李天琦 李正

摘要：為提高同步器滑動齒套零件內(nèi)花鍵倒錐齒精度，需要在粗精車工序?qū)X套零件內(nèi)孔有較高的工藝尺寸和圓度要求。采用六點式浮動三爪代替?zhèn)鹘y(tǒng)三爪，可以改善傳統(tǒng)三爪夾持力大，夾持薄壁類零件易使其變形的缺陷。不但滿足了零件內(nèi)孔的工藝尺寸，而且內(nèi)孔的圓度非常好。提高零件加工精度，降低廢品率，進一步為齒套零件倒錐齒精度的提升提供保障。

關(guān)鍵詞：薄壁件;六點夾緊定位;浮動三爪;國度;加工精度

1前言

我公司生產(chǎn)的主箱同步器滑動齒套零件，均為薄壁類零件。由于薄壁套類零件具有特殊的結(jié)構(gòu)性，徑向剛性較弱，加工中極易產(chǎn)生變形。在使用傳統(tǒng)三爪夾持零件外圓進行粗精車加工時，夾緊時工件易變形，影響加工精度。同時因為毛坯為鍛造工藝制造，毛坯上存在表面凹陷，普通三爪夾緊定位不穩(wěn)定，為減小變形，需減少夾緊力，但這樣可能會出現(xiàn)夾不緊的情況。

在近幾年的變速器售后質(zhì)量問題反饋中，主箱同步器斷裂與脫檔屬于高發(fā)問題，經(jīng)設(shè)計、工藝理論分析，主箱同步器齒套倒錐齒符合性是主要影響因素之一。針對主箱同步器齒套為薄壁零件這一特點，要想控制倒錐齒加工精度，就要從毛坯粗精加工開始控制零件精度，圓度要求尤其重要。

針對上述情況，區(qū)別于傳統(tǒng)的通過加大三爪裝夾接觸面積的方式，在臥式數(shù)控車床上采用六點夾緊定位的浮動三爪在齒套零件車削加工實際應(yīng)用中取得了較好的效果。

2浮動三爪結(jié)構(gòu)及使用原理分析

如下圖所示，我們采用的六點浮動三爪主要包括三爪支撐、浮動爪、連接螺桿、螺釘、夾緊螺釘、限位銷。浮動爪通過連接螺桿穿過三爪支撐與車床卡盤連接，并且在浮動爪與三爪支撐間有限位銷，防止臥式車床上浮動爪由于自重旋轉(zhuǎn)。三爪支撐像普通三爪一樣與機床卡盤連接，三個一組，以統(tǒng)一基準梳齒。三爪安裝好后，依次將夾緊螺釘扭到合適位置，裝上校準件。夾緊后，用百分表打校準件內(nèi)孔跳動，通過調(diào)整夾緊螺釘，將校準件內(nèi)孔跳動調(diào)整到0.1mm以內(nèi)后，依次裝入螺釘，頂緊夾緊螺釘，松開校準件即為三爪調(diào)整完畢。在實際使用時，以鏈接螺桿為支點，連同浮動爪隨毛坯外圓的高低起伏，有微量的浮動（如圖所示中，浮動量為0.005-0.01mm，有嚴格要求，不可隨意給定），起到浮動夾緊作用。夾緊螺釘帶錐的尖部為硬質(zhì)合金材料，隨著夾緊力的作用扎入毛坯表面一定深度，不需要過大的夾緊力，就可以實現(xiàn)薄壁件加工的定位和夾緊，防止工件變形。

在卡盤向中心移動過程中，當(dāng)夾緊螺釘沒有與工件接觸時，浮動爪會以連接螺桿為圓心，零件會給夾緊螺釘一個作用力，使浮動爪產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)角，隨著夾緊動作繼續(xù)，使兩個夾緊螺釘同時與零件表面接觸，這樣浮動爪的浮動量克服了工件表面缺陷。同理，其他兩個卡爪也如此運動，六個夾緊螺釘尖點最終都與毛坯外圓同時接觸，保證了工件的定位夾緊。

從力學(xué)上的理論分析可知，假設(shè)傳統(tǒng)三爪與毛坯的接觸面積為S1，浮動三爪與毛坯的接觸面積為S2，那么兩種夾緊方式零件表面受到的壓強分別為P1=F1/S1;P2=F2/S2。因S2遠小于S1，夾緊力是由機床油缸提供，即在不改變機床倍率的情況下，F(xiàn)1=F2，則此時由六點浮動三爪產(chǎn)生的壓強P2要遠大于普通三爪產(chǎn)生的壓強P1。這樣夾緊螺釘?shù)膬蓚€尖點可以輕易嵌入工件表面一定深度，夾緊不僅僅依靠摩擦作用，從而增大了夾緊的穩(wěn)定性，在夾緊力較小的情況下，實現(xiàn)了工件的夾緊穩(wěn)定。

3在工藝中應(yīng)用推廣

經(jīng)過試驗驗證了六點浮動三爪在加工薄壁類零件車削過程中的具備極高穩(wěn)定性后，將六點浮動三爪推廣到近70個某零件的粗精車加工工藝中。由下圖所示新老工藝對比可知，使用普通三爪加工時，零件內(nèi)孔加工尺寸公差要求為0.1mm，圓度要求為0.06mm。使用六點浮動三爪加工時，零件內(nèi)孔加工尺寸公差可以提高到0.03mm，圓度精度要求提高到0.02mm。

原工藝中要求內(nèi)孔圓度0.06mm，但實際加工過程中發(fā)現(xiàn)很難保證此精度。換為六點浮動三爪后，通過批量加工得出的反饋結(jié)果可知，使用六點浮動三爪可以穩(wěn)定加工零件內(nèi)孔尺寸公差0.03（0.035）mm，內(nèi)孔圓度0.02mm，車間反饋使用效果良好。在后續(xù)的齒套零件新產(chǎn)品工藝編制及原有零件工藝更新修訂時，按照上述標準將零件內(nèi)孔尺寸公差和圓度精度統(tǒng)一要求。

4總結(jié)

通過此次對齒套零件車削加工工藝方案改進，對浮動三爪使用原理的分析理解，總結(jié)出一些經(jīng)驗：首先，加工精度要求較高的薄壁件應(yīng)從毛坯開始就要嚴格控制圓度，根據(jù)實際的要求，要有圓度合理的基準。其次，除了機床自身的精度保障外，加工工藝和夾具的合理化非常重要，是解決問題點的關(guān)鍵所在。本方案的應(yīng)用推廣即提高了加工精度，也為后續(xù)齒套倒錐齒精度的改善提高保障。