016)06-0039-02

2016-05-24

陳 敏(1984-)，男，本科學(xué)歷，工程師，從事機(jī)械工藝設(shè)計(jì)。

TG61+3

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