工藝都是在進(jìn)步的，加工齒輪的夾具也一樣

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隨著制造業(yè)的發(fā)展，為了適應(yīng)激烈的市場競爭，滿足顧客的實(shí)際需求，各企業(yè)更加關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，而產(chǎn)品的快速切換需要夾具支持。當(dāng)今，彈簧夾具在制造業(yè)中的重要性日漸顯著，為了充分發(fā)揮其作用，本文探討了其在齒輪加工中的設(shè)計(jì)與運(yùn)用。

齒輪加工中存在的問題

1.齒形不對稱較為突出

一個齒輪的加工過程是由若干工序組成的。為了獲得符合精度要求的齒輪，整個加工過程都是圍繞著齒形加工工序服務(wù)的。隨著齒輪加工技術(shù)的迅猛發(fā)展，特別是大模數(shù)、多齒數(shù)齒輪的加工，迫切要求在滾齒方面實(shí)現(xiàn)高速高效。當(dāng)滾刀的齒輪齒形因夾具問題而導(dǎo)致安裝不當(dāng)，對準(zhǔn)不齊時或者堆成，滾刀在刀桿上的位置難以確定，滾刀中心線相對于齒坯中心線會偏移一定角度，其嚙合線的交點(diǎn)在齒坯中心線上而不在滾刀中心線上，即刀刃與嚙合線的交點(diǎn)相對于節(jié)點(diǎn)與齒輪中心線的連線不對稱。所以在實(shí)際上，刀齒的中部和根部磨損很少，刀齒的齒頂載荷分布和磨損也極不均勻，而齒頂圓角處的磨損則決定著刀具的壽命。

2.齒數(shù)出現(xiàn)錯誤

首先，滾刀選用錯誤。齒輪滾刀，作為齒輪加工的重要加工工具，其設(shè)計(jì)與制造水平的高低將嚴(yán)重影響齒輪精度的高低。齒輪滾刀的滾齒不對稱將導(dǎo)致剃齒過程中剃齒刀刀齒左右側(cè)受力不均勻，直接影響剃齒加工齒形誤差和剃齒刀使用壽命，還會降低機(jī)床使用精度。因此，在齒輪的滾齒加工中，應(yīng)盡量減少這些誤差。其次，毛坯尺寸不正確。傳統(tǒng)毛坯尺寸基準(zhǔn)設(shè)計(jì)忽略了工藝過程的差異，而統(tǒng)一將零件圖中各尺寸基準(zhǔn)作為毛坯尺寸基準(zhǔn)，導(dǎo)致毛坯在后續(xù)加工過程中余量誤差增大而浪費(fèi)材料。第三，滾切斜齒輪時，附加運(yùn)動方向不對。在滾齒機(jī)加工斜齒輪時，附加運(yùn)動方向的判定比較困難，再加上銑削方式、工件螺旋方向及滾刀螺旋方向等因素的變化，更增加了判斷的難度。

3.齒形有誤差

由于齒輪滾刀的制造刃磨誤差及滾刀的安裝誤差等原因造成的，因此在滾刀的每一轉(zhuǎn)中都會反映到齒面上。齒輪的徑向誤差齒輪徑向誤差是指滾齒時，由于齒坯的實(shí)際回轉(zhuǎn)中心與其基準(zhǔn)孔中心不重合，使所切齒輪的輪齒發(fā)生徑向位移而引起的周節(jié)累積公差。由于齒輪的齒面偏離了正確的漸開線，使齒輪傳動中瞬時傳動比不穩(wěn)定，影響齒輪的工作平穩(wěn)性。常見的齒形誤差有不對稱、齒形角誤差(齒頂變肥或變厚)、產(chǎn)生周期誤差等。

這三點(diǎn)問題多多少少與應(yīng)用不合適的夾具加工有一些關(guān)聯(lián)，接下來會著重講一下滾齒彈簧夾具。

齒輪加工中彈簧夾具的應(yīng)用

這里會通過三個實(shí)例來正面或者側(cè)面來講述齒輪加工中應(yīng)用彈簧夾具的優(yōu)勢。

1.數(shù)控車床

假設(shè)彈簧夾具應(yīng)用于CK7520中，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。在設(shè)計(jì)中以工件內(nèi)孔尺寸為依據(jù)，確定了彈性夾具定位部分尺寸，具體為90（-0.011/-0.018），利用法蘭、螺栓緊固沉孔。該夾具選用了20度的內(nèi)孔錐面，其可有效配合外錐面拉桿，彈性部位的薄壁為2mm。在實(shí)際使用過程中彈簧心軸應(yīng)和機(jī)床液壓系統(tǒng)間擁有連接盤，其與彈簧心軸經(jīng)螺栓連接與緊固，在連接過程中應(yīng)找正彈簧夾具，安裝成功后，對其進(jìn)行檢驗(yàn)。在拉緊彈簧夾具過程中，經(jīng)內(nèi)錐與外錐心軸配合實(shí)現(xiàn)了工作，在松開時，二者處于脫離狀態(tài)。

圖2 數(shù)控車床中應(yīng)用彈簧夾具結(jié)構(gòu)圖

2.普通車床

普通車床C620在安裝彈簧夾具過程中錐心軸應(yīng)采用通用模式連接法蘭，此后，對外圓跳動進(jìn)行檢查，盡量保持在0.005mm內(nèi)，以此保證心軸和設(shè)備成功連接，待連接完成后，安裝彈簧套，利用彈開墊圈，保證工件有效松開，此后，對拉桿、墊片與螺母等進(jìn)行安裝，其中墊片和彈簧套件應(yīng)無移動間隙。再安裝工件，其處于彈簧套外圓。經(jīng)實(shí)踐證實(shí)，彈簧夾具或錐心軸左右移動，均具有可行性。

1.錐心軸2.彈簧套3.工件4.螺母與墊片5.拉桿

圖3 普通車床中彈簧夾具的應(yīng)用

3、滾齒機(jī)

在機(jī)械加工中滾齒具有常見性，因此，其夾具設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)過程中以不同設(shè)備為依據(jù)，設(shè)計(jì)各異的工裝。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，普通滾齒機(jī)的夾具設(shè)計(jì)具有簡便性，通過純手工方法，安裝上下墊、螺母與滾胎，其難以設(shè)計(jì)彈簧夾具，因此，以數(shù)控滾齒機(jī)為研究對象，其工裝為直心軸與上下墊，主要是借助滾齒機(jī)液壓系統(tǒng)夾緊實(shí)現(xiàn)的，此時的心軸缺點(diǎn)明顯，即：裝夾困難、勞動強(qiáng)度大。為解決這些問題，可以應(yīng)用滾齒彈簧夾具。

1.機(jī)床連接塊 2、7、12緊固螺栓 3.彈簧 4.中間連接塊 5.滾齒壓蓋 6、13、14定位銷 8.工件 9.拉桿 10.彈簧套 11.滾齒下墊 15.套筒 16.滾齒底座 17.定位塊

圖4滾齒彈簧夾具結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)圖4可知，滾齒彈簧夾具是由3部分構(gòu)成的，其中上部分發(fā)揮著壓緊作用，中間部分為銜接、下部分為穩(wěn)定。各零件和機(jī)床連接后，加工時均處于固定狀態(tài)，從而保證了工件穩(wěn)定性。經(jīng)應(yīng)用實(shí)踐顯示，該夾具的優(yōu)點(diǎn)為：第一，較強(qiáng)的自動化，在機(jī)床自動升降工件上，減少了勞動強(qiáng)度；第二，良好的準(zhǔn)確性，因彈簧套具備漲開功能，其消除了工件內(nèi)孔和工裝安裝間的間隙，從而提高了其定位精準(zhǔn)性與可靠性；第三，高質(zhì)量及便捷性，加工工件符合了工藝要求，彈簧套便于安裝與取下。但它也存在不足，即缺少經(jīng)濟(jì)性。但工藝一直都存在著上升空間，不斷發(fā)現(xiàn)不足并不斷升級工藝，謂之“工匠精神”。

（來源機(jī)械社區(qū)）

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