【編者按】拉削刀具是非常復(fù)雜的組件，由一個(gè)單件制造而成愈魏。材料主要是高速鋼觅玻，硬質(zhì)合金作為刀具材料僅用于灰鑄鐵的機(jī)械加工。與許多其他切削作業(yè)不同培漏，主要考慮的問(wèn)題是刀具的磨損或刀具使用壽命溪厘。在拉削情況下胡本，數(shù)個(gè)齒同時(shí)嚙合，而且切屑寬度經(jīng)常很大畸悬。移除切屑可能是非常成問(wèn)題的粮锻，因而通常也需要低黏度油。

本文對(duì)拉削過(guò)程進(jìn)行分析蒂拯，打破常規(guī)的對(duì)齒方法刃拼，以一種新的思路來(lái)設(shè)計(jì)拉夾具，實(shí)現(xiàn)了在拉床上采用“一面兩銷”來(lái)定位工件任肯，滿足了零件的對(duì)齒加工要求额晶，為此后同類型零件的加工打下了成功的基礎(chǔ)。

眾所周知焦驰，在拉床上拉削工件時(shí)废含，由于拉刀能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)定心，所以工件定位一般是以一個(gè)平面和一個(gè)拉前孔來(lái)實(shí)現(xiàn)的搭照，而對(duì)于如圖1所示齒輪的外齒和內(nèi)齒有相對(duì)位置關(guān)系（即“對(duì)齒”）的零件來(lái)說(shuō)锰玩，如何在拉床上實(shí)現(xiàn)對(duì)齒加工，從而滿足圖樣的位置度要求是我們關(guān)注的重點(diǎn)凝估。

問(wèn)題的分析

通常辣胚，我們?cè)?a target="_blank" >拉床（以臥式拉床為例，型號(hào)L6120C）上進(jìn)行對(duì)齒加工是針對(duì)圖2所示的對(duì)齒結(jié)構(gòu)甜奄。這種對(duì)齒的特點(diǎn)是外齒和內(nèi)孔的單鍵有位置度要求柠横，設(shè)計(jì)拉夾具時(shí)，需設(shè)計(jì)一與外齒相配合的對(duì)齒規(guī)课兄，根據(jù)齒輪的使用條件與齒厚定義可知牍氛，齒厚的評(píng)定位置是分度圓，因此烟阐，應(yīng)盡量使對(duì)齒規(guī)與被加工齒輪在分度圓處相接觸搬俊；同時(shí)，齒規(guī)的夾角要與被加工齒輪的壓力角相等蜒茄，同時(shí)其頂部和根部不得與齒輪的齒根和齒頂干涉唉擂。這只是將零件的位置確定了，還需通過(guò)心軸（見(jiàn)圖3）保證拉削過(guò)程中拉刀的位置相對(duì)工件不轉(zhuǎn)動(dòng)檀葛，這種方法的難點(diǎn)是加工誤差大玩祟，且對(duì)齒規(guī)的加工復(fù)雜，但對(duì)齒后的位置度可以保證屿聋。針對(duì)圖1所示的產(chǎn)品空扎，上述辦法顯然是行不通的，要實(shí)現(xiàn)外齒和內(nèi)花鍵的對(duì)齒润讥，應(yīng)依靠夾具的對(duì)齒功能或通過(guò)試切測(cè)量碎师、再調(diào)整的方法從而達(dá)到對(duì)齒要求商寝。

為了不設(shè)計(jì)加工復(fù)雜的對(duì)齒規(guī)，我們采用與內(nèi)齒和外齒有位置關(guān)系的孔來(lái)定位性里。在拉床上進(jìn)行拉削時(shí)，由于被拉孔在未拉出花鍵時(shí)匆力，是一個(gè)經(jīng)過(guò)預(yù)加工的光滑孔谨冷，尺寸為φ650+0.05。而在拉削時(shí)龟些，拉刀的前導(dǎo)部起導(dǎo)向和支承定心作用档葱，這樣，拉前孔與拉刀的前導(dǎo)部分（尺寸為φ65-0.06）相配合棘扯，不僅保證被拉花鍵孔與工作上原有的拉前光滑孔同軸凸脚，同時(shí)保證了外齒大徑對(duì)內(nèi)孔的跳動(dòng)要求，由此可見(jiàn)肤币，拉刀的前導(dǎo)部分裂更，在拉削過(guò)程中，起著定位元件的作用夏哭，由于其定位長(zhǎng)度L/D＝18/63≈0.3＜0.8～1.0检柬，所以相當(dāng)于是一段定位用的短心軸（或叫圓柱銷）；再加上承受大切削力的工件的A基準(zhǔn)面竖配，對(duì)于工件而言何址，是以一平面、兩孔定位进胯，也就是一面兩孔組合定位方式用爪，拉夾具屬于一面兩銷定位（見(jiàn)圖4）。一面兩銷所限制的自由度在很多地方都有表述胁镐，在此偎血，我們只對(duì)其定位誤差進(jìn)行分析計(jì)算，然后判斷該定位方案能否保證加工要求希停，從而證明該定位方案的可行性烁巫。

定位方案的選擇與證明

在分析定位誤差之前，首先明確有關(guān)的基準(zhǔn)問(wèn)題宠能。圖5中XO1Y是通過(guò)兩定位銷軸線O1和O2的平面直角坐標(biāo)系亚隙。它是夾具的組合調(diào)刀基準(zhǔn)，而X'O1'Y'則是通過(guò)兩定位孔軸線O1'和O2'的平面直角坐標(biāo)系棵薛，它是工件的組合定位基準(zhǔn)掰砌。夾具裝在拉床上后，由于與拉床間無(wú)定向鍵抗该，夾具對(duì)機(jī)床的位置只能靠夾具與機(jī)床上的孔相配合來(lái)保證学岔，而這兩者之間又存在配合間隙咪朴，并且?jiàn)A具體在拉床上的轉(zhuǎn)動(dòng)也無(wú)法精確限制，也就是說(shuō)削邊銷對(duì)機(jī)床主軸的對(duì)稱度無(wú)法保證师赂，因此蘑瓢，其定位基準(zhǔn)與調(diào)刀基準(zhǔn)間，既有相對(duì)的平移镶悟，又有相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)梦铭。很明顯，此例中無(wú)基準(zhǔn)不重合誤差辙哪。產(chǎn)品圖要保證的加工精度參數(shù)是相對(duì)轉(zhuǎn)角位置（位置度）要求垦祭，實(shí)際上基準(zhǔn)的平移與相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)比起來(lái)，轉(zhuǎn)角對(duì)最終結(jié)果影響很大沽澜，所以通過(guò)基準(zhǔn)產(chǎn)生的相對(duì)轉(zhuǎn)角來(lái)計(jì)算定位誤差并進(jìn)行校核籍胯。

X'O1'Y'坐標(biāo)系相對(duì)XO1Y坐標(biāo)系的最大轉(zhuǎn)角如圖4中C所示。從△O1'O2"C中得出：

tgθ1＝O1'C/O2"C＝(O1'O1＋O1C)/L＝(O1'O1＋O2O2")/L＝(ε1max＋ε2max)/(2×L)＝[T(D1)＋T(d1)＋ε1min＋T(D2)＋T(d2)＋ε2min]/(2×L)

轉(zhuǎn)角θ1可以有圖5中C所示的順离福、逆時(shí)針針?lè)较蛘壤牵浴捆?＝±arctg[(ε1max＋ε2max)/(2×L)]=±arctg{[T(D1)＋T(d1)＋ε1min＋T(D2)＋T(d2)＋ε2min]/(2×L)}

式中， T（D1）為定位孔1直徑的公差妖爷， T（d1）為定位銷1的定位直徑的公差本刽，ε1max為定位孔1與定位銷1間的最大配合間隙，ε1min為定位孔1與定位銷1間的最小配合間隙赠涮，T（D2）為定位孔2直徑的公差子寓，T（d2）為定位銷2的定位直徑的公差，ε2max為定位孔2與定位銷2單獨(dú)配合時(shí)的最大配合間隙笋除，ε2min為定位孔2與定位銷2單獨(dú)配合時(shí)的最小配合間隙斜友，L為孔心距的平均尺寸，也即銷心距的基本尺寸垃它。

現(xiàn)給出夾具設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)鲜屏，設(shè)計(jì)過(guò)程略。

D1＝φ650+0.05 国拇，d1＝φ65-0.03洛史，D2＝φ100+0.03，d2＝φ10-0.033燃灿，L±△K＝50±0.05枕详，L±△J＝50±0.02。

由此可知：T（D1）＝0.05敦璧，T（d1）＝0.03弹扩，ε1min＝0.03，T（D2）＝0.03钻琴，T（d2）＝0.015眶逐，ε2min＝0.033况颈，L＝50。

將上面各數(shù)值代入公式計(jì)算洗吉，得到：±θ1＝6.46°勾奇。

從而，由轉(zhuǎn)角θ1引起的位置度誤差為：60×sinθ1＝0.11mm蔼魁。

現(xiàn)在校核此定位方案的合理性辑皿，按圖樣上要求位置度的1/3進(jìn)行校核，很明顯0.40/3＞0.11mm跋炕，說(shuō)明此方案能滿足設(shè)計(jì)要求。

實(shí)際生產(chǎn)中的問(wèn)題

我們?cè)炔捎玫氖瞧胀ɡ堵墒剩捎诘毒咴谥圃鞎r(shí)存在一定的誤差辐烂，同一個(gè)圓上的刀刃高度、寬度不一定完全一致捂贿，再加上刀桿的同軸度誤差纠修，前后兩齒的高度差對(duì)于同一圓周上的各條刀刃，其齒升量也會(huì)出現(xiàn)差別厂僧，從而產(chǎn)生圓周上各條切削刃的切削力誤差扣草，再加上拉刀在拉削過(guò)程中需要做較長(zhǎng)距離的直線運(yùn)動(dòng)，以及導(dǎo)軌的長(zhǎng)期磨損颜屠，都使得刀具運(yùn)動(dòng)時(shí)軸心線不斷發(fā)生變化辰妙，刀齒的切削狀態(tài)將隨之變化，造成吃刀量超過(guò)設(shè)計(jì)時(shí)的齒升量甫窟，從而增大切削力的不對(duì)稱密浑，拉削后其同軸度度很差。由于上述原因粗井，經(jīng)檢測(cè)秤暮，同軸度甚至達(dá)到0.15～0.16mm，經(jīng)過(guò)論證后趁吭，采用了輪切式拉刀歧织，拉削出來(lái)的產(chǎn)品，同軸度達(dá)到了0.03～0.05mm咖杉。

設(shè)計(jì)時(shí)地混，考慮到拉床的實(shí)際情況，將削邊銷設(shè)計(jì)成滑動(dòng)式結(jié)構(gòu)句担，加工第一件時(shí)务冠，先進(jìn)行試切，然后測(cè)量萍捌，通過(guò)調(diào)整削邊銷的位置來(lái)補(bǔ)償機(jī)床導(dǎo)軌等的磨損丈揖，以使得拉刀正常工作時(shí)不受其他力的作用目露，確保批量生產(chǎn)的合格率。

當(dāng)然旁咙，拉夾具只是從工件的定位角度實(shí)現(xiàn)了對(duì)齒惯波，由于拉削過(guò)程中影響的因素很多，而且拉刀在拉削過(guò)程中的位置是不定的椿疗，拉刀的輕微轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)大大增加對(duì)齒后的位置度漏峰，為此，我們還需要對(duì)拉床的尾座進(jìn)行改造届榄，以實(shí)現(xiàn)拉刀在拉削過(guò)程中的對(duì)齒浅乔，這樣就可確保萬(wàn)無(wú)一失。

結(jié)語(yǔ)

采用此“一面兩銷”定位設(shè)計(jì)的拉夾具铝条，經(jīng)過(guò)大批量的生產(chǎn)后證明靖苇，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易班缰、操作方便且不用投資其他專用設(shè)備贤壁，成本大大降低；對(duì)齒的位置度保證得很好埠忘，加工質(zhì)量穩(wěn)定脾拆，完全能滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求；而且還開(kāi)創(chuàng)了拉床上漸開(kāi)線外齒和漸開(kāi)線內(nèi)齒的對(duì)齒問(wèn)題莹妒。該夾具還可以在其他類似結(jié)構(gòu)的工件加工中推廣使用名船。

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