實(shí)現(xiàn)快速換產(chǎn)的滾齒夾具

鐘天將

（中國(guó)重汽集團(tuán)大同齒輪有限公司，山西 大同 037000）

引言

為了滿足現(xiàn)代加工制造業(yè)中同一生產(chǎn)線多品種、中小批量、混批多元化生產(chǎn)，縮短各產(chǎn)品之間換產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)通用夾具是非常必要的。例如中國(guó)重汽集團(tuán)大同齒輪有限公司（全文簡(jiǎn)稱大齒）輸入軸生產(chǎn)線品種多，按需按量生產(chǎn)，每天都要調(diào)整加工不同型號(hào)的輸入軸。因此實(shí)現(xiàn)快速換產(chǎn)，提升中小批量產(chǎn)品生產(chǎn)的效率是當(dāng)前急需解決的問(wèn)題，為了解決這一難題，根據(jù)輸入軸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)以及調(diào)產(chǎn)中瓶頸工序?yàn)闈L齒工序，通過(guò)統(tǒng)一零件加工基準(zhǔn)、加工方式，對(duì)齒部滾齒加工設(shè)計(jì)了一種通用的滾齒夾具，該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，換產(chǎn)時(shí)只需拆卸夾緊內(nèi)孔的兩處夾緊機(jī)構(gòu)即可，有效縮短了調(diào)整時(shí)間，提高了整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。

1 任務(wù)要求

如在同一條生產(chǎn)線同一臺(tái)滾齒機(jī)上加工圖1中內(nèi)孔分別為Φ64.7＋0.10、67.7＋0.10、55.7＋0.10三種輸入軸大端齒部，以前依據(jù)不同的內(nèi)孔尺寸，需配套三種不同的工裝夾具進(jìn)行調(diào)整，換產(chǎn)時(shí)間至少需2h，現(xiàn)在設(shè)計(jì)一種新夾具，實(shí)現(xiàn)換產(chǎn)時(shí)間不超過(guò)半小時(shí)。

2 夾具體的設(shè)計(jì)

圖1 需要加工的產(chǎn)品外形圖

依據(jù)輸入軸結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)制造要求，設(shè)計(jì)思路以更換夾具中較少的定位夾緊部件，并以該部件方便拆卸為中心原則，實(shí)現(xiàn)快速換產(chǎn)。依據(jù)該思路，將支撐座與輸入軸內(nèi)孔倒角接觸的頭部設(shè)計(jì)成一大倒角，以滿足輸入軸內(nèi)孔不同尺寸倒角，通過(guò)滾齒機(jī)上頂尖與支撐座上的大倒角形成雙頂尖。如下頁(yè)圖2所示，該滾齒工裝將輸入軸小端中心孔與內(nèi)孔孔口倒角作為定位基準(zhǔn)，將輸入軸內(nèi)孔作為夾緊基準(zhǔn)，僅通過(guò)更換不同輸入軸對(duì)應(yīng)的夾緊彈簧套就可實(shí)現(xiàn)快速換產(chǎn)的目的，具體設(shè)計(jì)思路及夾具結(jié)構(gòu)圖如下頁(yè)圖2。

2.1 夾具設(shè)計(jì)原理

將輸入軸（工件）如下頁(yè)圖2所示安裝，機(jī)床啟動(dòng)時(shí)液壓系統(tǒng)通過(guò)接桿向下拉拉桿，從而使彈簧套漲開(kāi)夾緊工件；彈簧套與支撐座由銷子連接，拉桿和接桿由螺紋連接，所以換產(chǎn)時(shí)只需將拉桿擰下，更換彈簧套即可，方便快捷，省時(shí)省力，通過(guò)更換不同直徑尺寸的彈簧套可加工不同內(nèi)孔尺寸的輸入軸，節(jié)約了工裝夾具的投入成本，縮短了換產(chǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

2.2 夾具體底座的設(shè)計(jì)

圖2 夾具體的結(jié)構(gòu)

1）根據(jù)機(jī)床連接尺寸設(shè)計(jì)夾具體底座連接尺寸，底座上、下兩表面平行度以及底座內(nèi)表面垂直度，根據(jù)所加工工件齒部精度嚴(yán)格要求［1］。

2）底座的高度要使得所加工全部輸入軸齒部在加工機(jī)床要求的滾刀行程范圍之內(nèi)。

2.3 支撐座的設(shè)計(jì)

1）根據(jù)底座連接尺寸設(shè)計(jì)支撐座底部與其的連接尺寸。

2）根據(jù)生產(chǎn)線所加工各輸入軸內(nèi)孔工藝定位倒角最大及最小內(nèi)徑尺寸，設(shè)計(jì)適合所有產(chǎn)品的支撐套。

2.4 彈簧套的設(shè)計(jì)

1）彈簧套是夾具體的核心部件，彈簧套材料要求彈性變形好，比如65Mn［2］，并且彈簧套槽內(nèi)部要填充有彈性量的樹脂材料，防止異物進(jìn)入彈簧套槽內(nèi)導(dǎo)致定位不良。

2）彈簧套與支撐套采用間隙配合，配合量依據(jù)輸入軸內(nèi)孔尺寸確定，確保在彈簧套由拉桿向下拉的時(shí)候不至于將工件拉歪，延長(zhǎng)彈簧套壽命。

3 工件毛坯要求

首先工件小端中心孔及大端內(nèi)孔的工藝倒角要求無(wú)毛刺、磕碰，表面粗糙度要求達(dá)到Ra1.6；其次工件大端內(nèi)孔表面粗糙度要求也要達(dá)到Ra1.6。涉及到定位精度及夾緊力因素，彈簧套設(shè)計(jì)的漲量不大，因此要求輸入軸內(nèi)孔尺寸公差要嚴(yán)格控制，否則會(huì)導(dǎo)致彈簧套無(wú)法夾緊工件。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)線加工使用證明，該夾具能保證工件齒部各項(xiàng)精度要求、加工過(guò)程穩(wěn)定性好，操作方便快捷，如有類似結(jié)構(gòu)新產(chǎn)品只需重新設(shè)計(jì)制造新彈簧套即可實(shí)現(xiàn)加工。通過(guò)該工裝夾具的使用，該生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了快速換產(chǎn)，縮短了生產(chǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約了成本，為結(jié)構(gòu)類似產(chǎn)品在后續(xù)的工裝夾具設(shè)計(jì)提出了有益的解決方案。

［1］ 陶濟(jì)賢，謝明才.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.

［2］ 朱耀祥，浦林祥.現(xiàn)代夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.