范 勇

(安徽天瑞精密汽車零部件有限公司，安徽 六安 237000)

1 序言

在齒輪加工中，對于有內(nèi)孔的盤形齒輪，熱處理前制齒基本上都是以內(nèi)孔為基準(zhǔn)進(jìn)行加工，熱后為減小熱處理變形的影響，在齒輪加工工藝上，多采用夾節(jié)圓、校節(jié)圓的方法磨內(nèi)孔，保證成品齒輪的精度。開發(fā)快速裝夾、準(zhǔn)確定位的新型夾具，是實(shí)現(xiàn)這種盤形齒輪大批量加工的需求，本設(shè)計(jì)的磨削夾具，改變了原校節(jié)圓的作法，具有操作方便、快速，定位精度高等優(yōu)點(diǎn)。

2 設(shè)計(jì)原理

利用彈性膜盤的彈性變形力夾緊工件，在制作安裝時(shí)，將彈性膜盤沿圓周方向用螺栓緊固在安裝卡盤上。當(dāng)氣缸充氣，推桿機(jī)構(gòu)推動彈性膜盤，克服彈性膜盤彈力推動夾爪打開，此時(shí)可裝工件，當(dāng)工件利用節(jié)圓夾具或三個(gè)同徑量棒在夾具中定位后，氣缸反向充氣，推桿機(jī)構(gòu)退回，工件在彈性膜盤的彈力作用下被夾緊。由于三個(gè)夾爪是在自由狀態(tài)下在內(nèi)圓磨床上自磨出定位面，所以其三爪的定心精度很高，完全滿足齒輪加工精度要求。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 定位

根據(jù)三點(diǎn)定圓的原理，本齒輪內(nèi)孔磨削夾具采用三爪，通過節(jié)圓夾具或三個(gè)等直徑的量棒夾持齒輪漸開線齒面，依據(jù)互為基準(zhǔn)的原則(熱前為以內(nèi)孔為基準(zhǔn)，滾、剃齒面)，磨削熱后齒輪內(nèi)孔。為實(shí)現(xiàn)不同大小齒輪的加工，三個(gè)夾爪安裝在三個(gè)帶有T型滑槽的滑槽板上，通過三個(gè)滑槽板均勻固定在彈性膜盤上，調(diào)整夾爪在滑槽板位置，實(shí)現(xiàn)換產(chǎn)。

端面定位:為實(shí)現(xiàn)齒輪的端面穩(wěn)定定位，基準(zhǔn)必須固定于夾具體上(具體見圖1中9、7號零件)。為滿足基準(zhǔn)面大小的調(diào)整要求，定位元件開有腰形孔。在換產(chǎn)夾具調(diào)整中，必須對定位基準(zhǔn)面自磨，以保證齒輪加工的端跳要求。

圖1 齒輪夾具結(jié)構(gòu)圖

3.2 夾緊

夾緊機(jī)構(gòu)包括有推桿機(jī)構(gòu)、彈性膜盤以及夾爪等，安裝工件時(shí)，由氣缸頂桿，推動彈性膜盤變形，使夾爪張開，可安裝工件。操作換向閥，氣缸反向沖氣，膜盤回彈，夾緊工件，工件及磨削主軸處于可旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。

在夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，為控制彈性膜盤的變形量，頂桿需設(shè)置推動彈性膜盤變形的行程控制，一般不大于1毫米(見圖1中6號零件)。

彈性膜盤厚度對工件磨削過程的穩(wěn)定性影響很大，應(yīng)適當(dāng)選擇，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般為5毫米左右，材料為65Mn，兩面磨削平行。

3.3 氣缸選擇

氣缸直徑就根據(jù)膜盤的厚度、大小及使用壓縮空氣的壓力大小來定;氣缸的行程不需大，實(shí)際作功行程為頂桿控制的膜盤變形，反向行程防止頂桿脫離夾具體。

圖2 拆去夾爪后端面視圖

4 使用要求

4.1 自磨削注意事項(xiàng)

本夾具在換產(chǎn)調(diào)試時(shí)，先根據(jù)齒輪及量棒決定的三量棒最大外徑，調(diào)整三個(gè)夾爪的位置，并預(yù)留自磨余量及膜盤夾緊時(shí)的變形量(0.5mm左右)，自磨三夾爪，自磨出三爪的圓盡可能與齒輪及量棒決定的三量棒最大外徑相等。對于在不相等情況下的產(chǎn)生的誤差可通過下圖3給予說明，由圖可見，對于齒數(shù)不能被3整除的齒輪，此時(shí)會產(chǎn)生一個(gè)定位誤差，因此需盡可能避免。

圖3 裝夾誤差分析圖(對于齒數(shù)不是3的倍數(shù)齒輪)

4.2 通用性考慮

本夾具為滿足通用性要求，設(shè)計(jì)采用了可調(diào)整方案，調(diào)整后用螺栓緊固，因此使用中需防止螺栓松動。

5 具體效果

本齒輪內(nèi)孔磨削夾具，通過實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，具有定位準(zhǔn)確，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，其加工齒輪精度可達(dá)8級以上，且工序能力穩(wěn)定。目前在本公司已全面使用，提高了磨削效率30%以上，保證了產(chǎn)品精度，在齒輪加工制造行業(yè)具有一定的適用性。

目前本設(shè)計(jì)已取得了國家實(shí)用新型專利。