劉亞軍 陳強(qiáng)

摘要：摩擦環(huán)的粘接固化工藝過(guò)程勞動(dòng)強(qiáng)度大，人員密集、自動(dòng)化程度較低。為提升粘接固化工藝的自動(dòng)化改進(jìn)，需設(shè)計(jì)新型夾具以應(yīng)對(duì)自動(dòng)化要求。文章主要介紹一種用于同步器摩擦環(huán)碳布粘接固化的夾具結(jié)構(gòu)及其工作原理介紹。該夾具特點(diǎn)在于可靠性高，結(jié)構(gòu)緊湊，上卸料便捷，定位精確，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。通過(guò)該夾具的設(shè)計(jì)應(yīng)用，為粘接工藝自動(dòng)化改造提供了有力保障。

關(guān)鍵詞：同步器摩擦環(huán);粘接夾具;自動(dòng)化;

前言

同步器是變速箱的重要部件，也是我公司產(chǎn)量大、工序多零件的典型代表。而同步器中摩擦環(huán)的粘接固化工藝更是勞動(dòng)強(qiáng)度大，人員密集、自動(dòng)化程度低的重點(diǎn)工序。摩擦環(huán)粘接固化的自動(dòng)化提升對(duì)于同步器提質(zhì)提速、節(jié)能降本意義重大。而粘接夾具——作為粘接固化的基本載體，其結(jié)構(gòu)老舊，裝卸人工輔助工序多，一致性差，夾具數(shù)量多，差異型大等特點(diǎn)成為制約粘接自動(dòng)化的瓶頸因素。因此，設(shè)計(jì)一種易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的新型粘接夾具迫在眉睫。

1粘接夾具的功能要求

摩擦環(huán)粘接固化工序首先將表面附有膠膜的碳布與錐環(huán)基體進(jìn)行基礎(chǔ)粘接，然后將粘接好的錐環(huán)放入粘接夾具，通過(guò)壓力機(jī)進(jìn)行沖壓至夾具合模，而后在保持壓力的工況下進(jìn)行180℃，10分鐘的加熱，以實(shí)現(xiàn)碳布的固化，保證摩擦環(huán)最終的尺寸及粘接強(qiáng)度要求。夾具的主要作用為定型、保壓以及傳熱。其需要具備以下幾方面的要求：

1.1可靠性要求

夾具工作過(guò)程受力較大，需保證其具備良好的合模鎖緊力，開合模穩(wěn)定可靠。

1.2穩(wěn)定性要求

夾具工作環(huán)境需要其具備耐高溫、耐沖擊、同時(shí)具備穩(wěn)定的尺寸穩(wěn)定性。

1.3自動(dòng)化要求

作為自動(dòng)線的夾具，需具備拆卸料動(dòng)作簡(jiǎn)單，一致性、重復(fù)性好，便于定位的特點(diǎn)。

2夾具結(jié)構(gòu)

根據(jù)上述工序特點(diǎn)及功能要求，設(shè)計(jì)新夾具如圖1所示，其主要由上下模具本體（下模8、上模9）、鎖緊機(jī)構(gòu)（套筒1、滑套2、鎖緊塊3、彈簧5、拉桿6）、托料機(jī)構(gòu)（托料板15、頂料桿13、彈簧12）、定位底板14及碟簧11構(gòu)成。

上、下模主要負(fù)責(zé)零件的合模定型及傳熱;鎖緊機(jī)構(gòu)主要負(fù)責(zé)夾具鎖緊與解鎖;托料機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)零件的裝夾定位及卸料推出;底板主要負(fù)責(zé)夾具的準(zhǔn)確定位;碟簧主要負(fù)責(zé)夾具的鎖緊保壓。

2.1夾具鎖緊機(jī)構(gòu)

鎖緊機(jī)構(gòu)包括拉桿6、鎖緊塊3、套筒1、滑套2、彈簧4，5、擋板7。

套筒1的上端固接在下模的底面，鎖緊塊3設(shè)置在套筒的側(cè)壁上，滑套2套接在套筒的外部，能夠沿套筒的軸向滑動(dòng)，滑套的內(nèi)壁上設(shè)置有與鎖緊塊配合的避讓區(qū);拉桿6套設(shè)在上模中并能夠軸向移動(dòng)，拉桿的下部外壁上設(shè)置有鎖緊槽，拉桿6的下端設(shè)置在滑套中;

鎖緊時(shí)，滑套移動(dòng)能夠使鎖緊塊徑向移動(dòng)，鎖緊塊的端部卡接在鎖緊槽中對(duì)拉桿鎖緊，此時(shí)鎖緊塊與滑套形成機(jī)械限位;

解鎖時(shí)，滑套反向移動(dòng)，鎖緊塊移動(dòng)至滑套避讓區(qū)對(duì)拉桿解鎖。

套筒的底部設(shè)置有限位結(jié)構(gòu)擋板7，用于對(duì)滑套的滑動(dòng)距離限位，避免滑套移動(dòng)時(shí)與套筒分離。

2.2夾具托料機(jī)構(gòu)

托料機(jī)構(gòu)包括托料板15、頂料桿13和彈簧12組成。

托板與頂料桿螺紋連接，通過(guò)下模中的過(guò)孔與兩個(gè)彈簧4相配合。通過(guò)彈簧的平衡，實(shí)現(xiàn)托料板的水平，達(dá)到上料平穩(wěn)，同時(shí)，彈簧起到減震，緩沖的目的;在卸料時(shí)，推動(dòng)頂料桿即可推出零件。

3主要部件材料的選取

下模1作為零件的主要定位限行部件，作為最主要部件，其需要保證耐熱、耐沖擊且尺寸穩(wěn)定性好;需考慮優(yōu)質(zhì)耐熱模具鋼，經(jīng)對(duì)比驗(yàn)證后，我們考慮選定H13作為下模的主材，為保證其耐磨性，采取表面淬火，提升表面硬度至HRC60。

對(duì)于上模、底板及鎖緊機(jī)構(gòu)，其尺寸穩(wěn)定性要求稍低，考慮經(jīng)濟(jì)性，采用20Cr作為主材，對(duì)于托料機(jī)構(gòu)，因其非主要承力件，選用常見45#鋼作為主材。

4夾具的工作原理

夾具工作過(guò)程中，外錐面粘有碳布的摩擦環(huán)配裝在下模的容納腔之錐面中，然后將上模設(shè)置在下模的頂部，并使拉桿伸入至套筒中。夾具頂部有壓機(jī)沖頭可以對(duì)夾具施予垂直向下的力，夾具底部有動(dòng)作向上的氣缸。

參閱圖3，夾具的鎖緊過(guò)程如下：

首先，使用氣缸推動(dòng)滑套上移，使滑套內(nèi)壁的避讓區(qū)與鎖緊塊位于同一高度，鎖緊塊在徑向彈簧的作用下其端部移動(dòng)至避讓區(qū)，鎖緊塊的卡接部位于套筒的滑槽中。

然后，在壓機(jī)的作用下將拉桿下壓，使拉桿沿套筒的軸向向下運(yùn)動(dòng)，直至拉桿的鎖緊槽與鎖緊塊位于同一高度。

最后，氣缸復(fù)位，滑套在軸向彈簧的作用下向下移動(dòng)復(fù)位，斜面擠壓鎖緊塊，使鎖緊塊向拉桿的鎖緊槽移動(dòng)，鎖緊塊的卡接部伸入至鎖緊槽對(duì)拉桿軸向限位，同時(shí)碟簧壓縮對(duì)上模施加壓力，滑套的內(nèi)部對(duì)鎖緊塊限位，完成拉桿的鎖定。

參閱圖4，夾具的解鎖過(guò)程如下：

氣缸推動(dòng)滑套上移，使滑套內(nèi)壁的避讓區(qū)與鎖緊塊位于同一高度，鎖緊塊在徑向彈簧的作用下其端部移動(dòng)至避讓區(qū)，鎖緊塊的卡接部與拉桿的鎖緊槽分離，拉桿在碟簧的作用下向上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)拉桿的解鎖;

氣缸復(fù)位，滑套在軸向彈簧的作用下向下移動(dòng)復(fù)位，斜面擠壓鎖緊塊，使其向套筒的圓心移動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位。

5結(jié)論

本文對(duì)同步器摩擦環(huán)固化工藝的粘接夾具進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)，從功能特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選取、原理介紹等方面進(jìn)行了詳細(xì)描述。通過(guò)該夾具的投入應(yīng)用，推動(dòng)了粘接工藝自動(dòng)化改進(jìn)的進(jìn)程。對(duì)實(shí)現(xiàn)同步器摩擦環(huán)提質(zhì)提速、節(jié)能降本有重要實(shí)際意義。

作者簡(jiǎn)介：

劉亞軍（出生年-1984年2月9日），漢族，男，陜西鳳翔人，就職于陜西法士特汽車傳動(dòng)集團(tuán)有限責(zé)任公司咸陽(yáng)精密機(jī)械分公司，中級(jí)工程師，從事同步器、緩速器工藝技術(shù)工作。

陳強(qiáng)（出生年-1990年11月26日），漢族，男，就職于陜西法士特汽車傳動(dòng)集團(tuán)有限責(zé)任公司工藝研究所，助理工程師，從事殼體藝工作。）