插齒夾具的改進設(shè)計及應(yīng)用

陜西法士特汽車傳動有限公司 張云 張濤

插齒夾具的改進設(shè)計及應(yīng)用

陜西法士特汽車傳動有限公司 張云 張濤

在機械加工中，為了確定零件正確的加工位置并且夾緊，常使用夾具來定位、裝夾工件。而在成批生產(chǎn)中，為了保證工件被加工表面的位置精度，縮短工序時間，提高生產(chǎn)率，同時減輕工人的勞動強度，廣泛采用各種專用夾具。陜西法士特汽車傳動有限公司使用的天津第一機床廠生產(chǎn)的插齒機YKA5120，采用了專用的插齒夾具。但在近期的生產(chǎn)中，所采用的插齒夾具經(jīng)常出現(xiàn)被拉斷的現(xiàn)象，進而出現(xiàn)打刀，嚴重影響了生產(chǎn)的正常進行。為此，本文，筆者針對YKA5120插齒機，重新改進設(shè)計了一種新的插齒夾具，保證了生產(chǎn)的正常進行。

一、問題描述

該公司生產(chǎn)副箱主軸減速齒輪的插齒夾具經(jīng)常被拉斷，延誤了正常的生產(chǎn)。究其原因主要有兩個方面：一是夾具中連接接盤與心軸的連桿其螺紋退刀槽過細，僅有4 mm，當機床拉緊時，連接部分所受的拉力超過了本身的拉伸強度，在加工一段時間后，連桿由于拉力作用被拉斷，一經(jīng)拉斷，插齒刀就出現(xiàn)打刀現(xiàn)象。二是插齒產(chǎn)生的鐵屑容易通過脹套和定位套的空隙進入到夾具內(nèi)部，影響夾具的定位精度。連桿結(jié)構(gòu)如圖1所示。

二、原有夾具結(jié)構(gòu)分析

在原來的夾具中，連接軸與機床的液壓機構(gòu)相連接，液壓機構(gòu)開始工作后，連接桿向下運動，帶動與之相連的接盤，接盤通過連接桿與調(diào)整墊連接，調(diào)整墊通過螺栓連接帶動脹套向下運動，脹套與錐度心軸錐面配合，對錐度心軸產(chǎn)生一個垂直于錐面的壓力，同樣，錐度心軸對脹套產(chǎn)生一個徑向漲開的反作用分力，進而將脹套漲開，夾緊齒輪。這種結(jié)構(gòu)的缺點是：一是連接桿太細，退刀槽僅有4 mm，在液壓力的作用下，容易被拉斷；而接盤的螺栓孔距離外圓尺寸近7 mm，故不能考慮增大連接桿尺寸來實現(xiàn)。二是裝配復(fù)雜，可以看出，這套夾具依次由多個零件裝配而成，檢查這個夾具是否裝正，保證良好的跳動，只能將整套夾具裝配完成后，通過測量加工零件的跳動來體現(xiàn)。如果跳動過大，只能將所有的夾具零件拆掉重新裝配，而且夾具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易出現(xiàn)裝偏的問題。考慮到以上兩點，必須簡化夾具結(jié)構(gòu)，重新設(shè)計一種簡單易行的結(jié)構(gòu)方案。

三、夾具設(shè)計要求

針對上面夾具中出現(xiàn)的問題，新的夾具的設(shè)計要求如下。

1.在插齒過程中，脹套的徑跳對工件的加工精度影響很大，為了獲得良好的徑跳，必須嚴格保證拉桿與脹套錐面之間的配合精度。

2.拉桿與本體定位孔之間的配合間隙要嚴格控制。

3.夾具要防止鐵屑進入其內(nèi)部，保證夾具的精度。

4.夾具應(yīng)易于加工，操作方便，保證一定的使用壽命。

四、新結(jié)構(gòu)方案

考慮到消除原有的連接軸-連桿-接盤-連接桿-調(diào)整墊-脹套-錐度心軸結(jié)構(gòu)，新夾具采用連接桿-拉桿-脹套的結(jié)構(gòu)。連接桿與機床液壓缸相連接，傳遞液壓拉緊力給拉桿，拉桿向下拉伸，利用拉桿與脹套間的錐面將脹套漲開，從而達到漲緊工件的目的。新夾具結(jié)構(gòu)如圖2所示。

在插齒過程中，脹套的徑向跳動對工件的加工精度影響很大。為了獲得良好的徑跳，必須要嚴格保證拉桿與脹套錐面之間的配合精度，拉桿與脹套的圓錐角度均限制在5之內(nèi)，同時，拉桿與本體定位孔之間的配合間隙也要嚴格控制，為此，拉桿和本體圓柱部分公差均限制在0.005 mm之內(nèi)。這種插齒結(jié)構(gòu)簡化了原有夾具的結(jié)構(gòu)，本身的制造成本得到控制，并且由于不用頻繁更換連接桿，也減少了生產(chǎn)停頓造成的浪費，同時，這種結(jié)構(gòu)還可以防止鐵屑進入夾具的內(nèi)部，提高了定位夾具的精度，為工件的加工提供了方便。

五、結(jié)論

根據(jù)機床夾具設(shè)計原理，設(shè)計夾具時，要按照優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗的原則，確保工件的質(zhì)量要求，提高經(jīng)濟效益，同時要盡量使夾具的結(jié)構(gòu)簡單、制造容易。目前，改進后的夾具已經(jīng)用于副箱減速齒輪的生產(chǎn)中。實踐表明，該夾具裝夾方便，加工零件的精度穩(wěn)定，使用情況良好，保證了生產(chǎn)的正常進行。