結構相似產品通用插齒夾具

楊胤彬

（中國重汽集團大同齒輪有限公司，山西 大同 037305）

引言

插齒是利用一對軸線相互平行的圓柱齒輪的嚙合原理進行加工的。插齒刀的外形像一個齒輪，在每一個齒上磨出前角和后角以形成刀刃，切削時刀具做上下往復運動，從工件上切下切屑。為了保證在齒坯上切出漸開線的齒形，在刀具作上下往復運動時，通過機床內部的傳動系統，強制要求刀具和被加工齒輪之間保持著一對漸開線齒輪的嚙合傳動關系。在刀具的切削運動和刀具與工件之間的嚙合運動的共同作用下，工件齒槽部位的金屬被逐步切去而形成漸開線齒形。

變速箱輸入軸大端結合齒就是采用插齒加工方法，但是輸入軸生產線僅有一臺插齒機，為了滿足生產線多品種、中小批量多元化生產，減少換產時間，提高生產效率，設計通用夾具是非常必要的。例如中國重汽集團大同齒輪有限公司變速箱匹配各種發動機，輸入軸生產線品種多，經常有中小批量新產品生產，為了解決這一難題，根據產品結構共同點，設計了一種通用的插齒夾具，結構簡單，換產時只需拆卸夾緊內孔兩處夾緊機構即可，縮短了整條生產線的生產節拍。

任務要求在一條生產線同一臺插齒機上加工圖1中外圓分別為Φ45、Φ55、Φ65、Φ75三種輸入軸大端接合齒，以前換產時間2h，現在要設計新夾具，要求換產時間不超過半小時。

圖1 需要加工的產品外形圖

1 夾具設計原理

將工件如下頁圖2所示安裝，機床啟動時液壓系統通過接桿向下拉拉套，由拉套帶動鍥塊使彈簧套縮小從而夾緊工件；彈性夾頭與底座由M6×12螺釘連接；定位套和拉套由螺紋連接，所以換產時只需松開螺釘，更換相應的彈性夾頭和定位套即可，方便快捷，省時省力，節約成本。

2 夾具體底座的設計

1）根據機床連接尺寸設計插齒夾具底座連接尺寸，底座上、下兩表面平行度以及底座內表面垂直度，根據所加工工件齒部精度嚴格要求［1］。

2）底座的高度要使得所加工工件齒部在加床滾刀行程范圍之內。

3 定位套的設計

1）根據底座連接尺寸設計支撐座底部連接尺寸。

2）根據生產線所加工各工件小端外圓尺寸和總長，設計適合產品的支撐套。

圖2 夾具體的結構

4 彈簧套的設計

1）彈性夾頭是夾具體的核心部件，彈簧套材料要求彈性變形好，比如65Mn［2］。

2）彈簧套與支撐套采用間隙配合，使彈簧套由拉桿向下拉的時候不至于將工件拉歪，延長彈簧套壽命。

5 工件毛坯要求

彈簧套有效變形量是很小的，工件所夾外圓尺寸嚴格控制在公差之內，并且外圓表面光滑無波紋，不然彈簧套無法夾緊工件，會導致加工出的工件結合齒跳動大，不符合工藝要求；定位套的內孔尺寸和跳動也要嚴格要求，使得彈性夾頭不會夾歪工件。

6 結語

經使用證明，該夾具能保證輸入軸大端接合齒精度、穩定性好，如有類似結構新產品只需生產符合該新產品的彈性夾頭和定位套即可，實現了生產線快速換產，不需要增加插齒設備，就可以實現各種輸入軸生產，減少生產節拍，提高生產效率，節約成本，為企業提高市場競爭力。

［1］ 陶濟賢，謝明才.機床夾具設計［M］.北京：機械工業出版社，1996.

［2］ 朱耀祥，浦林祥.現代夾具設計手冊［M］.北京：機械工業出版社，2009.