基于自動(dòng)夾緊控制的減速箱端蓋與箱體結(jié)合面加工夾具的設(shè)計(jì)分析

王素粉

（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 三門峽 472000）

1.端蓋平面加工夾具的設(shè)計(jì)方案

減速箱前端蓋為長(zhǎng)方體不規(guī)則零件，端蓋上方兩端各有傾斜凸出的加油孔和油尺孔兩部分。該工藝要求對(duì)減速箱體與端蓋之間連接面進(jìn)行精加工，保證相互間的平行度和光潔度符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，同時(shí)在箱體和前端蓋螺栓連接裝配時(shí)，緊固螺栓時(shí)應(yīng)受力均勻，并涂抹密封膠，加密封墊，避免結(jié)合面漏油。

箱體結(jié)合面的銑削加工為第一道主工序，也稱為原始基準(zhǔn)。通過加工后的原始基準(zhǔn)，進(jìn)行輸入和輸出傳動(dòng)軸的加工。確保它們都在一個(gè)水平基準(zhǔn)內(nèi)，因此該基準(zhǔn)要求嚴(yán)格，工件的定位和夾緊及切削受力都要求較高。初次找正、找平、繁瑣復(fù)雜，對(duì)不規(guī)則又偏重的減速機(jī)前端偏蓋，制作夾具相應(yīng)來說也比較困難。其立體圖如圖1所示。

加工工序分析

2第一道工序：前端蓋結(jié)合面的加工，必須采用等高墊鐵找平，并通過夾具夾緊后，經(jīng)檢測(cè)符合加工要求標(biāo)準(zhǔn)后方可加工。結(jié)合面加工完成第一道工序后，可更換小盤刀具繼續(xù)加工內(nèi)部輸出軸通孔和輸出軸盲孔的加工。

第二道工序：可將翻轉(zhuǎn)工件180度，使用加工后的端蓋結(jié)合面為原始基準(zhǔn)，對(duì)工件外表面進(jìn)行輸入傳動(dòng)軸法蘭口的平面加工。

第三道工序：為傾斜凸出的加油孔和油尺孔的銑削和螺紋加工。因被加工減速機(jī)端蓋的加油孔和油尺孔都處在箱體上方。需對(duì)其進(jìn)行不同角度的旋轉(zhuǎn)，并保證垂直、正負(fù)角度定位正確、受力均勻等條件，故需要設(shè)計(jì)出一個(gè)即能保證不同角度的變換。同時(shí)還要保證工件夾裝時(shí)和工作臺(tái)垂直的夾具來。

本人建議第三道加工方案利用普通銑床加工，可大大簡(jiǎn)化加工難度，避免制作兩種不同的正負(fù)角度夾裝工具。也便于實(shí)現(xiàn)工序程序化。

3前端蓋夾具的受力分析

確保原始水平基準(zhǔn)找正簡(jiǎn)單準(zhǔn)確，采用等高定位塊托起前端凸凹不平面。為減少定位塊過多，找正、找平困難，采用三點(diǎn)定位法。但減速箱前端蓋為不規(guī)則零件，偏重、定位點(diǎn)外形受到限制等多種不利因素，不得不增加多點(diǎn)輔助水平定位塊來支撐。

如圖2所示，紅色為不規(guī)則被加工零件，夾緊塊與相對(duì)的氣缸夾緊塊組成三點(diǎn)一面來定位，考慮氣缸對(duì)面夾緊塊薄弱又增加夾緊筋板支撐。同時(shí)考慮到銑刀由一端如刀，切削力較大，防止被加工件另外一端受力竄動(dòng)和往上撅起不利因素，在入刀點(diǎn)的對(duì)面進(jìn)行較大面積的固定和夾緊，使其水平面內(nèi)完成這兩個(gè)自由度的約束。

定位塊共分10塊。它們分別是：氣缸夾緊塊、夾緊定位塊、輔助支撐塊三種。如圖3定位塊布置俯視圖。

氣缸夾緊塊2和3是夾緊被加工的不規(guī)則箱體端蓋使用的，夾緊定位塊1和2、3組成三點(diǎn)一面的定位結(jié)構(gòu)。考慮夾緊塊1薄弱又增加夾緊筋板支撐6、7、8、9為切削受力定位塊，其作用是防止兩端切削受力時(shí)工件前后移動(dòng)。4、5、10為輔助支撐塊，其作用是在上料、裝夾工件時(shí)，因工件兩端因偏重傾斜不能水平定位，故在凸起兩端又添加了輔助支撐塊。

4.夾具制作

根據(jù)以上分析，對(duì)夾具進(jìn)行制作，選擇的夾具為高精壓鑄鋁合金材料，箱體壁厚最大為8mm。為防止夾緊力過大變形，采用厚度為20—25mm的鋼板為加工零件的定位模板。鋼板上下兩平面經(jīng)平面磨床加工平行后與機(jī)床工作臺(tái)固定。定位塊采用200×200×25mm的鋼板，四面經(jīng)平面磨床加工后，用線切割分為等高10塊，按照?qǐng)D示受力分析的布置方案垂直地焊地接在鋼板底座上，（焊接時(shí)采用間斷式點(diǎn)焊，以免局部受熱變形。同時(shí)確保各定位塊垂直、平行于鋼板和被加工零件，保證三者的都處同平行面內(nèi)。檢測(cè)時(shí)可用水平儀和平尺配合，要求精度在0.01—0.02mm范圍內(nèi)。）

通過以上分析和以往的工作經(jīng)驗(yàn)，本人認(rèn)為這種選擇是合理并符合基準(zhǔn)找平標(biāo)準(zhǔn)的，被加工零件的初次基準(zhǔn)面的選擇也是符合材料性能要求的。

5.氣動(dòng)夾具的確定與工件裝、卸的確定

微型氣缸安裝在被加工的表面處，由旋轉(zhuǎn)軸的臺(tái)階確定氣缸高度（基本上略高于工件一點(diǎn)）。氣缸可以通過自身的旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，它由鋼板后面的180度的擋塊來限制松開和夾緊兩個(gè)位置。工件加裝時(shí)，撥動(dòng)氣缸并旋轉(zhuǎn)到夾緊擋塊規(guī)定位置上，啟動(dòng)氣源進(jìn)入夾緊狀態(tài)，零件加工完成后，關(guān)閉氣源松開夾緊板，向反方向撥動(dòng)氣缸轉(zhuǎn)動(dòng)180度，取出工件。如圖紅色線條表示松開和夾緊的兩點(diǎn)具體位置。如圖4二維線框圖所示。

結(jié)束語

本文所設(shè)計(jì)的夾具制作方法簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單、成本低廉，受力均勻合理。可以在工作臺(tái)定位點(diǎn)（入刀點(diǎn)）不變的情況下迅速裝夾，也可分組按每臺(tái)機(jī)床加工不同工序來加工。大大提高機(jī)床操作手的難度，尤其是可以把復(fù)雜的加工程序變?yōu)楹?jiǎn)單化，在實(shí)施過程中取得良好的效果。

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