內齒圈支架銑槽夾具設計

馬少超

摘 要：本文詳細介紹了內齒圈支架銑槽夾具的設計過程，該夾具結構簡單，裝夾方便，清理鐵屑容易，應用效果良好。

關鍵詞：內齒圈支架；銑槽；夾具

內齒圈支架是輪邊減速器的一個重要組成零件。2012年，我車間承接了某公司內齒圈支架的機加工業務。為順利完成零件試制加工，車間組織工藝人員對該零件進行工藝分析，并提出了各工序的夾具設計任務。本文就銑槽工序夾具設計過程進行介紹。

1 工藝分析

該零件工序簡圖如圖1所示，需加工8處寬25，長9.5（不含圓弧）的槽。槽深20-40不均。槽的位置無形位公差要求，槽的寬度為25mm，無尺寸公差要求，故該槽的加工要求較低。該零件材料與40Cr接近，硬度大，難加工，帶鉆孔功能的立銑刀也無法鉆入槽的起始位置。故工藝安排時，先在槽的起點處（φ195分度圓）預鉆8個φ24H8的孔，再以孔為起點銑槽。

2 夾具方案設計

（1）定位方式：由于該零件為圓盤形零件，定位時以底面和外圓為宜。此處以底面、φ295.8外圓和上工序的一個φ24孔來定位。

（2）夾緊方式：通過零件的結構可以看出，定位方式決定后，夾緊只能是夾緊φ295.8法蘭面或者φ150端面。夾緊法蘭面零件變形較小，但是需對稱夾兩處，操作不便；夾緊上端面零件存在一定變形，但是裝夾方便，且考慮到零件剛性較大，精度要求不高，因此考慮夾緊上端面。

（3）對刀方式：零件精度要求不高，裝夾工件后直接利用機床主軸、百分表、磁性表座以工件內孔找正X軸和Y軸零點，Z軸方向用試切法確定零點，不再單獨設計對刀塊。

（4）夾具體固定：夾具體通過兩個定位鍵和T型螺栓固定在機床工作臺上。

3 夾具零件及總成設計

（1）定位結構：夾具體（即底板，零件3）上下表面磨削處理，保證上下表面的平行度和平面度，4塊定位板（零件10）同時磨削處理，保證平行度、平面度和等高。定位板通過12顆M6的沉頭螺釘（零件2）固定在夾具體上。定位板限制零件Z方向平移和X軸、Y軸轉動。4顆φ14.2圓柱銷（零件4）均布在φ310分布圓上，圓柱銷內切于φ295.8的圓，內齒圈支架φ295.8外圓放入圓柱銷內，被限制X、Y方向平移；

插銷（零件6）穿入內齒圈φ24孔內，插銷下部中空，是φ12H7的孔，該孔與φ12g6菱形銷（零件5）配合，菱形銷過盈配合固定在夾具體上。插銷和菱形銷結構限制了零件Z軸轉動；

至此，零件的6個自由度全部被限制。之所以采用插銷和菱形銷結構，而非菱形插銷結構，主要是因為菱形插銷結構在銑削時，鐵屑容易進入插銷孔內，導致操作困難。

（2）夾緊結構：M16雙頭螺栓（零件9）下部通過螺紋連接固定在夾具體上，上部通過U型壓板（零件7）和法蘭螺母（零件8）固定零件。U型壓板結構是為了方便快速夾緊和松開零件，螺母只需松開2-3牙，即可抽出壓板，取下零件；同理夾緊零件也只需緊固2-3牙即可，大大提高加工效率。

（3）其他結構：夾具體上通過螺紋連接或者孔軸過盈配合固定工件的定位夾緊裝置，同時，夾具體下表面加工2處鍵槽，定位鍵（零件1）通過沉頭螺釘（零件2）固定在鍵槽內，定位鍵的另一部分卡在銑床工作臺的T型槽內，保證夾具體的位置。螺栓通過機床的T型槽和夾具體上的U型槽，將夾具體固定在機床上。

4 理論校核

（1）定位誤差分析：圓柱銷分度圓直徑φ310，位置度誤差φ0.04，直徑為φ14.2（-0.006，-0.024），則定位圓直徑范圍為295.8（-0.034，+0.064），內齒圈支架外圓直徑為φ295.8（-0.32，-0.1），則工件與定位圓的間隙為0.066-0.384；

該誤差為定位誤差的主要原因，考慮到圖紙對槽的位置及角度無公差要求，該定位誤差在可接受范圍內。

（2）夾緊力分析：根據夾緊結構， M16螺桿的夾緊力W=460P（P為螺母的擰緊力矩），一般生產中，M16螺桿的擰緊力矩可達100-200N·m，按100N·m計算，則夾具的夾緊力W=46000N。

工件與零件的摩擦系數取0.1，則夾緊力產生的摩擦力4600N·m。基本滿足一般銑削的切削力要求。

經分析校核，夾具的定位、夾緊結構均滿足使用要求。

5 總結

該夾具制作完成后，已經投入使用。加工的零件符合圖紙要求，且工件裝夾方便、夾具清理簡單，操作者反應良好。

參考文獻：

[1]王光斗，王春福主編.機床夾具設計手冊[S].上海科學技術出版社，2000.

[2]楊叔子主編.機械加工工藝師手冊[S].機械工業出版社，2001.endprint