气动铣孔夹具的设计

气动铣孔夹具的设计■ 陕西法士特齿轮有限责任公司　（陕西宝鸡　722409）　祁正梅摘要：为了保证同步器结合齿圈6孔位置度要求，本文设计了一种新型气动铣孔夹具，由旋转气缸带动定位销来实现定位。用气动定位装置来代替手动机械定位、找正，该夹具定位精度高，可操作性强。在现有技术中，二轴齿轮零件在热后铣孔时，需要对6个自焊接总成在铣孔时主要采用手动由度都加以限制及完全定位。此6机械式对孔，每加工一件零件就孔的位置度由内孔确定，根据基需要重新对孔、找正，生产效率准重合原则，选择内孔和端面定很低，加工速度慢，而且不易操位，应用胀套和定位套配合的方作。式。但这种定位只能限制5个自由针对这一现状，本文设计了度，还需要限制沿z轴的转动。运一种气动铣孔夹具，该夹具通过用一面两孔的定位方式，结合定增加气动定位装置来解决机械式图1　同步器结合齿圈位销来实现完全定位。目前在生反复对孔的问题。产中，实现完全定位的方式是：1. 被加工零件的工艺方案 每加工一件零件，在刀柄上装上同步器结合齿圈是变速器换定位销对孔进行定位、找正，这挡机构中的一个重要零件，零件种生产方式效率很低，而且不易如图1所示，和二轴片齿轮焊接总操作，费时费力。本文设计的气成如图2所示。同步器结合齿圈和动铣孔夹具在原理上也是应用6点片齿轮材料都为8620RH，热处理定位原理实现完全定位，但在方为渗碳淬火，表面硬度可达58～式上是通过旋转气缸带动对孔销63HRC。如果采用热后钻孔工艺来实现定位找正。图2　同步器结合齿圈和二轴片齿轮焊接方案，对刀具和机床要求较高，总成（2）气动铣孔夹具的结 而且效率很低。因此为了保证同构　气动铣孔夹具的主要结构如步器结合齿圈孔的位置度要求，2. 新型铣孔夹具的设计图3所示，它主要由两部分组成，采用的工艺方案为：热处理前先（1）设计原理　将工件假设夹具结构部分以及气动定位部对同步器结合齿圈钻孔，热处理为一个理想体，在空间有6个自由分。夹具结构部分由本体、蝶形后和二轴齿轮焊接，然后对二轴度，沿x、y、z轴方向移动的3个弹簧、胀套、压盖以及六角法兰齿轮焊接总成安排铣孔工序，加自由度，以→x、→y、→z表示；绕x、面螺母组成，本体与机床工作面工到产品图样要求的尺寸，保证y、z轴转动的3个自由度，以x、固定，本体轴心处穿有蝶形弹簧位置度要求。y、z表示。根据产品图样要求，和胀套，本体上端面设置压盖，冷加工2019年 第12期www.mw1950.com51通过六角法兰面螺栓起到压紧作右旋气缸，来达到现场需求。用。气动定位部分由定位销、回旋转气缸带动定位销，在转气缸、螺钉6、直通快接插头、上下移动时，可以自由回转。定支撑、节流阀、气阀开关和三通位销从放松状态回转到压紧状态接头开关组成，其中，回转气缸时，转过的弧长为s，和支撑通过螺钉6连接，三通接 s＝πdφ/360° （1）头开关一端和车间用气点处气管式中，d是气缸内活塞杆径连接，另外两端和该夹具辅助气（mm）；φ是定位销回转的角度管连接，将压缩空气通入回转气（90°）。缸，为了防止冲击破坏定位，在定位销从压紧到放松回转时气动回路适当部位安装节流阀和的升程为h，气阀开关。 h＝s/tanβ （2）（3）气缸的选择　气缸将气式中，β是气缸中凸轮槽的螺旋体的压力能转变为机械能，在本角（°）。文设计中，气缸属于执行元件，在本文设计中，选取25mm带动定位销来实现定位。如图3所缸径的旋转气缸，其活塞杆径为示，当带动定位销的夹紧臂处于14mm，代入式（1）计算得s＝水平位置时，定位销实现定位夹10.99mm；气缸凸轮槽的螺旋角紧；当夹紧臂处于垂直位置时，为30°～40°，取β＝35°，代定位销处于放松状态，所以选择入式（2）计算得h＝15.7mm。零图3　气动铣孔夹具　1—三通接头开关　7—回转气缸　8—定位销　2—气阀开关　9—六角螺母　3—节流阀　4—支撑　5—直通快插接头　6、15—螺钉13—蝶形弹簧　10—六角法兰面螺栓　14—本体11—压盖　12—胀套　522019年 第12期www.mw1950.com冷加工件内孔深度为5.4mm，由计算可得，气缸活塞有充裕的行程，所以缸径25mm的旋转气缸完全满足使用。（4）夹具工作过程　首先将本体固定在机床工作台上，装好蝶形弹簧和胀套，将工件装在胀套上，然后在本体上端装上压盖和六角法兰面螺母。接下来，通过三通接头开关将车间用气点处的压缩空气通入气动回路，打开气阀开关，调节节流阀，使气压降低到工作压力（0.6MPa）并稳定在该压力，最后气体进入回转气缸，回转气缸和定位销通过螺纹联接，回转气缸回转90°，通过定位销实现工件定位，最后再拧紧六角法兰面螺母，旋转螺母通过压盖将轴向力加在胀套和蝶形弹簧片上，蝶形弹簧片径向胀大，从而将工件定心并夹紧。蝶形弹簧片的径向胀开量约为0.1～0.4mm，定心精度可达φ0.010～φ0.002mm，和胀套配合使用，定心精度高。执行加工程序，铣6孔，完成本道工序的加工后关掉气阀开关。加工下一件工件时，只需要打开气阀开关，拧紧螺母，执行程序，就可进行加工。3. 结语气动夹具以压缩空气为能源，具有降低能源消耗、安全可靠、操作便利、省时省力和效率高等特点。改进后的气动夹具克服了现有夹具的弊端，可普及使用。参考文献：[1] 吴拓．机床夹具设计实用手册[M]．北京：化学工业出版社，2014.（收稿日期：20190928）