齒輪滾絲機滾絲專用夾具的改造與應用

彭 俊 高云峰

(湖北汽車工業學院，湖北 十堰 442002)

ZA28－20滾絲機主要用于某系列中2402－6B5主動錐齒輪齒坯軸徑上螺紋的加工，為提高設備效率，需對其專用夾具進行局部改進后，方可加工新增的其他兩個系列的2402N－025和ZB－025主動錐齒輪螺紋的兩個品種，在提高工藝柔性化生產的同時，不僅節約了資金，而且還提高了生產效率。

滾絲機是一種多功能冷滾壓成形機床，該設備能在其滾壓力范圍內，在冷態下對工件進行螺紋、直紋、斜紋滾軋，直齒、斜齒及斜花鍵齒輪的滾軋，校直、縮徑、滾光和各種成形滾軋。機器有安全可靠的電—液執行和控制系統，可使每一個工作循環在手動、半自動和自動3種方式中選擇。滾絲冷滾壓工藝是一種先進的無切削加工，能有效地提高工件的內在質量和表面質量，加工時產生的徑向壓應力，能顯著提高工件的疲勞強度和扭轉強度，是一種高效、節能、低耗的理想工藝。

1 問題的分析

ZA28－20滾絲機用來對齒輪軸徑上的螺紋進行加工，如圖1所示。滾絲夾具通過齒坯中心孔支承工件，由頂尖頂緊，使其在兩滾絲模間保持正確位置，然后經滾絲模帶動齒坯旋轉、擠壓，直到螺紋成型。該滾絲夾具由定位頂尖、液壓頂緊油缸、左右支架座和輔具組成，右支架座安裝活動頂尖，由液壓控制，左支架安裝固定頂尖，可作軸向微調。工作過程中頂尖的最大壓力不超過2MPa。在實際使用過程中，該夾具在設計和生產上存在以下缺陷:(1)頂緊油缸部分的頂尖難以安裝，甚至裝不進去;(2)調整麻煩，有時甚至出現工件夾不緊;(3)由于拓寬生產品種的需要，該設備原來只加工某一系列的單一品種24026B5－025，現在需再加工其他兩個系列的兩個品種2402N－025、ZB－025。而現用的滾絲夾具頂緊行程不夠。因此，需對該夾具進行局部改造以提高設備的加工性能。

經過現場考察和設備維修，針對出現的問題，找出產生以上缺陷的原因:

(1)如圖2所示，頂尖裝入活塞軸時活塞軸上無排氣孔是造成頂尖難裝，甚至裝不進去的原因。

(2)如圖3所示，調整麻煩是因為油缸活塞腔內有1個密閉空間，當頂緊工件時，里面的空氣產生負壓;當松開工件時，里面的空氣產生高壓。如果調整不當將會造成工件松不開或夾不緊的問題，給加工帶來極大不便。

(3)現用的夾具頂尖行程不夠，難以實現柔性化生產。因現正在加工的某系列中的24026B5－025主動錐齒輪齒長269mm;新增的其他兩種系列中的兩個品種2402N－025和ZB025主動錐齒輪齒長分別為292mm和328mm。加工零件的總長度增加了59mm;而活塞行程只有49mm，加上左支架只能進行軸向微量移動，因此無法加工新增的兩個零件。

2 方案及實施

針對上述頂尖難以安裝甚至裝不進去的問題，在活塞軸原有的結構上進行局部改造。在活塞軸上鉆1個φ3mm的排氣孔，如圖4所示。

針對調整麻煩的問題，在右支架上加工1個M6×1.5的螺紋孔并安裝管接頭，用銅管引到油箱，這樣滲漏的油可經管路流回油箱。在改造過程中，由于活塞行程只有49mm，不能造成油液串腔，因此在距油缸活塞腔左端4mm處進行鉆孔攻絲，見圖5。

針對行程不夠的問題，對左頂尖外殼進行如下3方面的改造:其一是對原來的殼體(圖6)進行加工，鏜出φ36mm孔(圖7);其二是制造1根帶有螺紋的套筒軸，其外圓尺寸與殼體孔相配合，間隙要求在0.02mm內，頂尖孔和原設計相一致;其三是做兩個相同的螺母，與套筒軸相互配合使用，限制套筒軸在軸向上的前后竄動。對改進后的夾具進行安裝調試后即可投入正常生產，裝配前，對各安裝件進行徹底清洗，檢查各相關部件的精度;除影響前后頂尖同軸度的各種因素，保證在0.02mm以內;檢查并配磨兩頂尖與套筒軸間的接觸面積，使其大于70%;調整機床的各種固有精度，使其達到設計使用要求;安裝改造后的夾具，并找正夾具與機床相對位置精度;調整機床的工作壓力;調整滾絲模及刀桿支架并找正精度;試加工零件至合格。

3 結語

從2012年2月至今，經兩年多的運行，改造后的夾具能完全滿足齒輪螺紋的加工要求;夾具工作運行平穩，操作調整較改造前更方便快捷;能夠滿足多品種的加工要求;減少了滾絲夾具的重新設計、制造，節省了投產時間和資金的投入，為企業創造了效益;為同類滾絲設備夾具改造提供了一定的經驗;達到了預期目的和效果。

［1］機械設計手冊編委會.機械設計手冊［M］.北京:機械工業出版社，2004.

［2］吳宗澤.機械設計師手冊［M］.北京:機械工業出版社.2002.

［3］馬玉貴，馬治武.新編液壓件使用與維修技術大全［M］.北京:中國建材工業出版社，1999.