內(nèi)齒圈支架銑槽夾具設(shè)計(jì)

馬少超

摘 要：本文詳細(xì)介紹了內(nèi)齒圈支架銑槽夾具的設(shè)計(jì)過(guò)程，該夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝夾方便，清理鐵屑容易，應(yīng)用效果良好。

關(guān)鍵詞：內(nèi)齒圈支架；銑槽；夾具

內(nèi)齒圈支架是輪邊減速器的一個(gè)重要組成零件。2012年，我車(chē)間承接了某公司內(nèi)齒圈支架的機(jī)加工業(yè)務(wù)。為順利完成零件試制加工，車(chē)間組織工藝人員對(duì)該零件進(jìn)行工藝分析，并提出了各工序的夾具設(shè)計(jì)任務(wù)。本文就銑槽工序夾具設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行介紹。

1 工藝分析

該零件工序簡(jiǎn)圖如圖1所示，需加工8處寬25，長(zhǎng)9.5（不含圓?。┑牟?。槽深20-40不均。槽的位置無(wú)形位公差要求，槽的寬度為25mm，無(wú)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(wú)法鉆入槽的起始位置。故工藝安排時(shí)，先在槽的起點(diǎn)處（φ195分度圓）預(yù)鉆8個(gè)φ24H8的孔，再以孔為起點(diǎn)銑槽。

2 夾具方案設(shè)計(jì)

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

（2）夾緊方式：通過(guò)零件的結(jié)構(gòu)可以看出，定位方式?jīng)Q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(duì)稱(chēng)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(duì)刀方式：零件精度要求不高，裝夾工件后直接利用機(jī)床主軸、百分表、磁性表座以工件內(nèi)孔找正X軸和Y軸零點(diǎn)，Z軸方向用試切法確定零點(diǎn)，不再單獨(dú)設(shè)計(jì)對(duì)刀塊。

（4）夾具體固定：夾具體通過(guò)兩個(gè)定位鍵和T型螺栓固定在機(jī)床工作臺(tái)上。

3 夾具零件及總成設(shè)計(jì)

（1）定位結(jié)構(gòu)：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(shí)磨削處理，保證平行度、平面度和等高。定位板通過(guò)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(zhuǎn)動(dòng)。4顆φ14.2圓柱銷(xiāo)（零件4）均布在φ310分布圓上，圓柱銷(xiāo)內(nèi)切于φ295.8的圓，內(nèi)齒圈支架φ295.8外圓放入圓柱銷(xiāo)內(nèi)，被限制X、Y方向平移；

插銷(xiāo)（零件6）穿入內(nèi)齒圈φ24孔內(nèi)，插銷(xiāo)下部中空，是φ12H7的孔，該孔與φ12g6菱形銷(xiāo)（零件5）配合，菱形銷(xiāo)過(guò)盈配合固定在夾具體上。插銷(xiāo)和菱形銷(xiāo)結(jié)構(gòu)限制了零件Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)；

至此，零件的6個(gè)自由度全部被限制。之所以采用插銷(xiāo)和菱形銷(xiāo)結(jié)構(gòu)，而非菱形插銷(xiāo)結(jié)構(gòu)，主要是因?yàn)榱庑尾邃N(xiāo)結(jié)構(gòu)在銑削時(shí)，鐵屑容易進(jìn)入插銷(xiāo)孔內(nèi)，導(dǎo)致操作困難。

（2）夾緊結(jié)構(gòu)：M16雙頭螺栓（零件9）下部通過(guò)螺紋連接固定在夾具體上，上部通過(guò)U型壓板（零件7）和法蘭螺母（零件8）固定零件。U型壓板結(jié)構(gòu)是為了方便快速夾緊和松開(kāi)零件，螺母只需松開(kāi)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(jié)構(gòu)：夾具體上通過(guò)螺紋連接或者孔軸過(guò)盈配合固定工件的定位夾緊裝置，同時(shí)，夾具體下表面加工2處鍵槽，定位鍵（零件1）通過(guò)沉頭螺釘（零件2）固定在鍵槽內(nèi)，定位鍵的另一部分卡在銑床工作臺(tái)的T型槽內(nèi)，保證夾具體的位置。螺栓通過(guò)機(jī)床的T型槽和夾具體上的U型槽，將夾具體固定在機(jī)床上。

4 理論校核

（1）定位誤差分析：圓柱銷(xiāo)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(nèi)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(duì)槽的位置及角度無(wú)公差要求，該定位誤差在可接受范圍內(nèi)。

（2）夾緊力分析：根據(jù)夾緊結(jié)構(gòu)， M16螺桿的夾緊力W=460P（P為螺母的擰緊力矩），一般生產(chǎn)中，M16螺桿的擰緊力矩可達(dá)100-200N·m，按100N·m計(jì)算，則夾具的夾緊力W=46000N。

工件與零件的摩擦系數(shù)取0.1，則夾緊力產(chǎn)生的摩擦力4600N·m?；緷M足一般銑削的切削力要求。

經(jīng)分析校核，夾具的定位、夾緊結(jié)構(gòu)均滿足使用要求。

5 總結(jié)

該夾具制作完成后，已經(jīng)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(jiǎn)單，操作者反應(yīng)良好。

參考文獻(xiàn)：

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