镗床加工蜗轮蜗杆箱的夹具设计

□ 王 卫

泰安航天特种车有限公司 山东泰安 271000

1 设计背景

镗床是一种用镗刀镗削带有孔及孔系箱体、焊合类零件的加工机床。一般用镗床加工的零件孔径尺寸较大,精度及孔间距离要求较高,且孔和孔系的轴线有严格的同轴度、垂直度、平行度要求。在镗床上使用不同的刀具,可以完成零件的钻削、铣削,以及加工外圆和端面等工序。笔者单位在加工中使用到的镗床为TPX6111B/2卧式镗床,工作台尺寸为1 100 mm×960 mm,主轴最大行程为600 mm,适合加工大型箱体。在加工小型箱体时,需多次装夹。为提高生产效率及加工精度,设计了夹具,使蜗轮蜗杆箱在夹具上能一次装夹进行镗床加工,保证零件的加工精度。

2 加工精度要求

3 加工方法

通过观察蜗轮蜗杆箱的结构,结合镗床的结构特点,设计出夹具。将蜗轮蜗杆箱安装在夹具上进行加工,装夹方式如图2所示。

夹具主要由底座、转台、定位插销组成。底座用四个螺栓固定在镗床的工作台上,然后用芯轴将转台和底座连接到一起。在转台和底座上有四组孔,保证转台为90°分度。转台旋转90°后插入定位插销,然后用两组螺栓将转台和底座紧固。蜗轮蜗杆箱装夹在转台上,用两组定位螺杆将蜗轮蜗杆箱定位后,压紧蜗轮蜗杆箱开始加工。

这一夹具的优点是能够实现镗床工作台小型化的转变。一般在镗床上加工小型箱体类零件需要二次装夹,或者将机床主轴延伸至加工端面。二次装夹时,需反复校准加工面,工作效率低。主轴延伸会降低主轴刚性,使加工面的精度不易保证。无论采取哪种方式,都会对零件加工精度产生影响。采用所设计的夹具加工蜗轮蜗杆箱时,只需要旋转工装转台,并不需要对蜗轮蜗杆箱重复装夹,也不需要延伸机床主轴过长,保证主轴加工蜗轮蜗杆箱时的刚性,减小零件二次装夹引起的装夹误差。通过转台的回转功能,也能保证蜗轮蜗杆箱的形位公差。

▲图1 蜗轮蜗杆箱

▲图2 装夹方式

采用所设计的夹具加工蜗轮蜗杆箱时,形位公差见表1,尺寸公差见表2。

表1 形位公差

表2 尺寸公差 mm

采用所设计的夹具加工得到的蜗轮蜗杆箱,主要加工孔的形位公差及尺寸公差都能满足图纸要求,并且采用夹具装夹时,不需要二次装夹,生产效率提高了20%以上,进而为蜗轮蜗杆箱的批量生产打下了坚实的基础。

4 结束语

通过加工蜗轮蜗杆箱,发现在镗床上加工小型箱体类零件需要多次装夹,生产效率低。为减少装夹次数,设计了夹具进行加工。将夹具装夹在机床工作台上,然后将蜗轮蜗杆箱装夹在转台上,一次装夹,通过夹具上的转台,就能完成蜗轮蜗杆箱四个面的加工部分,并且加工精度能够得到保证,生产效率提高20%,满足批量生产的要求。所设计的夹具可以延伸到其它零件的加工中,改变转台的结构来装夹不同的零件。