结构相似产品通用插齿夹具

杨胤彬

（中国重汽集团大同齿轮有限公司，山西 大同 037305）

引言

插齿是利用一对轴线相互平行的圆柱齿轮的啮合原理进行加工的。插齿刀的外形像一个齿轮，在每一个齿上磨出前角和后角以形成刀刃，切削时刀具做上下往复运动，从工件上切下切屑。为了保证在齿坯上切出渐开线的齿形，在刀具作上下往复运动时，通过机床内部的传动系统，强制要求刀具和被加工齿轮之间保持着一对渐开线齿轮的啮合传动关系。在刀具的切削运动和刀具与工件之间的啮合运动的共同作用下，工件齿槽部位的金属被逐步切去而形成渐开线齿形。

变速箱输入轴大端结合齿就是采用插齿加工方法，但是输入轴生产线仅有一台插齿机，为了满足生产线多品种、中小批量多元化生产，减少换产时间，提高生产效率，设计通用夹具是非常必要的。例如中国重汽集团大同齿轮有限公司变速箱匹配各种发动机，输入轴生产线品种多，经常有中小批量新产品生产，为了解决这一难题，根据产品结构共同点，设计了一种通用的插齿夹具，结构简单，换产时只需拆卸夹紧内孔两处夹紧机构即可，缩短了整条生产线的生产节拍。

任务要求在一条生产线同一台插齿机上加工图1中外圆分别为Φ45、Φ55、Φ65、Φ75三种输入轴大端接合齿，以前换产时间2h，现在要设计新夹具，要求换产时间不超过半小时。

图1 需要加工的产品外形图

1 夹具设计原理

将工件如下页图2所示安装，机床启动时液压系统通过接杆向下拉拉套，由拉套带动锲块使弹簧套缩小从而夹紧工件；弹性夹头与底座由M6×12螺钉连接；定位套和拉套由螺纹连接，所以换产时只需松开螺钉，更换相应的弹性夹头和定位套即可，方便快捷，省时省力，节约成本。

2 夹具体底座的设计

1）根据机床连接尺寸设计插齿夹具底座连接尺寸，底座上、下两表面平行度以及底座内表面垂直度，根据所加工工件齿部精度严格要求［1］。

2）底座的高度要使得所加工工件齿部在加床滚刀行程范围之内。

3 定位套的设计

1）根据底座连接尺寸设计支撑座底部连接尺寸。

2）根据生产线所加工各工件小端外圆尺寸和总长，设计适合产品的支撑套。

图2 夹具体的结构

4 弹簧套的设计

1）弹性夹头是夹具体的核心部件，弹簧套材料要求弹性变形好，比如65Mn［2］。

2）弹簧套与支撑套采用间隙配合，使弹簧套由拉杆向下拉的时候不至于将工件拉歪，延长弹簧套寿命。

5 工件毛坯要求

弹簧套有效变形量是很小的，工件所夹外圆尺寸严格控制在公差之内，并且外圆表面光滑无波纹，不然弹簧套无法夹紧工件，会导致加工出的工件结合齿跳动大，不符合工艺要求；定位套的内孔尺寸和跳动也要严格要求，使得弹性夹头不会夹歪工件。

6 结语

经使用证明，该夹具能保证输入轴大端接合齿精度、稳定性好，如有类似结构新产品只需生产符合该新产品的弹性夹头和定位套即可，实现了生产线快速换产，不需要增加插齿设备，就可以实现各种输入轴生产，减少生产节拍，提高生产效率，节约成本，为企业提高市场竞争力。

［1］ 陶济贤，谢明才.机床夹具设计［M］.北京：机械工业出版社，1996.

［2］ 朱耀祥，浦林祥.现代夹具设计手册［M］.北京：机械工业出版社，2009.