圆柱齿轮系列工装夹具设计与改进.pdf

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1、粤港会议圆柱齿轮系列工装夹具设计与改进彭成松(广东科学中心。广东广州5100331过程中，夹具的使用是影响生产效率和产品质量的重要因素，根据齿轮结构和工艺要求，需要设计精车、滚齿等专用工装夹具，如果工件的定位基准尺寸精度不是很高，还可以通过改进夹具结构而提高定位精度。：定位中图分类号：TG75文献标识码：A文章编号：1009—9492(2010)l】一OI39—041引言插齿之后齿端还要倒圆角。对于6～7级精度齿轮．常采用滚齿一剃齿一淬火一珩齿轮传动是机械传动的一种主要传动形式，齿轮精度齿的加_【方案，其中圆孑L齿轮需

2、要在淬火之后精磨基准的高低决定着机械传动的精确性和平稳性。在齿轮加工孔：中，夹具的制造、配合和安装精度是影响齿轮精度的重要因素。齿轮加_[夹具的设计合理与否．不仅关系到齿轮的对于6级以上精度的齿轮，以及需要渗碳淬火的齿精度，也关系到了齿轮加工的效率。为此，按照齿轮的结轮，则采用滚齿一淬火一磨孔(推孔)一磨齿的加工方构和工艺特点制定合理的夹具就显得相当重要。案。2圆柱齿轮的结构和工艺特点3圆柱齿轮夹具的设计对于圆柱齿轮，无论内孔是圆孑L还是花键孔，一般都2．1圆柱齿轮结构用芯轴类夹具来定位加工。花键孔又分为大径定心和小径

3、圆柱齿轮的结构由于使用要求不同而具有各种不同的定心两种，其中圆孔和小径定心的花键孔齿轮．内孔通常形状，从轮齿的分布形式看，可分为直齿、斜齿、人字齿采用磨削，因此定位精度较高。加工出来的齿轮精度也较等；从轮体的结构特点看，齿轮又大致分为盘形齿轮、轴高。大径定心花键孔齿轮，因采用拉刀拉削内孔，生产效齿轮、扇形齿轮和齿条等。其中盘形齿轮应用最广．盘形率较高，精度也较高，目前在国内很多企业，特别是机床齿轮的内孔多为精度较高的圆柱孔和花键孑L，按照其轮缘和汽车齿轮制造厂家均还广泛采用。圆孔、花键孔定位夹齿圈的个数多少可分为单联齿

4、轮、双联齿轮或三联齿轮等具结构相同，其中大径定心的花健孔比起小径定心的花键等。孔和圆孔来，加工和配合精度都要稍差一些，所以要求设2．2圆柱齿轮加工工艺计更为合理的夹具来解决齿轮加工中的定心问题。一般齿轮加工工艺过程大致要经过如下几个阶段：毛下面以大径定心花键孔齿轮为例，介绍几种工装夹具坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处在齿轮加工中的运用。理、精基准修正及齿形精加工。3．1精车夹具的设计对于圆柱孔齿轮．齿形加工前可采用粗车一钻孔一正齿轮拉花键后，常采用锥度芯轴来精车齿坯。如图1火(调质)一精车一平磨一内磨的

5、加工方案加工齿坯；所示。利用锥度芯轴涨紧工件内孔，可以有效保证工件装对于花键孔齿轮．齿形加工前采用粗车一钻孑L一正火配基准与加工基准的同轴度，并为后道工序提供良好的端(调质)一半精车一拉键一精车的加工方案加工齿坯。面基准。但使用锥度芯轴时需要在砧铁上将工件墩实、夹无论圆柱孑L还是花键孔齿轮，如果是单联齿轮，齿形紧，不仅工效低、劳动强度大．而且易损伤工件内孔和加工只需要采用滚齿即可：如果是双联齿轮或三联齿轮，“烧蚀”芯轴，造成定位精度下降。加上芯轴在两顶尖上需要采取滚齿+插齿的加工方法。如果是滑移齿轮，滚齿、收稿日期：2

6、OLO-O9—13■—■l会议论文定位刚性较差，因此加_T齿坯时端面和径向跳动均较大表1花键涨套部分尺寸规格参考从而影响后续加工。车芯棒I，件3．2滚齿夹具的设计图1车用锥度芯轴滚齿夹具一般均采用组合形式。】，结构如图4，主要由件1滚齿底座、件3定位套、件4滚齿心轴、件5隔为此可以将夹具做成图2所示涨套式结构⋯，该夹具套、件7螺母组成。滚齿芯轴与工件孔配合部分没有锥利用液压缸驱动拉杆．当拉杆7向左移动时．涨套体3的度，一般按H6／h5、H7／h6配合或H8／h9配合。但实际上圆锥面迫使弹性涨套向外撑开，从而涨紧工件内孔

7、；拉杆⋯于齿轮结构、材料及硬度的不同，在拉键时，花键孔会向右移动时。推杆5顶出涨套，涨套缩回，取f_l{工件。这产生不同的收缩或扩大，甚至是产生锥度．造成无法装入样既保证了丁件的加工精度，又使装夹迅速可靠。该央具适合直径~o25mm以上内孔的工件，涨套采用65Mn钢材料制成．硬度HRC4045，涨紧套尺寸参照罔3及表l。2345671．定位盘2．定位连接套3，涨套体4．螺钉5．推杆1．夹具体2．锁紧螺母3．衬套4．滚齿芯轴5、6．隔套7．螺母6．挡圈7．拉杆8．涨紧套9．推圈lO．螺钉图4圆柱芯轴滚齿夹具图2涨套式车斤

8、j夹具芯轴或与芯轴配合间隙过大，使齿轮毛坯安装时产生几何偏心，从而引起被加丁齿轮的周节累计误差和齿形误差。另外当芯轴与齿坯孔有间隙时，同时装夹使用的隔套、垫圈、螺母等的端面又不平行时，夹紧后就会使工件轴线产生歪斜．从而引起被加工齿轮的齿向误差。为此当齿轮孔精度不高时，将滚齿夹具改成图5所示的涨套式夹紧，既可保证齿坯容易装入，又可消