来看看这类夹具设计能给齿轮提升几个精度等级

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目前，国产和进口加工设备的加工精度都有大幅度提升，而精加工后的零部件实际使用精度很难有质的提升，制约精度提升的瓶颈就是传统工装夹具的结构形式。

例如磨齿和滚齿夹具设计，先以零部件来说，一般以内孔为定位基准，工艺对定位孔精度是按被加工齿轮精度提高一个精度等级要求;

对夹具而言，一般以配合外圆面为定位基准，其精度公差是按零部件内孔精度公差的1/3要求。刚性圆柱定位面结构夹具示意图如图1所示，采用这种结构无法消除配合间隙ΔS，从而造成精度降低。

图1 刚性圆柱定位面结构夹具示意图

这种精度的选取和结构方式就限定了零部件制造精度的提升，因为无论怎样提高配合精度都无法完全消除配合间隙，只要存在配合间隙就无法消除定位的不确定性。

针对上述问题，研究采用均匀膨胀式夹具结构，通过定位面均匀膨胀达到无间隙配合。

膨胀式夹具的关键技术是零部件的内孔和夹具圆柱定位面配合后，夹具圆柱定位面能绕夹具体轴心均匀同心膨胀，扩张变大的圆柱定位面依然与扩张前圆柱定位面同轴，与定位内孔贴紧实现无间隙配合，达到消除配合间隙的目的。

膨胀式结构夹具如图2所示,这种结构通过均匀同心膨胀与齿坯内孔贴紧实现无间隙配合。

图2 膨胀式结构夹具示意图

当配合间隙为膨胀体最大膨胀量的10%时,可以直接通过膨胀体膨胀压紧产品。

那下面给大家介绍两种膨胀式夹具结构。

膨胀式液压结构磨齿夹具图如图3所示。

图3 夹具结构示意图

图4 实物图

工作原理：通过拧紧加压螺栓,提高油腔内的油压,高压油将压力均匀地传递到密封油腔的每个部分,再传给膨胀壁均匀定位,并夹紧加工齿轮内孔。

在定位面设计环槽,其作用是装夹外壁与被夹产品内孔之间产生的巨大压力,将油、油脂等润滑物的残余部分挤压到环槽内,保持装夹定位面的清洁和干燥,从而保证扭矩的可靠传递。

特点：

（1）由于膨胀式基本消除了配合间隙,同时是均匀地向外膨胀,所以具有很高的重复定位精度；

（2）具有优良的阻尼减振性能,可以抑制磨削加工中产生振动,从而明显改善被加工工件表面粗糙度；

（3）产品装卸非常方便,只要使用一把六角板手就可轻松地达到装卸产品的目的,而不需要

任何辅助装置。

但该夹具制造工艺难度大,维护成本较高,因而尽量不采用。

膨胀式弹簧套结构磨齿夹具图如图5所示。

图5 夹具结构示意图

图6 实物图

工作原理：通过拧紧压紧螺母使膨胀体向下移动,通过夹具体锥面的挤压作用,即膨胀体外圆均匀扩大使挤压力均布压紧产品内孔面。膨胀结构基本消除了配合间隙,实现了较高的重复定位精度。

膨胀体上设有8个互为反向的开口槽,其作用是便于膨胀体均布变形涨开,同时在巨大压力下,将油、油脂等润滑物的残余部分挤压到环槽内,保持了装夹定位面的清洁和干燥,从而保证扭矩的可靠传递。

注：膨胀体锥角和开口槽宽需要通过精确计算而设定,在压力达到给定值时,产生所需要的膨胀量。

特点：

（1）由于是膨胀式均匀胀开,基本消除了配合间隙,同时保证定位基准与轴心的同轴度,具有很高的重复定位精度；

（2）具有优良的减振阻尼作用,可以抑制磨削加工中产生振动,从而明显改善被加工工件的表面粗糙度；

（3）产品装卸非常方便,装夹时间<30s，径向圆跳动<3μm，重复装夹4次,检测齿轮节圆

跳动可知,重复定位误差<0.005mm；

（4）使用寿命高(>2万次）。

膨胀式弹簧套结构磨齿夹具的使用可轻松地使精加工后的齿轮实际使用精度提升几个精度等级,而且使用成本没有明显增加,使得精加工后的齿轮具备较高的市场竞争力和较好的经济效益。