大齒輪轂油孔加工夾具設(shè)計(jì)

何鑫

（湖南長(zhǎng)城計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有限公司，湖南 株洲 412000）

大齒輪轂油孔加工夾具設(shè)計(jì)

何鑫

（湖南長(zhǎng)城計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有限公司，湖南 株洲 412000）

大齒輪轂作為機(jī)車上重要配件，對(duì)其加工精度有較高的要求，尤其是54°方向上注油孔，對(duì)其位置和方向的控制成為重點(diǎn)內(nèi)容。由于對(duì)角度的要求較高，人工難以保證達(dá)到要求的精度，況且在批量生產(chǎn)中不利于提高生產(chǎn)效率、降低次品率，故選擇做一工裝，將對(duì)產(chǎn)品的精度要求轉(zhuǎn)換成對(duì)工裝的要求。

大齒輪轂；注油孔；夾具

夾具在整個(gè)制造生產(chǎn)準(zhǔn)備中占有很重要的地位，它的設(shè)計(jì)與制造對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量有著決定性的影響，在制造業(yè)高速自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化的今天夾具仍是機(jī)電產(chǎn)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(duì)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(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍和減輕勞動(dòng)強(qiáng)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(diǎn)來(lái)劃分屬于專用夾具，如果按照使用機(jī)床的類型來(lái)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(lái)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(lái)保證則很難達(dá)到要求，如何確定注油孔的角度和位置是夾具設(shè)計(jì)所要保證的兩個(gè)內(nèi)容 。

2 加工工序分析

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

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

圖1 大齒輪轂油孔設(shè)計(jì)圖

3 確定夾具設(shè)計(jì)方案

依據(jù)待加工產(chǎn)品的外形特點(diǎn)、機(jī)床刀具的工作方向和產(chǎn)品要達(dá)到的工藝要求，同時(shí)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(shè)計(jì)成一個(gè)36°的斜模工裝來(lái)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(guò)程中如果夾具穩(wěn)定性不夠鉆頭很容易斷在孔內(nèi)，而考慮到加工中的穩(wěn)定性要求夾具外形結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)成三角形的36°斜模工裝。

4 夾具設(shè)計(jì)過(guò)程

機(jī)床夾具是由定位元件、夾緊裝置、對(duì)刀元件、夾具體部分組成，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)也就是針對(duì)夾具組成的各個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì),其中定位與夾緊兩個(gè)環(huán)節(jié)是夾具設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，確定夾具設(shè)計(jì)方案后，夾緊和定位也就成了設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，在這里本方案選擇用兩矩形定位塊（也就相當(dāng)于起到V型塊定位作用，控制了x，z方向的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)）將齒輪轂托起，三塊壓板，分度為120°（控制了y方向的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)）從不同的方向壓到齒輪轂圓周上，從而實(shí)現(xiàn)了工件在夾具上的六點(diǎn)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(gè)銷孔，用銷來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)4.5°的定位，這就是夾具所要保證的內(nèi)容之二。所以最終產(chǎn)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(zhǎng)度，減少刀具在加工過(guò)程中的震動(dòng)或折斷對(duì)于加工質(zhì)量的影響，特將原本三角形結(jié)構(gòu)的夾具改為梯形結(jié)構(gòu)，即在前端增加一塊立板以減短底邊伸出的長(zhǎng)度，使工件更接近刀具，同時(shí)在此立板中心位置增加一個(gè)φ60的孔作為對(duì)刀引導(dǎo)裝置，利用此孔校正刀具再升高某一特定高度即達(dá)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(guò)程

夾具設(shè)計(jì)時(shí)考慮制作的簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)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(jù)產(chǎn)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(cè)面和正面。③以已鏜的側(cè)面為基準(zhǔn)鏜焊接凸臺(tái)、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(zhǔn)，擺正夾具，校正夾具中線，鏜φ60的孔（刀具引導(dǎo)裝置）。

6 結(jié)語(yǔ)

夾具最早出現(xiàn)在18世紀(jì)后期，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，夾具已從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備，國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85%左右。夾具在機(jī)械加工中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，在加工中合理設(shè)計(jì)和使用夾具能穩(wěn)定地保證工件的加工精度，用夾具裝夾工件時(shí)，工件相對(duì)于刀具及機(jī)床的位置精度由夾具保證，不受工人技術(shù)水平的影響，使一批工件的加工精度趨于一致，可提高產(chǎn)品的可靠性，對(duì)提高產(chǎn)品的質(zhì)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(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，滿足技術(shù)要求的前提下，還要達(dá)到提高產(chǎn)品零件的生產(chǎn)效率，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益的目的。因此，設(shè)計(jì)工裝夾具不僅僅是個(gè)技術(shù)問(wèn)題，還是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。每當(dāng)要進(jìn)行工裝夾具設(shè)計(jì)時(shí)不僅要進(jìn)行技術(shù)分析，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型分析，使設(shè)計(jì)的夾具能產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

［1］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.

［2］田培棠，石曉輝，米林.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：國(guó)防工業(yè)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。