大齒輪轂油孔加工夾具設計

何鑫

（湖南長城計算機系統有限公司，湖南 株洲 412000）

大齒輪轂油孔加工夾具設計

何鑫

（湖南長城計算機系統有限公司，湖南 株洲 412000）

大齒輪轂作為機車上重要配件，對其加工精度有較高的要求，尤其是54°方向上注油孔，對其位置和方向的控制成為重點內容。由于對角度的要求較高，人工難以保證達到要求的精度，況且在批量生產中不利于提高生產效率、降低次品率，故選擇做一工裝，將對產品的精度要求轉換成對工裝的要求。

大齒輪轂；注油孔；夾具

夾具在整個制造生產準備中占有很重要的地位，它的設計與制造對于產品質量有著決定性的影響，在制造業高速自動化和標準化的今天夾具仍是機電產品制造中不可缺少的四大工具（刀具、夾具、量具、模具）之一。作為一種工藝裝備其作用是正確確定工件與刀具之間的相對位置，并將工件牢固的夾緊，使用夾具可以有效的保證工件的質量，提高勞動生產率，擴大機床的工藝范圍和減輕勞動強度，其作用明顯。

文章介紹的夾具全稱為八軸車大齒輪轂36°油孔加工夾具。按照夾具的使用特點來劃分屬于專用夾具，如果按照使用機床的類型來劃分屬于鏜床夾具。

1 夾具必要性分析

文章所介紹的大齒輪轂油孔加工由于所要加工的注油孔與水平（豎直）方向成一特定角度，所以必須做一工裝來保證注油孔的角度和位置，防止注油孔偏離油槽，如果人工來保證則很難達到要求，如何確定注油孔的角度和位置是夾具設計所要保證的兩個內容 。

2 加工工序分析

（1）每種夾具一般只應用到對應的某一道工序中，弄懂設計夾具對應那道特定工序的內容才能保證設計出合格的夾具；大齒輪轂油孔加工工序內容：銑沉臺——鉆底孔——鉆通孔至油槽——攻絲。而鉆孔至油槽時，要保證 5的注油孔與寬度為8mm的環形油槽相通（如圖1所示）是這幾道工序中的難點，也是夾具設計的重要目的之一。

（2）加工中所使用機床的型號（文章中采用鏜床TX611c）是確定夾具的大?。ú荒艹^機床工作臺最大尺寸）、擺放方向（與刀具的相對位置）的重要依據，在設計夾具前需要明確加工機床的類型和型號，確保設計的夾具能正確安裝在機床工作平臺上，同時能根據機床型號選定夾具與機床之間的連接方式。

圖1 大齒輪轂油孔設計圖

3 確定夾具設計方案

依據待加工產品的外形特點、機床刀具的工作方向和產品要達到的工藝要求，同時考慮到注油孔位置和方向不水平或垂直，為保證孔的方向和位置，必須把夾具設計成一個36°的斜模工裝來保證注油孔位置和方向，防止注油孔偏離油槽。由于孔直徑為D5，深度接近200，加工過程中如果夾具穩定性不夠鉆頭很容易斷在孔內，而考慮到加工中的穩定性要求夾具外形結構選用三角形最佳，所以最終確定大齒輪轂油孔加工夾具的外形設計成三角形的36°斜模工裝。

4 夾具設計過程

機床夾具是由定位元件、夾緊裝置、對刀元件、夾具體部分組成，機床夾具設計也就是針對夾具組成的各個部分進行設計,其中定位與夾緊兩個環節是夾具設計的重點，確定夾具設計方案后，夾緊和定位也就成了設計的主要內容，在這里本方案選擇用兩矩形定位塊（也就相當于起到V型塊定位作用，控制了x，z方向的移動和轉動）將齒輪轂托起，三塊壓板，分度為120°（控制了y方向的移動和轉動）從不同的方向壓到齒輪轂圓周上，從而實現了工件在夾具上的六點完全定位。

由于所要加工的D5的孔中心與圓周上φ26的孔的中心所成角度4.5°，所以在偏離夾具中心線4.5°的地方做了個銷孔，用銷來實現對4.5°的定位，這就是夾具所要保證的內容之二。所以最終產品固定在夾具上如圖2所示（裝配三維圖）。為減少刀具伸出長度，減少刀具在加工過程中的震動或折斷對于加工質量的影響，特將原本三角形結構的夾具改為梯形結構，即在前端增加一塊立板以減短底邊伸出的長度，使工件更接近刀具，同時在此立板中心位置增加一個φ60的孔作為對刀引導裝置，利用此孔校正刀具再升高某一特定高度即達到所要加工的注油孔的位置。

圖2 夾具三維圖

5 夾具制作過程

夾具設計時考慮制作的簡單和經濟性，文章中所介紹的大齒輪轂油孔加工夾具的制作工藝為：①依據產品零件圖下料，將各零部件按裝配圖組焊，焊后整體退火。②將夾具體傾倒擺放，鏜床上鏜夾具的側面和正面。③以已鏜的側面為基準鏜焊接凸臺、定位塊，換刀具鏜三壓板螺栓孔及定位銷孔。④以已鏜正面為基準，擺正夾具，校正夾具中線，鏜φ60的孔（刀具引導裝置）。

6 結語

夾具最早出現在18世紀后期，隨著科學技術的不斷進步，夾具已從一種輔助工具發展成為門類齊全的工藝裝備，國際生產研究協會的統計表明，小批多品種生產的工件品種已占工件種類總數的85%左右。夾具在機械加工中應用相當廣泛，在加工中合理設計和使用夾具能穩定地保證工件的加工精度，用夾具裝夾工件時，工件相對于刀具及機床的位置精度由夾具保證，不受工人技術水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致，可提高產品的可靠性，對提高產品的質量有著重大意義。

總之，使用工裝夾具的最根本目的就是保證加工產品質量的穩定性，滿足技術要求的前提下，還要達到提高產品零件的生產效率，獲得良好的經濟效益的目的。因此，設計工裝夾具不僅僅是個技術問題，還是經濟問題。每當要進行工裝夾具設計時不僅要進行技術分析，還應當進行經濟型分析，使設計的夾具能產生更大的經濟價值。

［1］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.

［2］田培棠，石曉輝，米林.夾具結構設計手冊［M］.北京：國防工業出版社，2011.

Design of Jigging Tool for Large Gear Hub

HE Xin
（Hunan Great Wall Computer System Co.，Ltd.，Zhuzhou，Hunan 412000，China）

Large gear hub as an important part of the locomotive.It has high requirements on the processing accuracy，especially in the direction of 54°injection hole，and its position and direction of control become the key content.Due to the higher requirements of the angle，it is difficult to ensure the required accuracy by men，Moreover，in mass production，it is not conducive to improve production efficiency and reduce the defective rate，so choosing to do a tooling，the product will be converted into precision requirements of the tooling requirements.

large gear hub；oil hole；fixture

TG75

A

2095-980X（2017）02-0082-02

2017-01-20

何鑫，助理工程師。