箱体镗床夹具 小型传动箱体的夹具制作

　　摘 要：文章通过分析小型传动箱体的结构，从拟定设计方案、夹具配件的制作及装配整个过程，只要不断学习、不断总结，认真收集资料，掌握夹具设计原则，合理地安排工艺，也能制作成结构合理、定位可靠、经济实用的夹具。
　　关键词：传动箱体；夹具；定位夹紧
　　中图分类号：TG75 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）03－0043－02
　　
　　机床夹具的设计和使用是促进生产迅速发展的重要工艺措施之一。它主要体现了能保证加工精度，稳定零件质量；提高劳动生产率，降低加工成本，减轻工人的劳动强度等的作用。因此，我们作为机械制造行业的一员，有责任把机床夹具的改进、研制和开发作为一门重要的研究课题。近年来，我校都把实习教学同生产产品结合起来，通过产品的加工过程中，刀具选用、夹具设计等工艺来增强学生的综合能力。
　　在实习中，某企业委托我们加工一批（1 000件）传动箱体。通过认真分析零件图，及考虑到批量生产，我们存在最大的问题是：现有的车床夹具（三爪卡盘）无法装夹；采用四爪卡盘装夹也很难保证加工精度，夹紧校正的辅助时间也长，生产率低。我们尝试设计一套专用夹具，来完成对传动箱体的加工。
　　1 传动箱体的技术分析
　　（1）该传动箱体是收割机中控制下剪刀的传动箱，主要是要在箱体内通过轴承配合，装一组锥齿轮，把相交90°的转矩传递出去。
　　（2）形位精度要求较高：①Φ58的孔相对于Φ47的轴的轴线垂直度⊥要求为Φ0.06；②两Φ58的孔要求同轴度 为Φ0.03；③两端盖面均要求对于Φ58的孔跳动�为0.05；④Φ81轴肩端面相对于Φ47轴线的跳动�为0.03；⑤Φ35轴颈相对于Φ47轴线的跳动�为0.12。
　　（3）定位尺寸要求较高：①Φ58孔上端面相对于Φ47的轴轴线要求56，允许上下偏差各为0.08；②Φ47轴左侧端面相对于Φ58孔轴线为108.73，只允许上偏差为0.12。
　　2 夹具设计原理
　　设计是主要以车床夹具的基本要求及该零件的形位、尺寸精度要求来考虑：能保证工件的加工要求；能提高生产率；制作简单、维护方便；夹具制作成本较低。
　　（1）因为该传动箱体的主要加工面互为90°，将拟采用花盘形式、限位块定位加工。
　　（2）主要通过先完成Φ58孔，再以Φ58孔上端面及Φ58孔进行定位，保证两基准轴线的垂直度。
　　（3）通过螺钉、圆锥销对限位块在夹具体中定位，用螺钉、螺栓、心轴对工件夹紧。
　　（4）把完成传动箱体的夹具分成两个部分：一套为角铁式夹具，主要完成Φ58孔加工；一套为心轴式夹具，主要完成Φ47轴等部分的加工。
　　（5）利用夹具体与C618或C6132车床的法兰盘紧固联接，保证回转精度。
　　3 夹具制作及装配
　　3.1 角铁式夹具
　　该夹具主要特点是：利用限位块部分进行定位，来控制传动箱体的外廓尺寸及Φ58孔。
　　3.1.1 主要元件的要求
　　（1）夹具体：采用A3钢材料制造，与车床法兰盘配合间隙要达到0.01～0.02；夹具体中心要有一个Φ60的工艺孔，以便于加工Φ58的孔时，钻削、车削退刀用；表面要达到平面度0.01，因为56和101.56尺寸要靠其端面定位，表面粗糙度达Ra1.6，可采用车削完成。
　　（2）限位块：采用A3钢材料制造，与夹具体的垂直度要达到0.015；它起到对108.73尺寸的定位，及完成对Φ58孔的定位和加工；该件通过焊接成型，其定位面及与夹具体接触面通过刨削、磨削完成，平面度要达到0.015，表面粗糙度达到Ra1.6。
　　（3）平衡块：采用A3钢材料制造，与限位块相对应，通过螺钉固定在夹具体上，起平衡作用及辅助装夹作用；焊接成型，底平面采用刨削完成。
　　（4）内六角螺钉：选用M12，起紧固联接作用。
　　（5）定位销：选用圆锥定位销GB117－86 A8×30，起定位作用。
　　（6）螺栓、螺母：选用M16，起夹紧作用。
　　3.1.2 装配的工艺过程
　　首先在车床上完成夹具体的加工→夹具体与法兰盘装配→划线、钻孔、攻丝完成平衡块的螺孔及夹具体的腰形槽→完成限位块、平衡块与夹具体装配→校正→定位销定位。
　　3.1.3 工件定位的保证及夹紧力分析
　　（1）限位块与夹具体紧固联接时，要保证尺寸41和108.73，可通过腰形槽的间隙来调整完成。
　　（2）Φ58孔同轴度的允许加工误差为：
　　△G≤δk－△D－△A＝0.03－0－0.015＝0.015
　　端面对Φ58孔轴线的垂直度允许加工误差为：
　　△G≤δk－△D－△A＝0.05－0.015－0.015＝0.02。
　　（3）通过限位块限制3个自由度，平衡块限制1个自由度，夹具体限制2个自由度，实现完全定位；采用螺钉紧固装夹，保证夹紧力。
　　3.2 心轴式夹具
　　该夹具的主要特点是：利用心轴部分定位夹紧，控制Φ47一端的轴及相关内孔尺寸。
　　3.2.1 主要元件的要求
　　（1）夹具体：采用A3钢材料制造，与车床法兰盘间隙为0.01～0.02；表面要平整，要与限位块配合联接；可通过车削完成表面的加工，平面度达到0.01，表面粗糙度达到Ra1.6。
　　（2）限位块：采用A3钢材料制造，焊接成型，通过刨削、磨削完成与夹具体接触面及与心轴接触面的加工，要求平面度达到0.015，表面粗糙度达到Ra1.6；整个限位块通过螺钉固定在夹具体上，并与夹具体的垂直度达到0.015。
　　（3）心轴：采用45钢材料制造，通过车削加工成型，局部加热淬火后回火，表面硬度达到HRC40－45，两轴肩要求磨削，尺寸达到h7要求，表面粗糙度为Ra1.6；并通过螺母与心轴上的螺丝相互固定在限位块上，并要求垂直度达到0.015；在心轴中间，钻削Φ25的工艺孔，用于车Φ23前的钻孔及加工时的退刀。
　　（4）开口垫圈：采用A3钢材料制造，外径为Φ80，开口尺寸为Φ22，用于压紧装在心轴上的工件；采用开口形式，可方便装卸，便于提高生产率。
　　（5）定位销：采用圆锥定位销GB117－86 A8×30。
　　（6）压板：采用A3钢材料制造，尺寸为30×100×5，用于压紧C向箱面，以达到协助夹紧作用。
　　（7）螺栓、螺钉等均作固定夹紧用。
　　3.2.2 装配的工艺过程
　　在车床上完成夹具体的加工→夹具体与法兰盘装配→心轴与限位块装配→限位块与夹具体装配→校正→定位销定位。
　　3.2.3 工件定位的保证及夹紧力分析
　　（1）限位块与夹具体、心轴与限位块装配后保证垂直度要求。
　　（2）Φ58孔轴线相对于Φ47轴线的允许加工误差为：
　　△G≤δk－△D－△A＝0.06－0.015－（0.015＋0.015）＝0.015。
　　（3）通过心轴限制4个自由度，与心轴接触面的限位块限制1个自由度，限位块的两侧可限制1个自由度，实现完全定位；通过限位块两侧的螺钉与心轴侧的螺母紧固工件，保证夹紧力。
　　4 使用效果
　　使用效果为：①该夹具制作过程简单，成本较低；②经过试车，能保证图纸要求的尺寸及形位精度；③工件装拆方便，定位稳定，提高了生产率；④通过加工该批传动箱体，使学生提高了加工内孔的操作水平。
　　5 结束语
　　夹具的制作，是一门综合性的学科。它需要我们明确设计任务，分析零件图，掌握工件的机械加工工艺规程；实践证明，只要不断总结经验，认真收集设计资料，掌握设计原则，合理拟出夹具结构方案，正确地安排制造工艺、装配工艺，能制作成结构合理、定位可靠、经济实用的夹具体。
　　
　　参考文献：
　　［1］机械工业技师考评培训教材编审委员会编.车工技师培训教材［M］.北京：机械工业出版社，2003.
　　［2］劳动部培训司组织编写.机床夹具［M］.北京：中国劳动出版社，1989.
　　［3］劳动部培训司组织编写.机械制造工艺与设备［M］.北京：中国劳动出版社，1989.
　　（编辑：尤俊丽）
　　
　　The Fixture Manufacture for Small Transmission Box
　　Lin Yuquan
　　Abstract: By analyzing the structure of the small transmission box, from the development of design, fixtures and accessories production and assembly of the whole process, as long as continuous learning, constantly sum up, serious collection of information, to master the principle of fixture design, and reasonable arrangements for the process, can also be produced into a reasonable structure, reliable, economical and practical positioning fixture.
　　Key words: transmission box; fixture; locating and clamping