大齿轮毂油孔加工夹具设计

何鑫

（湖南长城计算机系统有限公司，湖南 株洲 412000）

大齿轮毂油孔加工夹具设计

何鑫

（湖南长城计算机系统有限公司，湖南 株洲 412000）

大齿轮毂作为机车上重要配件，对其加工精度有较高的要求，尤其是54°方向上注油孔，对其位置和方向的控制成为重点内容。由于对角度的要求较高，人工难以保证达到要求的精度，况且在批量生产中不利于提高生产效率、降低次品率，故选择做一工装，将对产品的精度要求转换成对工装的要求。

大齿轮毂；注油孔；夹具

夹具在整个制造生产准备中占有很重要的地位，它的设计与制造对于产品质量有着决定性的影响，在制造业高速自动化和标准化的今天夹具仍是机电产品制造中不可缺少的四大工具（刀具、夹具、量具、模具）之一。作为一种工艺装备其作用是正确确定工件与刀具之间的相对位置，并将工件牢固的夹紧，使用夹具可以有效的保证工件的质量，提高劳动生产率，扩大机床的工艺范围和减轻劳动强度，其作用明显。

文章介绍的夹具全称为八轴车大齿轮毂36°油孔加工夹具。按照夹具的使用特点来划分属于专用夹具，如果按照使用机床的类型来划分属于镗床夹具。

1 夹具必要性分析

文章所介绍的大齿轮毂油孔加工由于所要加工的注油孔与水平（竖直）方向成一特定角度，所以必须做一工装来保证注油孔的角度和位置，防止注油孔偏离油槽，如果人工来保证则很难达到要求，如何确定注油孔的角度和位置是夹具设计所要保证的两个内容 。

2 加工工序分析

（1）每种夹具一般只应用到对应的某一道工序中，弄懂设计夹具对应那道特定工序的内容才能保证设计出合格的夹具；大齿轮毂油孔加工工序内容：铣沉台——钻底孔——钻通孔至油槽——攻丝。而钻孔至油槽时，要保证 5的注油孔与宽度为8mm的环形油槽相通（如图1所示）是这几道工序中的难点，也是夹具设计的重要目的之一。

（2）加工中所使用机床的型号（文章中采用镗床TX611c）是确定夹具的大小（不能超过机床工作台最大尺寸）、摆放方向（与刀具的相对位置）的重要依据，在设计夹具前需要明确加工机床的类型和型号，确保设计的夹具能正确安装在机床工作平台上，同时能根据机床型号选定夹具与机床之间的连接方式。

图1 大齿轮毂油孔设计图

3 确定夹具设计方案

依据待加工产品的外形特点、机床刀具的工作方向和产品要达到的工艺要求，同时考虑到注油孔位置和方向不水平或垂直，为保证孔的方向和位置，必须把夹具设计成一个36°的斜模工装来保证注油孔位置和方向，防止注油孔偏离油槽。由于孔直径为D5，深度接近200，加工过程中如果夹具稳定性不够钻头很容易断在孔内，而考虑到加工中的稳定性要求夹具外形结构选用三角形最佳，所以最终确定大齿轮毂油孔加工夹具的外形设计成三角形的36°斜模工装。

4 夹具设计过程

机床夹具是由定位元件、夹紧装置、对刀元件、夹具体部分组成，机床夹具设计也就是针对夹具组成的各个部分进行设计,其中定位与夹紧两个环节是夹具设计的重点，确定夹具设计方案后，夹紧和定位也就成了设计的主要内容，在这里本方案选择用两矩形定位块（也就相当于起到V型块定位作用，控制了x，z方向的移动和转动）将齿轮毂托起，三块压板，分度为120°（控制了y方向的移动和转动）从不同的方向压到齿轮毂圆周上，从而实现了工件在夹具上的六点完全定位。

由于所要加工的D5的孔中心与圆周上φ26的孔的中心所成角度4.5°，所以在偏离夹具中心线4.5°的地方做了个销孔，用销来实现对4.5°的定位，这就是夹具所要保证的内容之二。所以最终产品固定在夹具上如图2所示（装配三维图）。为减少刀具伸出长度，减少刀具在加工过程中的震动或折断对于加工质量的影响，特将原本三角形结构的夹具改为梯形结构，即在前端增加一块立板以减短底边伸出的长度，使工件更接近刀具，同时在此立板中心位置增加一个φ60的孔作为对刀引导装置，利用此孔校正刀具再升高某一特定高度即达到所要加工的注油孔的位置。

图2 夹具三维图

5 夹具制作过程

夹具设计时考虑制作的简单和经济性，文章中所介绍的大齿轮毂油孔加工夹具的制作工艺为：①依据产品零件图下料，将各零部件按装配图组焊，焊后整体退火。②将夹具体倾倒摆放，镗床上镗夹具的侧面和正面。③以已镗的侧面为基准镗焊接凸台、定位块，换刀具镗三压板螺栓孔及定位销孔。④以已镗正面为基准，摆正夹具，校正夹具中线，镗φ60的孔（刀具引导装置）。

6 结语

夹具最早出现在18世纪后期，随着科学技术的不断进步，夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备，国际生产研究协会的统计表明，小批多品种生产的工件品种已占工件种类总数的85%左右。夹具在机械加工中应用相当广泛，在加工中合理设计和使用夹具能稳定地保证工件的加工精度，用夹具装夹工件时，工件相对于刀具及机床的位置精度由夹具保证，不受工人技术水平的影响，使一批工件的加工精度趋于一致，可提高产品的可靠性，对提高产品的质量有着重大意义。

总之，使用工装夹具的最根本目的就是保证加工产品质量的稳定性，满足技术要求的前提下，还要达到提高产品零件的生产效率，获得良好的经济效益的目的。因此，设计工装夹具不仅仅是个技术问题，还是经济问题。每当要进行工装夹具设计时不仅要进行技术分析，还应当进行经济型分析，使设计的夹具能产生更大的经济价值。

［1］朱耀祥，浦林祥.现代夹具设计手册［M］.北京：机械工业出版社，2009.

［2］田培棠，石晓辉，米林.夹具结构设计手册［M］.北京：国防工业出版社，2011.

Design of Jigging Tool for Large Gear Hub

HE Xin
（Hunan Great Wall Computer System Co.，Ltd.，Zhuzhou，Hunan 412000，China）

Large gear hub as an important part of the locomotive.It has high requirements on the processing accuracy，especially in the direction of 54°injection hole，and its position and direction of control become the key content.Due to the higher requirements of the angle，it is difficult to ensure the required accuracy by men，Moreover，in mass production，it is not conducive to improve production efficiency and reduce the defective rate，so choosing to do a tooling，the product will be converted into precision requirements of the tooling requirements.

large gear hub；oil hole；fixture

TG75

A

2095-980X（2017）02-0082-02

2017-01-20

何鑫，助理工程师。