基于自动夹紧控制的减速箱端盖与箱体结合面加工夹具的设计分析_箱体端盖

　　摘要:本文根据减速箱端盖与箱体结合面的基本结构特点，提出了基于气动夹紧机构的原理的夹具设计方案，通过此方案的提出，确定加工工序，最后能够在满足要求的情况下获得足够精度，取得良好的加工效果。
　　关键词：减速箱；夹具；气动；夹紧机构
　　中图分类号：TG75 文献标识码：A
　　1.端盖平面加工夹具的设计方案
　　减速箱前端盖为长方体不规则零件，端盖上方两端各有倾斜凸出的加油孔和油尺孔两部分。该工艺要求对减速箱体与端盖之间连接面进行精加工，保证相互间的平行度和光洁度符合图纸设计要求，同时在箱体和前端盖螺栓连接装配时，紧固螺栓时应受力均匀，并涂抹密封胶，加密封垫，避免结合面漏油。
　　箱体结合面的铣削加工为第一道主工序，也称为原始基准。通过加工后的原始基准，进行输入和输出传动轴的加工。确保它们都在一个水平基准内，因此该基准要求严格，工件的定位和夹紧及切削受力都要求较高。初次找正、找平、繁琐复杂，对不规则又偏重的减速机前端偏盖，制作夹具相应来说也比较困难。其立体图如图1所示。
　　加工工序分析
　　2第一道工序：前端盖结合面的加工，必须采用等高垫铁找平，并通过夹具夹紧后，经检测符合加工要求标准后方可加工。结合面加工完成第一道工序后，可更换小盘刀具继续加工内部输出轴通孔和输出轴盲孔的加工。
　　第二道工序：可将翻转工件180度，使用加工后的端盖结合面为原始基准，对工件外表面进行输入传动轴法兰口的平面加工。
　　第三道工序：为倾斜凸出的加油孔和油尺孔的铣削和螺纹加工。因被加工减速机端盖的加油孔和油尺孔都处在箱体上方。需对其进行不同角度的旋转，并保证垂直、正负角度定位正确、受力均匀等条件，故需要设计出一个即能保证不同角度的变换。同时还要保证工件夹装时和工作台垂直的夹具来。
　　本人建议第三道加工方案利用普通铣床加工，可大大简化加工难度，避免制作两种不同的正负角度夹装工具。也便于实现工序程序化。
　　3前端盖夹具的受力分析
　　确保原始水平基准找正简单准确，采用等高定位块托起前端凸凹不平面。为减少定位块过多，找正、找平困难，采用三点定位法。但减速箱前端盖为不规则零件，偏重、定位点外形受到限制等多种不利因素，不得不增加多点辅助水平定位块来支撑。
　　如图2所示，红色为不规则被加工零件，夹紧块与相对的气缸夹紧块组成三点一面来定位，考虑气缸对面夹紧块薄弱又增加夹紧筋板支撑。同时考虑到铣刀由一端如刀，切削力较大，防止被加工件另外一端受力窜动和往上撅起不利因素，在入刀点的对面进行较大面积的固定和夹紧，使其水平面内完成这两个自由度的约束。
　　定位块共分10块。它们分别是：气缸夹紧块、夹紧定位块、辅助支撑块三种。如图3定位块布置俯视图。
　　气缸夹紧块2和3是夹紧被加工的不规则箱体端盖使用的，夹紧定位块1和2、3组成三点一面的定位结构。考虑夹紧块1薄弱又增加夹紧筋板支撑6、7、8、9为切削受力定位块，其作用是防止两端切削受力时工件前后移动。4、5、10为辅助支撑块，其作用是在上料、装夹工件时，因工件两端因偏重倾斜不能水平定位，故在凸起两端又添加了辅助支撑块。
　　4.夹具制作
　　根据以上分析，对夹具进行制作，选择的夹具为高精压铸铝合金材料，箱体壁厚最大为8mm。为防止夹紧力过大变形，采用厚度为20―25mm的钢板为加工零件的定位模板。钢板上下两平面经平面磨床加工平行后与机床工作台固定。定位块采用200×200×25mm的钢板，四面经平面磨床加工后，用线切割分为等高10块，按照图示受力分析的布置方案垂直地焊地接在钢板底座上，（焊接时采用间断式点焊，以免局部受热变形。同时确保各定位块垂直、平行于钢板和被加工零件，保证三者的都处同平行面内。检测时可用水平仪和平尺配合，要求精度在0.01―0.02mm范围内。）
　　通过以上分析和以往的工作经验，本人认为这种选择是合理并符合基准找平标准的，被加工零件的初次基准面的选择也是符合材料性能要求的。
　　5.气动夹具的确定与工件装、卸的确定
　　微型气缸安装在被加工的表面处，由旋转轴的台阶确定气缸高度（基本上略高于工件一点）。气缸可以通过自身的旋转轴进行旋转，它由钢板后面的180度的挡块来限制松开和夹紧两个位置。工件加装时，拨动气缸并旋转到夹紧挡块规定位置上，启动气源进入夹紧状态，零件加工完成后，关闭气源松开夹紧板，向反方向拨动气缸转动180度，取出工件。如图红色线条表示松开和夹紧的两点具体位置。如图4二维线框图所示。
　　结束语
　　本文所设计的夹具制作方法简单简单、成本低廉，受力均匀合理。可以在工作台定位点（入刀点）不变的情况下迅速装夹，也可分组按每台机床加工不同工序来加工。大大提高机床操作手的难度，尤其是可以把复杂的加工程序变为简单化，在实施过程中取得良好的效果。
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