磨螺纹夹具转让

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[齿轮内孔磨夹具设计研究]
/ f+ I5 J" r# s江  静（安徽工业经济职业技术学院   安徽合肥   230051）
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' ?% W+ {( \) R5 Z6 b3 ^% q1 @摘　要：在齿轮加工中，以齿轮齿面为基准磨内孔，是经常用到的加工方法，在此道工序中必须有专用的磨夹具。本文介绍了作者设计的两种结构简单、操作方便、精度高的节圆磨夹具。多年的生产实践表明这两种节圆磨夹具切实可行。
) s! L( @1 L3 n( g" `' x  I关键词：齿轮   夹具   滚柱   定位
1 M9 o, e8 J, m+ ]7 V; N3 r  `收稿日期：2006年12月
作者简介：江静（1962--），女，高级工程师，曾多年在企业从事机械零件加工工艺设计、工装设计、专用机床设计、汽车设计；目前主要从事机电类专业课和专业基础课的教学工作。
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热处理后齿轮齿圈径向跳动允差的控制，在没有齿轮磨床时，只能在热处理前提高齿轮加工精度和减少齿轮热处理变形来控制，同时想到的是以热处理后的齿轮齿面为其定位准，磨削齿轮的定心内孔以保证齿圈径向跳动的允差。实践证明，只要保证夹具的定位精度，这种方法是可行的。下面介绍我所设计的两种结构简单、操作方便、实用的节园磨夹具。
一、    弹簧套式节园磨夹具
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; `; L1 Q$ n  i8 c' ~  P$ }图1
0 S! @( J& M! l: T- ]5 ^1、 结构与操作方法
( a! U7 q/ y( W$ M结构如图1。手持保持圈，将3个滚柱插入齿槽内，再把齿轮放入弹簧套内，拧动内六角螺钉，使弹簧套通过滚柱夹紧齿轮，即可开始磨孔。本夹具适用于分度园直径小于φ120的齿轮。用这种夹具在普通磨床上磨齿轮内孔，齿圈径跳可控制在0.05mm范围内。
& _5 q1 Q# N4 K/ A0 ?6 p2、主要件的设计加工要点
（1）夹具体：夹具体选用能热处理淬火到HRC55以上的优质碳素钢或合金钢。内锥面淬火到HRC55~62。借助于连接法兰，将夹具体安装于磨床主轴，用磨床本身磨夹具体内锥孔，使其锥面跳动允差不大于0.01mm，粗糙度值不大于Ra0.8um。
( _, H2 K! H- l) l  y  q（2）弹簧套：弹簧套选用65Mn。淬火硬度HRC45。以内孔定位磨外锥面，并与夹具体内锥面配磨，接触面不少于百分之八十。内孔和外锥面粗糙度Ra0.8um。由于夹紧后，孔径收缩，故在锥面沿轴向开有5mm宽通槽，此槽待外锥面及内孔磨好后再铣成。
* B* ?1 ^+ }* X6 D5 C+ Y7 y（3）滚柱：滚柱选用T8材料，淬火硬度HRC58～62，圆柱度允差0.005mm，粗糙度Ra0.8um，三件滚柱外圆直径需一致，相差不得超过0.005mm.
3、滚柱在保持器环上的位置：若齿轮齿数为3的倍数，则滚柱在保持器上均布。若不是3的倍数，则布置于三分之一齿轮圆周处就近齿槽的位置上。
4、滚柱直径dp值的确定
& X/ i& y) z6 c& _（1）滚柱直径dp值应满足：滚柱放入齿槽后要高出齿轮的外圆，否则不能夹紧分度圆，而滚柱的中心位置必须高于齿轮分度圆，用滚柱模拟齿形，滚柱与两齿侧的接触点应位于齿轮分度园的附近。如不考虑齿侧间隙，则两接触点的弦长等于分度园齿厚弦长，则So=Sf==mzsin(90/z)  式中：So——滚柱与两齿侧接触点弦长；
: k. T. N' |* s1 e; RSf——齿轮分度圆齿厚弦长
& I4 E# k+ T4 J9 L% z- E# t5 H（2）滚柱直径dp值的计算:图2中，直角三角形O’AB中AB=Sf/2； O’A=AB/cosaf=(Sf/2)/cosaf=mzsin(90/z)/2cosaf dp=2O’A=mzsin(90/z)/cosaf；式中af——分度圆压力角， 按上式算出dp后取整，即为实际滚柱直径。
% W( q& ~4 D( O! m1 M3 G5、弹簧套内孔直径Dc值的计算
- [3 \+ u  S0 I4 P$ j4 P, A2 B        Dc=Db+(0.2～0.5)
" q  r8 p. S" Y- d! ?; q" P        Db=Da-△m
' r. d" o. N+ S. n8 z  I# G图3式中Dc——弹簧套实际直径
0 n1 {& g$ F* J" O6 P) SDb——弹簧套计算直径
5 X3 M. _0 m0 E2 p7 y) `5 Y    △m ——齿厚最小减薄量引起的直径方向误差
    Da——弹簧套公称计算直径
/ ?5 L; Y' ]% A6 X弹簧套内径Dc值由齿轮分度圆弦齿厚最小减薄量（齿厚上偏差）确定，并使弹簧套留有装卸工件的间隙，故而Dc值等于Db值增加0.2～0.5mm。
（1）    滚柱放入齿槽内的外径Da值的确定
: S: {" D" I. N# x% ~根据渐开线原理及几何特性，按图4可得如下
) W# a2 O" j1 v8 ?% D6 j关系式：
+ h! c% q4 ]. l9 J, W4 _" a5 Iθx=tgax-ax=invax cosax=ro/Rx Rx = ro/cosax
式中
. }& ^5 F, q0 P( k9 L    θx——渐开线展角
7 Y/ @- |6 d) n! r) [    ax——C点压力角
    Rx——渐开线向量半径
    ro——基圆半径
& z5 Y) ]4 P: F计算Da值的推导见图5
图5中虚线所表示的渐开线，也是形成齿面的同一基园所形成，这条渐开线通过圆柱中心。由图5求出以下关系式：
0 e% q' g/ Q9 p8 Z2 u    θx=invax；θf=invaf；
    ω1=DF/ro=AB/ro=dp/2roω2=Sf/2rf；
# d  ^/ I! _3 @' f9 O    ω3=S f /rf=π/z；
6 G. {) o& a/ z" \, V2 U    θx =ω2+θf +ω1-ω3
5 W  ~* q! M3 O# G/ C6 zInvax=Sf/2rf+invaf+dp/2ro-π/z
6 @8 @- m- D" [, U: r3 i. W上式中：af为分度圆压力角，查渐开线函数表可得inva f，由此可得ax的角度值。在直角三角形AOC中，cosax=ro/Rx；Rx=ro/cosax=rfcosaf/cosax 可得： Da=2Rx+dp=2rfcosaf/cosax+dp式中： Rx—滚柱中心至齿轮中心距离ax—通过圆柱中心渐开线在中心点压力角； ro—基园半径rf—分度园半径
〈2〉△m的计算
△m值根据分度园弦齿厚的最小减薄量（齿厚上偏差）△MS值经计算确定，画出计算图6
在直角三角形中，使AB=△MS，则得：AC=ABcosaf=△MScosaf，在直角三角形O’EF中，取O’E=AC,而O’F即为分度园弦齿厚最小减薄量偏差△m值。
△m=O’E/sinax=AC/sinax=△Mscosax/sinax
  J) \4 C5 J% B# a& L: L△m =△Mscosaf/sinax
4 K5 F2 s: [  ?  j1 p式中：△MS——分度园弦齿厚最小减薄量（齿厚上偏差）
$ b4 |+ s& n1 b# y% ~二、凸轮式节园磨夹具
1、结构与使用方法
结构如图7。将保持器上的滚柱插入齿槽，然后把齿轮放入凸轮环，转动齿轮使滚柱进入凸轮面，再把扳手上的夹紧销插入齿槽，转动扳手，使齿轮夹紧。本夹具适用所有齿数、模数的齿轮，其精度主要取决于凸轮环上三凸轮面的同轴度。
; `$ E6 N: A9 j5 \! `2、凸轮环的设计加工要点
  L1 i# m/ f9 s! U7 V  a凸轮环选用能热处理淬火至HRC55以上的优质碳素钢或合金钢，三凸轮面淬火硬度为HRC58～62。三凸轮面对应点直径必须一致，允差为0.005mm，凸轮面粗糙度Ra0.8um。夹具安装于磨床上后，校正三凸轮面，对应点跳动允差0.01mm。
3、凸轮面大径、小径的确定
如图8：D大径=Db+0.5 D小径=Db-0.5
& N$ _& X2 F9 h$ r" ~Db计算与弹簧套式节园夹具一致。
4、其余零件的设计、计算、加工与弹簧套式节园夹具一致

参考文献:［1］刘文剑.夹具工程师手册［M］.哈尔滨 : 黑龙江科技出版社,1991, 4
［2］王小华.机床夹具图册［M］.北京 : 机械工业出版社,1991, 5
# X0 }; y& K. {［3］刘守勇.机械制造工艺与机床夹具［M］. 北京 :机械工业出版社，2000,5

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