精密内孔定位工装设计

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精密内孔定位工装设计
在行星齿轮加工过程中，最关键的工序要数磨齿工序了。磨齿以基准面为定位基准，靠内孔定心，虽然内孔加工比较精密，但允许有一定的公差，如以普通心轴定心，则不可避免地出现由内孔公差产生的间隙造成定位偏差，如此加工出来的行星齿轮，存在齿厚不均匀、齿轮偏心等不合格因素，不仅直接影响齿部接触面积，而且在啮合过程中传递力矩不均匀、产生振动噪声，以至于过早的磨损而失效。为了解决这个问题，公司成立了由技术人员、技师、相关操作工人组成的攻关小组，经过大家共同商讨研究，设计了如图l所示的精密内孔定位工装，工装的关键部件胀缩套，见图2。
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1. 工装结构与工作原理

由图1可知，该工装主要由底座2、定距套4、精制螺栓轴10、胀缩套9、压盖6和螺母等组成，其中底座与压盖可采用铸件，加工时保证内孔与端面的垂直度及两端面的平行度即可；精制螺栓轴10及胀缩套9采用材料40Cr锻件，热处理硬度40～45HRC，1:50锥面配磨制成，胀缩套9四周均匀分布4条3mm胀缩槽，通过调整上面的螺母8来消除行星齿轮内孔与定位心轴之间的问隙；定距套4用无缝钢管车平两端面制成。装夹前，先将精制螺栓轴10用螺母3紧固在底座2上，然后将底座2用磨齿机自带的T形槽用螺栓11安装在工作台上，依次安装定距套、行星齿轮、胀缩套，用螺母8稍微紧固即可，最后安装压盖6，并用螺母7牢牢紧固，即可开始磨齿作业。
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# u- p! n$ \0 Q( n2 S& Y4 h! C2. 工装制造精度要求
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行星齿轮模数小、齿数少、重量轻、精度高。该工装制造精度的高低直接关系着行星齿轮的制造精度。所以胀缩套内孔与外圆的同轴度以及与端面的垂直度、精制螺栓轴与底座的垂直度及连接而的过盈量，以及定距套、压盖、底座的上下两端面的平行度尤其重要，因此，必须严格按图施工，合理安排加工工序，保证其关键部件的同轴度、垂直度及平行度要求，同时行星齿轮的加工工艺流程也应该按照工艺卡片严格控制。

3. 工装结构特点与使用效果

: [3 ^% G# M# E8 Y  ^) g2 C4 O* R该工装结构简单，定位精密，制作费用低，对于不同内孔直径的齿轮，只需配备相应尺寸的胀缩套即可，操作十分方便，大大减少了辅助时间，降低了操作工人劳动强度，提高了生产效率。
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2 g4 b2 Z9 K" B, v实践证明，使用该内孔定位工装生产出来的行星齿轮，不仅一次交检合格率达到了99.8％以上，而且在装配试车过程中动作良好，齿部接触面积、啮合间隙、转动稳定性、噪声等检验项目均超过了标准要求，极大地提高了行星齿轮的使用寿命，达到了预期的效果。

zamcompy

整体设计很好，涨缩套很巧妙，但是中间的心轴定位极不合理，这样做有精度吗？

nokin

原帖由 zamcompy 于 2009-3-28 09:27 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
- H6 \- C/ ^# \9 x9 [; @整体设计很好，涨缩套很巧妙，但是中间的心轴定位极不合理，这样做有精度吗？

我倒觉得中心定位合理，精密齿轮加工的基准就是它的中心孔，在粗滚、精滚加工时，都是用心棒穿在中心孔里的。我们知道，机加工能用同一个基准加工是最能保证精度的，楼上的怎么认为极不合理？ 可以谈谈你的见解吗？

yangyang88

楼主：你所讲的零件有这么大的内孔：75，但是我们实际生产过程中只有少部分齿轮的内孔与此相当。多数的汽车变速箱（大多在30-40）、摩托车车轮（大多在20左右），特别是行星齿轮——很多的内孔直径只有不到15-25。这样由于内孔太小，像你这样的 结构都没法完成夹具的设计。请问楼主有什么高招吗？请赐教！
   还有：像这种有开口的涨套在加工产品时很容易有小的渣滓通过涨套的开口处进入到涨套的配合面。如没及时发现就会影响工装精度及加工产品的质量。
% x: ^; x* u1 N; n: d, E( R" \   就此问题，我们公司曾专门咨询过，国外有专门生产这类涨紧工装的厂家。他们的精度很高——涨套面是无缝的，夹持精度在0.005以内。就是价格太高，不是一般厂家能承受的。

yangyang88

另外还有个问题：你这个设计的锥面锥度为1：50，由于涨套锥面的自锁作用，零件在加工完毕后的取出方便吗？

chenmo02

学习了，对工装和加工了解不是很好，以后要加强啊！

ftgww123

这个工装确实问题多多。

hktourist

能不能用三爪定心呢？象车床卡盘一样，车好了再拿来用

lioney

楼主：你所讲的零件有这么大的内孔：75，但是我们实际生产过程中只有少部分齿轮的内孔与此相当。多数的汽车变速箱（大多在30-40）、摩托车车轮（大多在20左右），特别是行星齿轮——很多的内孔直径只有不到15-25。这 ...
* j3 g' V$ U9 S$ ayangyang88 发表于 2009-8-25 09:33 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

好象国内有专门卖德国进口的液压涨紧工装,定位精度很好,只是价格太贵了

taowei2

工装还是按各企业的批量产品专门设计，适合厂情即行，能学习、引用这个原理就是收获，欢迎多些这方面的内容。

小陆逸羽

德国进口的液压涨紧工装,70W一套，可是有局限性，一般用滚珠套工装能很好保证，而且加工工艺简单，精度又好！

watership11

同意滚珠心轴！0.02的过盁没有问题！

lioney

楼主：你所讲的零件有这么大的内孔：75，但是我们实际生产过程中只有少部分齿轮的内孔与此相当。多数的汽车变速箱（大多在30-40）、摩托车车轮（大多在20左右），特别是行星齿轮——很多的内孔直径只有不到15-25。这 ...
yangyang88 发表于 2009-8-25 09:33 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

你说的是液压涨紧芯轴吧，如果做的好的话，精密在：0.005以内没有问题

lioney

德国进口的液压涨紧工装,70W一套，可是有局限性，一般用滚珠套工装能很好保证，而且加工工艺简单，精度又好！
" }: j/ H& _8 o小陆逸羽 发表于 2010-7-30 21:20 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

5 W+ D, a0 {! l滚珠套工装没有听说过，能不能发张图？另外，国内好象有用蛇腹管的，原理和涨套差不多

hys623723

1 O2 e. ~- w1 b9 D( |
: @- _( }, u+ J7 F% E! {: s这种工装在滚齿的时候就应该用的。建议楼主的弹簧套的材料换下，改成50CrVA，热处理要求也是HRC40-45，这样弹性效果更好些；在胀缩槽里面涂上密封橡胶，可以根除4楼提出因为铁屑进去影响精度的疑问。
+ t2 ]9 Z/ s$ e) [- |" `弹性夹具是存在自锁功能，所以可以加装一个小型的液压系统，价格不会很贵的；在国内有几家在做这样的工装，磨齿装用的弹性夹具工装复位精度可以控制在0.01以内。

liyongji

对于光孔零件来说，问题不是很大。主要是内花键孔，滚、剃、磨大家用的是什么样结构的工装来保证齿轮精度的。