關(guān)于D15一二檔齒套磨內(nèi)孔夾具的設(shè)計(jì)及優(yōu)化

牟朋真　孫樂樂　王秋艷

摘 要：通過實(shí)際進(jìn)行的D15一二檔齒套磨內(nèi)孔夾具的設(shè)計(jì)，以及該夾具在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用的一些實(shí)際問題的處理，主要講述這類齒輪加工夾具的設(shè)計(jì)方法和步驟。

關(guān)鍵詞：齒輪；磨內(nèi)孔；節(jié)圓夾具

齒輪是汽車行業(yè)主要的基礎(chǔ)傳動(dòng)元件，通常每輛汽車中有18-30個(gè)齒輪，齒輪的質(zhì)量直接影響汽車的噪聲、平穩(wěn)性及使用壽命。齒輪加工機(jī)床是一種復(fù)雜的機(jī)床系統(tǒng)，是汽車行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，世界上各汽車制造強(qiáng)國(guó)如美國(guó)、德國(guó)和日本等也是齒輪加工機(jī)床制造強(qiáng)國(guó)。

要想得到高質(zhì)量、高精度的齒輪，必須先從齒輪的機(jī)加工做起。齒輪加工中最廣泛和常用的工藝流程是鍛坯，粗精車，滾剃齒，滲碳淬火，磨削，珩磨齒。

齒輪的磨削加工先要對(duì)經(jīng)過熱處理的齒輪內(nèi)孔進(jìn)行精加工，以提高尺寸精度和減小形位公差。原因是由于齒輪熱處理后會(huì)發(fā)生變形，導(dǎo)致了齒輪內(nèi)孔也跟著變形，以致熱處理前所作齒輪內(nèi)孔基準(zhǔn)在熱處理后失去了應(yīng)有的作用。

為了保證齒輪的加工質(zhì)量，提高其傳動(dòng)性能，我們就不得不給齒輪內(nèi)孔留熱處理后的磨量，以便熱處理后進(jìn)行磨內(nèi)孔。

我們都知道齒輪是通過齒面的接觸進(jìn)行嚙合傳動(dòng)，因此采用節(jié)圓定位來修磨齒輪內(nèi)孔無疑是最佳方法。采用節(jié)圓夾具磨削齒輪內(nèi)孔能有效保證齒部與安裝基準(zhǔn)的加工精度，獲得滿意的加工質(zhì)量。下面我們就以D15一二檔齒套零件為例，對(duì)齒輪磨內(nèi)孔節(jié)圓夾具的設(shè)計(jì)方法與步驟作一下介紹：

一、首先根據(jù)D15一二檔齒套的齒輪參數(shù)，用AutoCAD軟件生成齒輪的齒形圖。如下圖所示：

二、根據(jù)設(shè)備上的薄膜卡盤的連接尺寸，繪制出定位柱法蘭盤的圖紙。

三、根據(jù)定位柱法蘭盤及D15一二檔齒套相關(guān)尺寸繪制出定位柱的圖紙。

四、最后將所有的夾具零件組裝到一起，得到裝配圖，如下圖：

此套夾具各零件在設(shè)備上的安裝步驟：

1）首先將三個(gè)定位柱裝到定位柱法蘭盤的定位套中，定位套內(nèi)孔要清潔、無污物。

2）用簧絲把三個(gè)定位柱固定好，要注意保證三個(gè)定位柱在定位套中滑動(dòng)順暢。

3）最后把定位柱法蘭盤安裝到設(shè)備上的薄膜卡盤上，利用定位柱法蘭盤止口及端面定位后，用螺釘緊固好，使其定位準(zhǔn)確。要注意三個(gè)定位柱應(yīng)位于薄膜卡盤上的三個(gè)卡爪內(nèi)弧處，保證卡盤動(dòng)作時(shí)，卡爪能使定位柱實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪的夾緊、放松。

此套夾具的工作原理：

安裝在設(shè)備上的薄膜卡盤內(nèi)有油缸，當(dāng)油缸工作時(shí)，活塞桿端面頂?shù)侥て希て蛲夤钠穑c膜片一體的三個(gè)卡爪也向外移動(dòng)，三個(gè)定位柱在簧絲的作用下也向外移動(dòng)，整套夾具處于放松狀態(tài)，此時(shí)可用一只手進(jìn)行工件上料，把D15一二檔齒套的端面與薄膜卡盤上定位座的端面靠緊，保證不動(dòng)，另一只手按設(shè)備上的夾緊電鈕，此時(shí)油缸的活塞桿后退，卡盤上的膜片回復(fù)，卡爪復(fù)位，同時(shí)也會(huì)驅(qū)動(dòng)三個(gè)定位柱向圓心方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)D15一二檔齒套齒槽的夾緊。從而完成對(duì)工件的完全定位。此后設(shè)備上電機(jī)帶動(dòng)卡盤旋轉(zhuǎn)，右側(cè)的砂輪軸沿軸向向工件內(nèi)孔移動(dòng)，到位后，再沿工件徑向移動(dòng)，當(dāng)砂輪與工件內(nèi)孔面接觸后實(shí)現(xiàn)磨削加工。

此套夾具在使用過程中出現(xiàn)的問題：

1）工件加工完成后內(nèi)孔被磨成橢圓，主要是由于夾緊力太大，而工件壁比較薄，造成工件被夾變形，調(diào)整設(shè)備的液壓系統(tǒng)壓力后，降低了對(duì)工件的夾緊力，工件的內(nèi)孔圓柱孔恢復(fù)正常。

2）工件加工完成后齒跳大，檢查定位柱法蘭盤發(fā)現(xiàn)，安裝定位柱的三個(gè)側(cè)面孔在圓周方向上的分度不好，導(dǎo)致工件夾緊后內(nèi)孔與卡盤不同軸，工件內(nèi)孔磨偏。在定位柱法蘭盤重新制作保證（下轉(zhuǎn)第169頁）（上接第158頁）了分度后，齒跳達(dá)到工藝要求。

3）整套夾具調(diào)試完成后上線加工了幾個(gè)班次，每個(gè)班次都有20多件內(nèi)孔磨偏。針對(duì)這一情況，我們又對(duì)該夾具進(jìn)行了仔細(xì)檢查、分析，發(fā)現(xiàn)加工時(shí)定位柱與定位套之間存有磨屑，導(dǎo)致了定位柱在定位套中來回滑動(dòng)不順暢、卡滯，造成了這小批量廢品的產(chǎn)生。我們就又在定位套前部安裝了三個(gè)密封圈，保證磨屑進(jìn)不到定位柱與定位套之間。改造完成后，這樣的廢品再也沒有出現(xiàn)。

總的說來，這套節(jié)圓夾具的應(yīng)用保證了齒輪的加工精度、穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量；又提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低了成本；有利于改善工人勞動(dòng)條件，保證安全生產(chǎn)；我廠經(jīng)過多年實(shí)踐應(yīng)用，已取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。