齒輪“智造”升級(jí)的必選工具

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一般的液壓夾具是通過(guò)液壓元件代替機(jī)械零件實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的定位、支撐和壓緊；而液脹夾具則是采用靜壓膨脹技術(shù)，根據(jù)機(jī)床配置選擇手動(dòng)或自動(dòng)加壓機(jī)構(gòu)對(duì)夾具進(jìn)行加壓。

▲一種外抱式靜壓膨脹結(jié)構(gòu)

工作時(shí),夾具型腔內(nèi)部預(yù)存儲(chǔ)的液壓介質(zhì)在加壓機(jī)構(gòu)作用下產(chǎn)生極大的壓力，迫使薄壁變形元件在整個(gè)夾持范圍內(nèi)360°周向均勻彈性變形，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件定位孔/軸的脹緊，且具有較高的夾持定位精度、加工精度及質(zhì)量穩(wěn)定性。

這一系列優(yōu)點(diǎn)，使得液脹夾具能與機(jī)床配合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化裝夾，適用于齒輪加工的自動(dòng)化生產(chǎn)線。根據(jù)夾持工件類型不同，其有外脹式、內(nèi)脹式及端面脹緊式液脹夾具幾種類型。

外脹式液脹夾具

外脹式液脹夾具通過(guò)內(nèi)部液壓介質(zhì)加壓后，心軸上的薄壁變形元件向外膨脹，消除與工件內(nèi)孔之間的間隙，從而脹緊內(nèi)孔，實(shí)現(xiàn)定位并保證工件徑向及端面跳動(dòng)均≤0.005mm。

圖1為用于齒輪磨削加工的外脹式液脹夾具，該夾具通過(guò)機(jī)床液壓推桿推動(dòng)夾具底部活塞頂桿，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加壓，并配合工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)化裝夾，整個(gè)換裝+加工時(shí)間≤30s，壽命高達(dá)10萬(wàn)次工件裝夾。

圖1 外脹式液脹夾具

相比齒輪加工，齒輪工件的檢測(cè)對(duì)其定位精度有著更高的要求，圖2為用于齒輪檢測(cè)的液脹心軸，該心軸在手動(dòng)旋擰加壓螺釘后，將齒輪內(nèi)孔脹緊，實(shí)現(xiàn)心軸與工件基準(zhǔn)孔精確無(wú)間隙定心和夾緊，其徑向與端部跳動(dòng)≤0.003mm。

圖2 齒輪檢測(cè)液脹心軸

內(nèi)脹式液脹夾具

內(nèi)脹式液脹夾具其薄壁變形元件在靜壓膨脹作用下，向內(nèi)孔收縮，與工件軸配合間隙不斷縮小，最終將工件軸夾緊定位。圖3為用于三聯(lián)齒輪磨削加工的可自動(dòng)上下料的內(nèi)脹式液脹夾具，該夾具內(nèi)設(shè)置了增壓油缸，機(jī)床只需為夾具提供約2MPa的液壓油作為動(dòng)力即可自動(dòng)夾緊工件，且該夾具還配置有壓力指示機(jī)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)操作人員可不借助其他輔助條件來(lái)判斷夾具運(yùn)行情況，提高了操作的安全性。

圖3 內(nèi)脹式液脹夾具

圖4為用于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子磨削的手動(dòng)液脹夾具，某企業(yè)在改造前采用四爪定心機(jī)械式夾具，每次裝夾工件都需要對(duì)工件進(jìn)行校正，效率極其低下，精度也不高。采用定制的液脹夾具之后，工件一次裝夾徑向及端面跳動(dòng)均≤0.005mm，且精度穩(wěn)定，極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率。

圖4 壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子磨削液脹夾具

端面脹緊式液脹夾具

端面脹緊式液脹夾具——液壓螺母主要應(yīng)用于有較高壓緊要求的緊固場(chǎng)合。圖5所示為液壓螺母，在使用時(shí)，將該螺母旋入螺桿上后，只需擰緊用于驅(qū)動(dòng)加壓活塞的螺釘，即可在螺母端面上提供極大的預(yù)緊力，在具有強(qiáng)烈振動(dòng)沖擊的工況下，液壓螺母也具有防止松動(dòng)功能。同時(shí)使用內(nèi)置活塞加壓，無(wú)需外接液壓泵。

圖5 液壓螺母

圖6所示為剃齒刀磨削液脹夾具，該剃齒刀在磨削過(guò)程中對(duì)端面的垂直度有較高要求，因此在對(duì)剃刀內(nèi)孔脹緊定心的同時(shí)，需對(duì)其端面進(jìn)行壓緊。該夾具采用液壓螺母對(duì)其進(jìn)行端面壓緊，相對(duì)于普通螺母，液壓螺母操作使用更方便，且鎖緊力更強(qiáng)更均勻，更好地保證了磨削精度，該剃齒刀裝夾精度徑向及端面裝夾跳動(dòng)精度均達(dá)≤0.003mm。

圖6 剃齒刀磨削液脹夾具

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韓寒11

精度要求高的產(chǎn)品就要有高精度的夾具做配合