一种加工薄壁螺旋伞齿轮的工装设计

摘要：用于加工薄壁螺旋伞齿轮齿部的专用工装，包括工装体、接口孔、接口锥度、胀紧接口、加压螺钉、调压螺钉、吊装螺孔、减重孔。工装体为专用工装的主体结构。接口孔和接口锥度位于工装体的大端，用于专用工装和螺旋伞齿轮铣齿机主轴的联接。接口锥度位于工装体的小端，用于专用工装和薄壁螺旋伞齿轮的联接。减重孔位于工装体的大端，用于专用工装的减重。

关键词：薄壁螺旋伞齿轮；专用工装；胀紧；接口锥度；减重

引言

使用螺旋伞齿轮机加工薄壁螺栓伞齿轮时，由于要确保零件与工装的配合强度，往往会通过较大拉伸力来保证。而对于壁厚在5mm左右的薄壁零件来说，过大的拉伸力会导致零件本身产生变形，最终导致零件加工后部门满足图纸精度要求，所以无法使用常规夹具。因此，必须设计一种专用工装来装夹此类零件。专用工装的固定方式也从传统的拉伸力转换至内孔胀紧力，避免了零件由于装夹导致的变形。

1.工装设计原理

将薄壁螺旋伞齿轮内孔加工到规定尺寸及公差范围内，将带有胀紧功能的工装圆柱体装入螺旋伞齿轮内孔内，然后用扭力扳手调节加压螺钉，达到要求的加压扭矩。再将工装通过锥度及安装螺孔装入螺旋伞齿轮铣齿机上，从而完成薄壁螺旋伞齿轮齿部的加工。

2.工装的主体设计

专用工装的工装体应用调质后的中碳钢制造，如45钢等，以确保专用工装的强度。

图1中：1、工装体，2、接口孔，3、接口锥度，4、胀紧接口，5、加压螺钉，6、调压螺钉，7吊装螺孔，8减重孔。

根据切削齿部的切削力，确定胀紧接口的长度及胀紧压力，保证足够的摩擦力，防止加工过程中工装与零件本体发生相对运动。

工装本体与机床配合采取锥度配合，再通过接口孔处的螺钉将工装固定在机床本体上。为了避免工装过重，影响工装与机床的接触稳定性，在工装左端增加减重孔。工装伸出机床接口部分还要考虑到是否会与铣刀盘干涉的现象，故设计成大斜角。

3.具体实施方式

下面结合附图对本专用工装作进一步的描述。

由图1可见，本专用工装包括1、工装体，2、接口孔，3、接口锥度，4、胀紧接口，5、加压螺钉，6、调压螺钉，7吊装螺孔，8减重孔。工装体1为专用工装的主体结构。接口孔2和接口锥度3位于工装体的大端，用于专用工装和螺旋伞齿轮铣齿机主轴的联接。胀紧接口4位于工装体的小端，用于专用工装和被加工薄壁螺旋伞齿轮的联接。减重孔8位于工装体的大端部位，用于专用工装的减重。加压螺钉5、调压螺钉6位于工装体中部，用于胀紧力的调整。吊装螺孔7位于工装体中部，用于工装体主体的起吊。

由图2可见，工装体接口锥度与机床主轴锥度一致。接口孔位置与机床主轴安装螺孔位置一致，保证工装体能与机床主轴配合。工装体胀紧接口与薄壁螺旋伞齿轮内孔联接。通过调整加压螺钉与调压螺钉来调整胀紧接口处的胀紧力。

4.本方法的优点

传统的装夹方案是通过拉紧端面盖板来实现零件与机床的相对转动。对于这类薄壁零件来说，采取传统方案会导致零件变形严重。相比传统工装方案，液压胀紧工装减少了在装夹过程中零件的内孔变形，避免由于变形而影响到齿部最终的精度。

5.结论

通过采用新工装，提高了加工效率，避免了装夹导致零件的变形、最终导致零件计量不合格的现象，保证了零件的良品率。

参考文献：

[1] 機床夹具设计手册 杨黎明。

[2] 机械加工工艺装备设计手册 郑修本

作者简介：

李德谦，1988-，男，工程师，大学本科，现任南京高精船用设备有限公司制造与过程控制处工艺员，主要从事机加工工艺设计、产品总装质量控制等工作。

（作者单位：南京高精船用设备有限公司）

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