| 高效多轴钻床的夹具设计 |
| 作者 ：燕春南 刘自辉 | | 更新时间：2008-2-15 |
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(株洲职业技术学院 湖南株洲 412000)
摘要：缩短辅助加工时间，降低劳动强度，提高劳动生产率以降低生产成本是机械加工中面临的主要问题，而生产中工装的设计是实现这一目标的关键。文章介绍了螺伞齿轮辅助钻孔工序的夹具设计，该夹具的投入使用大大缩短了产品的加工时间，降低了劳动强度，提高了设备效率。
关键字：螺伞齿轮、钻削加工、夹具、液压。
1．产品介绍
汽车桥齿轮是汽车齿轮中常见的一种高载荷传动齿轮，是汽车驱动桥中的关键零件，由于该种产品的加工设备具有特殊性，一是设备必须成组配备；二是机床调整复杂，因此，生产中以大、中批量在专业厂家生产，由于设备价值高，一组设备的价格在一千到数千万元，产品的加工效率直接关系到该产品的生产成本，为了更好的发挥加工设备的效率，所有辅助工序必须充分得到保证，而该产品齿锥背面有十二个均布的肓孔，在批量加工中，由于加工方式的影响了生产效率的发挥，成为加工中的瓶颈工序。
2．机床介绍
为了提高加工效率，该孔系的加工设备为十二轴多轴立式钻床，这是一种高效率的孔系加工机床，其结构类似于一般立式钻床，在传动箱中通过行星轮系分出十二个主轴，以实现十二个孔的同时钻削要求，孔系的位置度则主要由钻削夹具（钻模板）来保证。
3．原有加工方式
该机床具有较高的加工效率，一个工件的钻削时间为15-20秒，夹具为手动夹具，工作流程为：将工件放在工作台上，将钻模板放在工件上，并以中心孔定位，放入钻模板压板，拧紧夹紧螺母，钻销加工；钻削加工完成后，松开夹紧螺母，拿下钻模板压板，取出钻模板，卸下工件。在一个工件的加工循环中，辅助时间为35秒到40秒，远远超过了加工时间，影响了设备效率的发挥，而且劳动强度大。
4．新夹具设计的要求及目的
1、.提高加工效率。缩短辅助时间，发挥高效机床的加工效率。
2、降低劳动强度，简化操作流程
5．夹具结构设计
夹具的结构设计如图二所示
共分为三部分：
1-滑台导轨座 2-钻模板 3-导向柱 4-导向柱滑动套 5-油缸安装端盖 6-滑台油缸 7-粗定位块 8-起升油缸座 9-起升油缸 10-卸料弹簧调整盖 11-卸料弹簧 12-起升臂 13-卸料弹簧及顶销 14-卸料杠杆铰座 15-卸料顶销 16-卸料项销套 17-定位销 18-钻套 19-产品 20-滑台 21-定位销固定板 22-后定位块（同7）23-滑台压板
第一部分：在夹具底部设计制造了液压滑台，滑台的一个工位为加工工位，另一个工位为装料工位，在滑台的工作台面上，设置了两个粗定位块，以使产品放入工作台时，粗定位，保证夹紧时内孔的定位销顺畅定位，这一结构的主要目的是为装卸工件提供方便。
第二部分：钻模板的上下由两个油缸来完成，由于钻模板中部是产品定位的定位销，直径为189mm，要保证这一定位销顺利由前面的导向锥导入定位孔，两个油缸必须保持同步，因此，在油路设备上，选用了分流型同步液压阀，该阀由四平同步阀制造有限公司生产，该阀能很好地保证油缸的同步性，在管路安装设计上，选用同长度油路，以更好的保证其同步性，并能保证产品能够较均衡的压紧；
第三部分：定位销卸出机构。采用同步回路控制钻模板的上下、产品的粗定块定位后，产品可以得到很好的定位和压紧，但是产品加工完成后，当两个同步油缸升起时，定位销退出可能不畅，导致产品在钻模板上随其一同升起，为了避免这一现象，同时简化机构，借助于两个同步油缸，在起升臂下增加一套卸料弹簧及顶销装置，当起升油缸升起时，起升臂在卸料弹簧作用下，依靠顶销绕铰链轴旋转，将产品压在工作台上，随着起升油缸的升起，依靠弹簧力，将产品从定位销上顺利退出，当卸料顶销被弹簧顶到行程终点时，产品与定位销已完全脱开，此时，起臂继续带着钻模板升起，油缸升到行程终点时，滑台油缸即可滑出，为装卸料做准备。
6．压油路设计及工作过程
6．1液压系统设计如下图所示，为了保证夹紧和松开时，定位销能够顺畅地定位和退出，在油路中采用了四平市同步阀制造有限公司生产的等量分流阀，等量分流阀作为同步控制元件，能够实现较高精度的油缸同步性，保证两个钻模夹紧缸的同步运行。
1YA 2YA
开机 — —
装料 — +
滑台复位 — —
工件夹紧 + —
钻削加工 + —
工件松开 — —
滑台移出 — +
1、油泵 2、溢流阀（压力表） 3、夹紧电磁换向阀 4、单向阀 5、等量分流阀 6、钻模夹紧缸 7、钻模夹紧缸 8、单向阀 9、滑台油缸 10、滑台电磁换向阀 11、节流阀
6．2分流阀介绍
同步油路是液回路设计中的典型油路，采用通常的同步油路设计方案，但很难实现理想的同步效果。而该夹具设计中，使用了等量分流阀，较好的解决了这一问题。
图为等量分流阀原理图。滑阀两端的软弹簧，在出油口的出口压力p3、p4(由负载决定)相等时，使滑阀位于中央位置，可变节流口1、2开口度相同，在分流阀内通往两个油缸的液流阻力相同，出油口1、2流量相同，即q1=q2=q0/2。若接于出油口1的油缸负载增加，p3便增大，压力差p0-p3便减小，于是流量q1便相对于q2减小了，经过固定节流口1的压力降便减小了，而节流口2的压力降便增大，p1便增大，p2便减小了，通过细孔的油压差将使滑阀产生微量移动，可变节流口1的液力阻力便减小，可变节流口2液流阻力增大，于是q1这条支流的总液力阻力便减小，q2这条支路上总液力阻力增大，从而使（p0-p3）虽然相对于（p0-p4）减小了，但由于两支路总液力阻力作了如上的相应变化，仍能使两支路的流量q1、q2保待相等，当q1、q2达到相等时，两支路液流经过固定节流孔1、2的压力降便相等，使p1、p2相等，这时达到新的平衡点。由于弹簧弹力很软，可以忽略它在控制上影响，该种分流阀的控制精度可以达到2%至5%。
1、固定节流口1 2、固定节流口2 3、可变节流口1 4、弹簧 5、滑阀 6、出油口1 7、出油口2 8、弹簧 9、压力返馈孔 10、可变节流口2
7．结束语
该套夹具经过实际生产验证，将辅助加工时间由原来的35-40秒缩小到15秒，并大大的降低了操作人员的劳动强度，提高了劳动效率。
参考文献：
1、液压传动 机械工业出版社 李芝 北京 2004年
2、液压技术 广州机床研究所 液压技术编写小组 1988年
The Design for The Jig of High-efficient Drilling Machine With Many Axles
YANCHUNAN LIUZHIHUI
ZhuZhou Professional Technology College ZhuZhou HuNan 412000
Summary: It is the main subject in machining to shorten auxiliary process time, reduce labour intensity, raise labour productivity and reduce the production cost. The design for the jig is the key to realize this goal in production. This thesis has introduced the design for jig for spiral bevel gears in auxiliary process of drilling. This jig has shortened the processing time greatly, reduced labour intensity and improved the efficiency of the equipment.
Key word: Spiral bevel gear Drilling processing Jig Hydraulic pressure.
作者简介：
燕春南，女，1964年出生，
工作单位：株洲职业技术学院
职称：讲师
主要研究方向：高效自动化夹具研究\数控技术应用
全科论文中心http://www.issncn.net
全科论文中心http://www.issncn.net
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