這是夾具俠（jiajoin）發(fā)布的第 1274 篇技術(shù)文章

圓柱齒輪加工過程中， 夾具的使用是影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素， 根據(jù)齒輪結(jié)構(gòu)和工藝要求， 需要設(shè)計(jì)精車、滾齒、插齒、剃齒、磨齒等專用工裝夾具， 如果工件的定位基準(zhǔn)尺寸精度不是很高， 還可以通過改進(jìn)夾具結(jié)構(gòu)而提高定位精度。

Part.1 精車夾具的設(shè)計(jì)

齒輪拉花鍵后，常采用錐度芯軸來精車齒坯，如圖1所示。利用錐度芯軸漲緊工件內(nèi)孔，可以有效保證工件裝配基準(zhǔn)與加工基準(zhǔn)的同軸度， 并提供良好的端面基準(zhǔn)。但使用時(shí)需要在砧鐵上將工件墩實(shí)、夾緊， 易損傷工件內(nèi)孔和“燒蝕” 芯軸。加上芯軸在兩頂尖上定位剛性較差， 因此加工齒坯時(shí)端面和徑向跳動(dòng)均較大。

為此可以將夾具做成圖2所示漲套式結(jié)構(gòu)，利用液壓缸驅(qū)動(dòng)拉桿， 當(dāng)拉桿7向左移動(dòng)時(shí)，漲套體3的圓錐面迫使彈性漲套向外撐開， 漲緊工件內(nèi)孔；拉桿向右移動(dòng)時(shí)，推桿5頂出漲套，漲套縮回，取出工件。保證了工件的加工精度， 又使裝夾迅速可靠。該夾具適合直徑 φ25mm以上內(nèi)孔的工件，漲套采用 65Mn鋼材料制成， 硬度 HRC40～45， 漲緊套尺寸參照?qǐng)D3及表1。

Part.2 滾齒夾具的設(shè)計(jì)

滾齒夾具一般采用組合形式， 結(jié)構(gòu)如圖4，主要由件1滾齒底座、件3定位套、件4滾齒心軸、件5隔套、件7螺母組成。滾齒芯軸與工件孔配合部分沒有錐度，一般按H6／h5、H7／h6 配合或H8／h9配合。

但實(shí)際上由于齒輪結(jié)構(gòu)、材料及硬度的不同，花鍵孔會(huì)產(chǎn)生不同的收縮或擴(kuò)大，無法裝入芯軸或與配合間隙過大，使安裝時(shí)產(chǎn)生幾何偏心，引起被加工齒輪的周節(jié)累計(jì)誤差和齒形誤差。另外當(dāng)芯軸與齒坯孔有間隙時(shí)，同時(shí)裝夾使用的隔套、墊圈、螺母等的端面又不平行時(shí)，夾緊后就會(huì)使工件軸線產(chǎn)生歪斜，從而引起被加工齒輪的齒向誤差。為此當(dāng)齒輪孔精度不高時(shí)，將滾齒夾具改成圖5所示的漲套式夾緊， 既可保證齒坯容易裝入，又可消除夾具與工件的定位間隙。襯墊6與工件端面定位，用以承受切削時(shí)產(chǎn)生的徑向力。

Part.3 插齒夾具的設(shè)計(jì)

插齒夾具與滾齒夾具大致相同， 底板上面安裝插齒芯軸，芯軸與工件孔配合，當(dāng)工件孔徑小、精度高時(shí)用圖6所示結(jié)構(gòu)，當(dāng)工件孔徑大，孔的工差也較大時(shí)，就用較圖 7 所示漲套式結(jié)構(gòu)，用以消除芯軸和工件孔的定位間隙，保證被加工齒輪的齒向和徑跳。

Part.4 剃齒夾具的設(shè)計(jì)

大多數(shù)剃齒夾具都是采用間隙配合的定位芯軸， 如圖8所示。剃齒可以消除滾齒、插齒時(shí)的齒形、齒向和徑向跳動(dòng)誤差，但往往得不到較高精度的齒輪。為此，如圖9所示，采取漲套定位，齒輪端面夾緊，既可消除齒輪內(nèi)孔配合間隙，又可以克服剃齒刀具往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶來的切削力，使齒輪精度提高1～2級(jí)。

Part.5 磨齒夾具的設(shè)計(jì)

磨齒夾具與剃齒夾具也大致相同，當(dāng)工件孔徑小、精度高時(shí)用圖10所示帶肩圓柱芯軸與工件內(nèi)孔配合。當(dāng)工件孔徑大，孔的公差也較大時(shí)就用圖11所示漲套式芯軸，可以消除芯軸與齒輪孔的配合間隙，減小磨削后的徑跳和齒向誤差，使齒輪精度進(jìn)一步提高。

圖10 帶肩帶圓柱磨齒芯軸

圖11 漲套式磨齒芯軸

圓柱齒輪夾具在實(shí)際工作當(dāng)中應(yīng)根據(jù)齒輪結(jié)構(gòu)和工藝靈活運(yùn)用，在工藝方案能達(dá)到齒輪加工精度時(shí)，力求使用簡單的夾具，夾具的設(shè)計(jì)也應(yīng)力求簡單化、通用化和便于制造。

- End -

出品 | 夾具俠