在車床上鏜削變速箱孔系的三工位夾具
摘要：介紹一種變速箱鏜孔夾具的設計及使用方法。該夾具構(gòu)思新穎，使箱體部件一次安裝，可以在三個工位上加工三個孔系，保證了變速箱體的加工精度及孔系之間的平行度，實際使用已取得較滿意的效果。
DBL型脈動無級變速器是我校早期開發(fā)的一種無級變速器，該變速器是由相位差為90°的四相并列連桿機構(gòu)與單向超越離合器組成的機械式小型無級變速器。箱體是該無級變速器的一個重要零件，其三個孔系的加工尺寸精度和位置精度將直接關系到無級變速器的壽命。
在批量加工變速箱體的三個孔系時，通常在臥式鏜床上采用鏜孔工藝來解決。但由于受到設備條件等因素的限制和影響，在普通車床上對箱體部件鏜孔很難保證加工質(zhì)量。為此，研制了一種車床鏜孔夾具，該夾具使工件一次安裝，通過分度機構(gòu)在三個工位上加工箱體的三個孔系，從而保證了變速箱孔系的加工精度及孔系之間的平行度。經(jīng)實際使用，效果頗佳，既解決了生產(chǎn)難題，又提高了效率。
1 技術要求和工藝方法
無級變速箱體的材料為ZL104，毛坯采用精密鑄造。箱體部件工序圖如圖1所示，該工序加工箱體孔O1、孔O2和孔O3，加工精度等級均為IT7級，粗糙度值為Ra1.6，三孔平行度為0.05，箱體孔系之間的位置尺寸等見圖1。箱體除孔系外，其余各表面均已加工。
2 夾具結(jié)構(gòu)及使用方法
鏜孔夾具設計的指導思想是，采用工序集中原則，在普通車床上對箱體部件三孔加工一次定位完成，減少了定位誤差，確保箱體孔系加工質(zhì)量。根據(jù)該設計思路研制的夾具結(jié)構(gòu)如圖2所示。
分度機構(gòu)和夾具體偏心49.872mm，其原因是在車床上鏜孔，被加工孔回轉(zhuǎn)中心必須和主軸回轉(zhuǎn)中心O重合。當箱體的一個孔加工完畢，箱體和分度機構(gòu)一起繞O’轉(zhuǎn)動，使另一個毛坯孔的中心和主軸回轉(zhuǎn)中心O重合。箱體在夾具中正確定位和夾緊后，O’是箱體三孔的等距中心，孔O1、孔O2和孔O3到O'的距離為:
裝夾變速箱體毛坯 箱體按六點定位原理定位后，用4個內(nèi)六角螺釘夾緊，如圖2所示。
加工孔O3 孔O3的加工工序為:擴孔(Ø36)→鏜孔(Ø39.8H8)→浮動鉸(Ø40Js7)。
轉(zhuǎn)位分度 松開三個3形槽螺釘，拔出定位器，分度機構(gòu)和箱體一起繞夾具O’轉(zhuǎn)動。當孔O1轉(zhuǎn)到夾具中心O，定位器自動進入定位孔，使分度機構(gòu)定位，再用工具擰緊三個T形槽螺釘。
加工孔O1 孔O1的加工工序為:鉆孔(Ø16)→鏜孔(Ø19.8H8)→鉸孔(Ø20H7)。
再轉(zhuǎn)位分度 松開三個T形槽螺釘，拔出定位器，分度機構(gòu)和箱體一起再繞夾具體O’轉(zhuǎn)動。當孔O1轉(zhuǎn)到夾具中心O，定位器使分度機構(gòu)定位，擰緊三個T形槽螺釘。
加工孔O2 孔O2的加工工序為:鉆孔(Ø16)→鏜孔(Ø19.8H8)→鉸孔(Ø20H7)。
卸下箱體 松開4個內(nèi)六角螺釘，將加工完畢的箱體卸下，再將箱體毛坯裝入，重復上述過程。
由于分度機構(gòu)相對夾具體中心偏置，分度機構(gòu)本身又不對稱，該鏜孔夾具設計應該有平衡措施，消除回轉(zhuǎn)不平衡現(xiàn)象，以減少振動等不利因素對箱體加工質(zhì)量的影響。配重塊I調(diào)節(jié)夾具(包括分度機構(gòu))相對主軸回轉(zhuǎn)中心O平衡，配重塊#調(diào)節(jié)分度機構(gòu)相對O’平衡。手拉定位器的作用是保證箱體孔系加工的分度定位精度。
3 結(jié)束語
該鏜削夾具裝在CA6140型普通車床上使用多年，經(jīng)過實際應用表明，設計的三工位變速箱體鏜孔夾具能滿足生產(chǎn)使用要求，達到預期設計目的，已取得比較理想的效果。特別是箱體一次定位后，精加工采用鉸孔工藝不僅保證了加工孔的尺寸精度和加工表面質(zhì)量的要求，而且通過夾具分度機構(gòu)轉(zhuǎn)位，確保三個孔系的位置尺寸和平行度要求，因而變速箱體加工質(zhì)量較好，滿足了產(chǎn)品使用要求。
三工位鏜孔夾具結(jié)構(gòu)不復雜，夾具體和分度機構(gòu)材料均采用鑄鐵(HT200)，制造方便。采用該夾具在普通車床上一次定位批量加工小型變速箱體的平行孔系是保證加工質(zhì)量的一種有效的方法。
DBL型脈動無級變速器是我校早期開發(fā)的一種無級變速器，該變速器是由相位差為90°的四相并列連桿機構(gòu)與單向超越離合器組成的機械式小型無級變速器。箱體是該無級變速器的一個重要零件，其三個孔系的加工尺寸精度和位置精度將直接關系到無級變速器的壽命。
在批量加工變速箱體的三個孔系時，通常在臥式鏜床上采用鏜孔工藝來解決。但由于受到設備條件等因素的限制和影響，在普通車床上對箱體部件鏜孔很難保證加工質(zhì)量。為此，研制了一種車床鏜孔夾具，該夾具使工件一次安裝，通過分度機構(gòu)在三個工位上加工箱體的三個孔系，從而保證了變速箱孔系的加工精度及孔系之間的平行度。經(jīng)實際使用，效果頗佳，既解決了生產(chǎn)難題，又提高了效率。
1 技術要求和工藝方法
無級變速箱體的材料為ZL104，毛坯采用精密鑄造。箱體部件工序圖如圖1所示，該工序加工箱體孔O1、孔O2和孔O3，加工精度等級均為IT7級，粗糙度值為Ra1.6，三孔平行度為0.05，箱體孔系之間的位置尺寸等見圖1。箱體除孔系外，其余各表面均已加工。
圖1 箱體孔系加工工序圖
2 夾具結(jié)構(gòu)及使用方法
鏜孔夾具設計的指導思想是，采用工序集中原則，在普通車床上對箱體部件三孔加工一次定位完成，減少了定位誤差，確保箱體孔系加工質(zhì)量。根據(jù)該設計思路研制的夾具結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2 鏜削夾具結(jié)構(gòu)
分度機構(gòu)和夾具體偏心49.872mm，其原因是在車床上鏜孔，被加工孔回轉(zhuǎn)中心必須和主軸回轉(zhuǎn)中心O重合。當箱體的一個孔加工完畢，箱體和分度機構(gòu)一起繞O’轉(zhuǎn)動，使另一個毛坯孔的中心和主軸回轉(zhuǎn)中心O重合。箱體在夾具中正確定位和夾緊后，O’是箱體三孔的等距中心，孔O1、孔O2和孔O3到O'的距離為:
裝夾變速箱體毛坯 箱體按六點定位原理定位后，用4個內(nèi)六角螺釘夾緊，如圖2所示。
加工孔O3 孔O3的加工工序為:擴孔(Ø36)→鏜孔(Ø39.8H8)→浮動鉸(Ø40Js7)。
轉(zhuǎn)位分度 松開三個3形槽螺釘，拔出定位器，分度機構(gòu)和箱體一起繞夾具O’轉(zhuǎn)動。當孔O1轉(zhuǎn)到夾具中心O，定位器自動進入定位孔，使分度機構(gòu)定位，再用工具擰緊三個T形槽螺釘。
加工孔O1 孔O1的加工工序為:鉆孔(Ø16)→鏜孔(Ø19.8H8)→鉸孔(Ø20H7)。
再轉(zhuǎn)位分度 松開三個T形槽螺釘，拔出定位器，分度機構(gòu)和箱體一起再繞夾具體O’轉(zhuǎn)動。當孔O1轉(zhuǎn)到夾具中心O，定位器使分度機構(gòu)定位，擰緊三個T形槽螺釘。
加工孔O2 孔O2的加工工序為:鉆孔(Ø16)→鏜孔(Ø19.8H8)→鉸孔(Ø20H7)。
卸下箱體 松開4個內(nèi)六角螺釘，將加工完畢的箱體卸下，再將箱體毛坯裝入，重復上述過程。
由于分度機構(gòu)相對夾具體中心偏置，分度機構(gòu)本身又不對稱，該鏜孔夾具設計應該有平衡措施，消除回轉(zhuǎn)不平衡現(xiàn)象，以減少振動等不利因素對箱體加工質(zhì)量的影響。配重塊I調(diào)節(jié)夾具(包括分度機構(gòu))相對主軸回轉(zhuǎn)中心O平衡，配重塊#調(diào)節(jié)分度機構(gòu)相對O’平衡。手拉定位器的作用是保證箱體孔系加工的分度定位精度。
3 結(jié)束語
該鏜削夾具裝在CA6140型普通車床上使用多年，經(jīng)過實際應用表明，設計的三工位變速箱體鏜孔夾具能滿足生產(chǎn)使用要求，達到預期設計目的，已取得比較理想的效果。特別是箱體一次定位后，精加工采用鉸孔工藝不僅保證了加工孔的尺寸精度和加工表面質(zhì)量的要求，而且通過夾具分度機構(gòu)轉(zhuǎn)位，確保三個孔系的位置尺寸和平行度要求，因而變速箱體加工質(zhì)量較好，滿足了產(chǎn)品使用要求。
三工位鏜孔夾具結(jié)構(gòu)不復雜，夾具體和分度機構(gòu)材料均采用鑄鐵(HT200)，制造方便。采用該夾具在普通車床上一次定位批量加工小型變速箱體的平行孔系是保證加工質(zhì)量的一種有效的方法。
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