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目前，國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口加工設(shè)備的加工精度都有大幅度提升，而精加工后的零部件實(shí)際使用精度很難有質(zhì)的提升，制約精度提升的瓶頸就是傳統(tǒng)工裝夾具的結(jié)構(gòu)形式。 例如磨齒和滾齒夾具設(shè)計(jì)，先以零部件來(lái)說(shuō)，一般以內(nèi)孔為定位基準(zhǔn)，工藝對(duì)定位孔精度是按被加工齒輪精度提高一個(gè)精度等級(jí)要求; 對(duì)夾具而言，一般以配合外圓面為定位基準(zhǔn)，其精度公差是按零部件內(nèi)孔精度公差的1/3要求。剛性圓柱定位面結(jié)構(gòu)夾具示意圖如圖1所示，采用這種結(jié)構(gòu)無(wú)法消除配合間隙ΔS，從而造成精度降低。 圖1 剛性圓柱定位面結(jié)構(gòu)夾具示意圖 這種精度的選取和結(jié)構(gòu)方式就限定了零部件制造精度的提升，因?yàn)闊o(wú)論怎樣提高配合精度都無(wú)法完全消除配合間隙，只要存在配合間隙就無(wú)法消除定位的不確定性。 針對(duì)上述問(wèn)題，研究采用均勻膨脹式夾具結(jié)構(gòu)，通過(guò)定位面均勻膨脹達(dá)到無(wú)間隙配合。 膨脹式夾具結(jié)構(gòu) ; F6 i B1 s5 H' d: j3 z9 g: [: T# g4 M# ?9 m$ q$ M! T) ?
0 R, v2 T5 O. G9 c4 z& Y9 U膨脹式夾具的關(guān)鍵技術(shù)是零部件的內(nèi)孔和夾具圓柱定位面配合后，夾具圓柱定位面能繞夾具體軸心均勻同心膨脹，擴(kuò)張變大的圓柱定位面依然與擴(kuò)張前圓柱定位面同軸，與定位內(nèi)孔貼緊實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙配合，達(dá)到消除配合間隙的目的。 膨脹式結(jié)構(gòu)夾具如圖2所示,這種結(jié)構(gòu)通過(guò)均勻同心膨脹與齒坯內(nèi)孔貼緊實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙配合。 圖2 膨脹式結(jié)構(gòu)夾具示意圖 當(dāng)配合間隙為膨脹體最大膨脹量的10%時(shí),可以直接通過(guò)膨脹體膨脹壓緊產(chǎn)品。 那下面給大家介紹兩種膨脹式夾具結(jié)構(gòu)。 膨脹式液壓結(jié)構(gòu)磨齒夾具 7 h; s' [$ ^+ C y# i5 s5 [/ j7 u7 j# a
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膨脹式液壓結(jié)構(gòu)磨齒夾具圖如圖3所示。 圖3 夾具結(jié)構(gòu)示意圖 圖4 實(shí)物圖 工作原理：通過(guò)擰緊加壓螺栓,提高油腔內(nèi)的油壓,高壓油將壓力均勻地傳遞到密封油腔的每個(gè)部分,再傳給膨脹壁均勻定位,并夾緊加工齒輪內(nèi)孔。 在定位面設(shè)計(jì)環(huán)槽,其作用是裝夾外壁與被夾產(chǎn)品內(nèi)孔之間產(chǎn)生的巨大壓力,將油、油脂等潤(rùn)滑物的殘余部分?jǐn)D壓到環(huán)槽內(nèi),保持裝夾定位面的清潔和干燥,從而保證扭矩的可靠傳遞。 特點(diǎn)： （1）由于膨脹式基本消除了配合間隙,同時(shí)是均勻地向外膨脹,所以具有很高的重復(fù)定位精度； （2）具有優(yōu)良的阻尼減振性能,可以抑制磨削加工中產(chǎn)生振動(dòng),從而明顯改善被加工工件表面粗糙度； （3）產(chǎn)品裝卸非常方便,只要使用一把六角板手就可輕松地達(dá)到裝卸產(chǎn)品的目的,而不需要 任何輔助裝置。 但該夾具制造工藝難度大,維護(hù)成本較高,因而盡量不采用。 膨脹式彈簧套結(jié)構(gòu)磨齒結(jié)構(gòu) 4 _7 D, f F+ M# t% E$ v6 @$ a: T* Y$ v6 [3 P$ Z" V# t
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膨脹式彈簧套結(jié)構(gòu)磨齒夾具圖如圖5所示。 圖5 夾具結(jié)構(gòu)示意圖 圖6 實(shí)物圖 工作原理：通過(guò)擰緊壓緊螺母使膨脹體向下移動(dòng),通過(guò)夾具體錐面的擠壓作用,即膨脹體外圓均勻擴(kuò)大使擠壓力均布?jí)壕o產(chǎn)品內(nèi)孔面。膨脹結(jié)構(gòu)基本消除了配合間隙,實(shí)現(xiàn)了較高的重復(fù)定位精度。 膨脹體上設(shè)有8個(gè)互為反向的開口槽,其作用是便于膨脹體均布變形漲開,同時(shí)在巨大壓力下,將油、油脂等潤(rùn)滑物的殘余部分?jǐn)D壓到環(huán)槽內(nèi),保持了裝夾定位面的清潔和干燥,從而保證扭矩的可靠傳遞。 注：膨脹體錐角和開口槽寬需要通過(guò)精確計(jì)算而設(shè)定,在壓力達(dá)到給定值時(shí),產(chǎn)生所需要的膨脹量。 特點(diǎn)： （1）由于是膨脹式均勻脹開,基本消除了配合間隙,同時(shí)保證定位基準(zhǔn)與軸心的同軸度,具有很高的重復(fù)定位精度； （2）具有優(yōu)良的減振阻尼作用,可以抑制磨削加工中產(chǎn)生振動(dòng),從而明顯改善被加工工件的表面粗糙度； （3）產(chǎn)品裝卸非常方便,裝夾時(shí)間<30s，徑向圓跳動(dòng)<3μm，重復(fù)裝夾4次,檢測(cè)齒輪節(jié)圓 跳動(dòng)可知,重復(fù)定位誤差<0.005mm； （4）使用壽命高(>2萬(wàn)次）。 膨脹式彈簧套結(jié)構(gòu)磨齒夾具的使用可輕松地使精加工后的齒輪實(shí)際使用精度提升幾個(gè)精度等級(jí),而且使用成本沒(méi)有明顯增加,使得精加工后的齒輪具備較高的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和較好的經(jīng)濟(jì)效益。 | 
發(fā)表于 2023-7-4 09:42:50
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