一種高精度同步器齒圈熱后加工車槽夾具的制作方法

本發明創造屬于同步器齒套加工設備領域，尤其是涉及一種高精度同步器齒圈熱后加工車槽夾具。

背景技術：

同步器作為變速箱中的換擋應用的一個重要零部件，為適應節能降耗目前設計朝著輕量化方向發展；為達到舒適換擋，同步器設計已經達到了高精度的層面。輕量化高精度的同步器的制作，不僅要有好的工藝、人員、設備，同時更需要有能滿足加工要求的工藝裝備。

圖1所示為需加工的一種同步器齒套工件，該工件結構為薄壁件，熱處理易變形，內孔會產生圓度誤差，一般熱處理我們控制在0.04mm以內，里孔也會有一定程度的縮孔，圖中粗實線標識的環槽a為加工部位。在工裝夾具設計方面，常規結構夾具為內漲式，因其漲緊力大，容易使工件內孔產生變形，對于本來就有0.04mm圓度誤差的內孔，在夾緊的狀態下，即刻反映到加工后的外環槽處，這叫誤差復映，不易得到合格的加工產品。多年實踐經驗來分析，對于上圖所示結構工件，應尋求一種內孔微漲(不使工件再次變形，或最小變形)，端面壓緊的定位夾緊方案。

技術實現要素：

同步器齒套為薄壁件，定位面夾緊面非常小，工件熱處理方式為滲碳淬火，內花鍵圓度不易控制，熱后作為加工基準容易夾緊變形，誤差復映，難于滿足徑跳、擺差要求。為此設計了內孔微漲，端面旋壓的車槽夾具。

本發明創造的技術方案是這樣實現的：

一種高精度同步器齒圈熱后加工車槽夾具，主要由過渡連接盤、夾具體、定位盤、漲套、連接柱、三根旋轉拉桿、壓塊、壓盤、彈簧、推盤、導向螺釘組成；

過渡連接盤、夾具體和定位盤依次固接；

過渡連接盤包括圓盤狀本體，在本體軸心處開設有供拉釘通過的通過孔；

夾具體包括同軸心的圓盤狀夾具本體和夾具凸臺，夾具本體開有容納腔，夾具凸臺中心開有凸臺通孔，在凸臺通孔周圍圓周均布開有三個旋轉拉桿通過孔，每個旋轉拉桿通過孔各穿設一根旋轉拉桿；位于夾具凸臺周圍的夾具本體上還圓周均布開有三個與容納腔貫通的供連接柱穿設其中并能在其中移動的連接柱通過孔；連接柱兩端分別抵頂固接壓盤和漲套；

夾具凸臺的頂部外側形成錐面段，該錐面段由頂端向后直徑逐漸擴大；

推盤位于夾具體的容納腔內，推盤上圓周均設有三個旋轉拉桿安裝孔，旋轉拉桿的一端裝入旋轉拉桿安裝孔并能軸向相對推盤固定不動，且能繞自身軸心轉動；旋轉拉桿的另一端固接壓塊；

壓盤也位于夾具體的容納腔內，且壓盤置于推盤和容納腔的腔底之間；壓盤中心開設有推盤導向孔，能供推盤在其中移動并起導向作用；

漲套套于夾具凸臺外圍，漲套包括環形基體及多片圓周均布的漲片，每個漲片的頂部內側形成與夾具凸臺的錐面段相匹配的漲片錐面段，漲片錐面段的內表面與漲套軸心的距離由漲片頂端向內逐漸擴大；

定位盤設有構成臺階孔的容納腔和通過孔，容納腔用于容納漲套的環形基體并提供橫向位移空間及限位，通過孔則供漲套的漲片通過；

每根旋轉拉桿包括位于中部的中間段，中間段外壁開設有導向槽，導向槽由位于兩端的端槽和位于中間的中間螺旋槽三段組成，兩個端槽長度方向均與旋轉拉桿的軸心相平行，且兩個端槽長度方向與旋轉拉桿的軸心之間的垂直連線呈九十度；

夾具凸臺上對應每個旋轉拉桿通過孔還一安裝導向螺釘；導向螺釘包括導向段，導向段伸入旋轉拉桿通過孔內并嵌入旋轉拉桿的中間段的導向槽內。

優選的，連接柱的長度大于連接柱通過孔的長度；

優選的，容納腔的腔底還圓周均布開有三個彈簧容納槽；壓盤對應容納腔腔底的盤面還圓周均設有三個彈簧容納槽，與容納腔腔底的彈簧容納槽一一對應，每對彈簧容納槽各裝配一彈簧；

優選的，彈簧采用扁截面矩形彈簧。

優選的，連接柱兩端分別抵頂固接壓盤和漲套的環形基體；

優選的，每個旋轉拉桿通過孔對應一個連接柱通過孔，兩者軸心與凸臺通孔軸心相平行且位于同一徑向方向上；

優選的，導向段的軸心與旋轉拉桿通過孔的軸心垂直相交。

優選的，推盤中心開設有用于穿設拉釘的拉釘安裝孔，并采用螺母將拉釘一端與推盤固接，拉釘的另一端連接機床相應動力傳輸部件，所述動力傳輸部件驅動拉釘作橫向的往復運動；

優選的，推盤還設有環形限位圓臺，且壓盤的推盤導向孔孔徑小于推盤的環形限位圓臺的直徑，能對推盤推進的行程限位；

優選的，漲套的環形基體的外周還設有用于安裝o型圈的容納槽，以使得漲套的環形基體與定位盤的容納腔內壁間接觸密封；

優選的，壓塊還設有壓凸部；

優選的，還包括氣體通道，氣體通道包括分別在過渡連接盤上開設的第一氣體通道，夾具本體上開設的第二氣體通道，定位盤開設的第三氣體通道相接組成，且定位盤的第三氣體通道的入口位于定位盤頂端面臨近通過孔處，工件被夾緊時，正對工件的側面，若工件夾緊位置正確，能被工件側面將入口封堵。

相對于現有技術，本發明創造具有以下優勢：

本夾具具備微漲、自動定心漲緊和端面夾緊功能，并還可具備檢測工件夾緊位置是否正確的檢測功能。大大提高了加工效率和加工質量，夾具操作方便快捷；不僅便于此類薄壁件車槽加工，尤其是熱后工件加工，對保證質量具有突出優勢。且不僅對于薄壁件如此，對于非薄壁工件也能適用。

附圖說明

構成本發明創造的一部分的附圖用來提供對本發明創造的進一步理解，本發明創造的示意性實施例及其說明用于解釋本發明創造，并不構成對本發明創造的不當限定。在附圖中：

圖1為同步器齒套工件的結構示意圖；

圖2為本車夾具的主視示意圖；

圖3為圖2中所示的k-k向剖視示意圖；

圖4、圖5和圖6分別為過渡連接盤3的主視圖、軸剖圖和k-k向剖視圖；

圖7、圖8和圖9分別為夾具體5的主視圖(含k所指的局部放大)、p向視圖和剖視圖；

圖10為導向螺釘14的結構示意圖；

圖11和圖12分別為推盤22的主視圖和剖視圖；

圖13和圖14分別為壓盤19的主視圖和剖視圖；

圖15和圖16分別為漲套10的主視圖和剖視圖；

圖17和圖18分別為定位盤9的主視圖和剖視圖；

圖19、圖20和圖21分別是旋轉拉桿13的主視圖、k-k向剖視圖和其上的導向槽展開示意圖；

圖22是連接柱12的剖視圖；

圖23是壓塊18的剖視圖；

附圖標記說明：

1、拉釘；2、螺母；3、過渡連接盤；4、o型圈；5、夾具體；6、內六角螺釘；7、o型圈；8、內六角螺釘；9、定位盤；10、漲套；11、內六角圓柱頭螺釘；12、連接柱；13、旋轉拉桿；14、導向螺釘；15、螺母；16、開口銷；17、六角薄螺母；18、壓塊；19、壓盤；20、內六角螺釘；21、彈簧；22、推盤；23、o型圈；24、導向螺釘；

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明創造中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明創造。

如圖2和圖3所示，該夾具主要由過渡連接盤3、夾具體5、定位盤9、漲套10、連接柱12、三根旋轉拉桿13、壓塊18、壓盤19、彈簧21、推盤22、導向螺釘24組成。

如圖4、圖5和圖6所示，過渡連接盤3用于實現機床和夾具體5的過渡連接，過渡連接盤3包括圓盤狀本體31，在本體31軸心處開設有供拉釘1通過的通過孔32；本體31上還開設有圓周均布的三個連接盤沉孔33和三個夾具體連接螺紋孔34；連接盤沉孔33用于采用螺栓將過渡連接盤與機床相應部件螺栓固定連接，夾具體連接螺紋孔34則用于將過渡連接盤3與夾具體5采用螺栓固定連接。

如圖7、圖8和圖9所示，夾具體5包括同軸心的圓盤狀夾具本體51和夾具凸臺52，夾具本體51開有容納腔510，夾具凸臺52中心開有凸臺通孔521，在凸臺通孔521周圍圓周均布開有三個旋轉拉桿通過孔522，位于夾具凸臺52周圍的夾具本體51上還圓周均布開有三個與容納腔510貫通的連接柱通過孔511；優選的，每個旋轉拉桿通過孔522對應一個連接柱通過孔511，兩者軸心與凸臺通孔521軸心相平行且位于同一徑向方向上；容納腔510的腔底還圓周均布開有三個彈簧容納槽512；螺紋孔513則用于將夾具體與定位盤9采用螺栓固定連接；

夾具凸臺52的頂部外側形成錐面段523，該錐面段523由頂端向后直徑逐漸擴大；

夾具凸臺52上對應每個旋轉拉桿通過孔522還各開有一導向螺釘安裝孔53，導向螺釘安裝孔53用于安裝導向螺釘14；如圖10所示，導向螺釘14包括螺紋段141和導向段142，其中導向段142伸入旋轉拉桿通過孔522內；較佳的，導向段142的軸心與旋轉拉桿通過孔522的軸心垂直相交。

如圖3所示，推盤22位于夾具體5的容納腔510內，如圖11和圖12所示，推盤22中心開設有用于穿設拉釘1的拉釘安裝孔221，并采用螺母2將拉釘一端與推盤22固接，拉釘1的另一端連接機床相應動力傳輸部件，所述動力傳輸部件驅動拉釘作橫向的往復運動；推盤22還圓周均設有三個旋轉拉桿安裝孔222；推盤22還設有環形限位圓臺223；

如圖3所示，壓盤19也位于夾具體5的容納腔510內，且壓盤19置于推盤22和容納腔510的腔底之間；如圖13和圖14所示，壓盤19中心開設有推盤導向孔191，能供推盤22在其中移動并起導向作用，且因孔徑小于推盤22的環形限位圓臺223的直徑，形成對推盤22推進的行程限位；壓盤19對應容納腔510腔底的盤面還圓周均設有三個彈簧容納槽193，與容納腔510腔底的彈簧容納槽512一一對應，每對各裝配一彈簧21，優選的，彈簧采用扁截面矩形彈簧(螺旋彈簧)，這里起到微漲作用的是扁截面矩形彈簧，通過計算選取合適大小規格的彈簧，這里選擇l16×25jb/t3個圓周均勻分布，軸向預留2mm壓縮變形量，既能滿足微漲，這樣能保證工件定心精度損失最小，從而達到薄壁件精確定心效果。

壓盤19還圓周均設有三個沉孔192，每個用于穿設螺栓與一連接柱12的一端固接，如圖3所示；

如圖3所示，漲套10套于夾具凸臺52外圍；如圖15和圖16所示，漲套10包括環形基體101及多片圓周均布的漲片102，每個漲片102的頂部內側形成與夾具凸臺52的錐面段523相匹配的漲片錐面段1021，漲片錐面段1021的內表面與漲套10軸心的距離由漲片頂端向內逐漸擴大，使得當漲套向夾具本體51抵緊運動時，由于漲片錐面段1021與夾具凸臺52的錐面段523的相抵，使得漲片102向外擴張，而當漲套遠離夾具本體51方向移動時，漲片102逐漸向內收攏回位，直至漲片錐面段1021與夾具凸臺52的錐面段523脫離接觸。

另外，漲套10的環形基體101還圓周均設有三個安裝沉孔1011，每個用于穿設螺栓與一連接柱12的另一端螺紋固接，如圖3所示；如圖22所示，連接柱12軸心處開有內螺紋孔120，用于兩端的螺紋連接，且連接柱12的長度大于夾具體5的連接柱通過孔511的長度，而連接柱兩端分別抵頂固接壓盤19和漲套10的環形基體101，即能使連接柱12在夾具體5的連接柱通過孔511中沿其軸心線存有橫向移動的行程空間且行程也相應受到限位。

漲套10的環形基體101的外周還設有用于安裝o型圈的容納槽1012，以使得漲套10的環形基體101與定位盤9的容納腔91內壁間接觸密封；

如圖3、圖17和圖18所示，定位盤9通過螺栓穿過其開設的沉孔93和夾具體5的螺紋孔513螺紋連接將定位盤9與夾具體5固定連接；定位盤設有構成臺階孔的容納腔91和通過孔92，容納腔91用于容納漲套10的環形基體101并提供橫向位移空間及限位，通過孔92則供漲套10的漲片102通過；

如圖19、圖20和圖21所示，旋轉拉桿13包括位于中部的中間段133和位于兩側的軸段134、壓塊安裝段132，以及兩端部的螺紋段(135、131)，軸段134穿設于推盤22的旋轉拉桿安裝孔222中，軸段134直徑小于中間段133，兩者交接處構成限位臺階與旋轉拉桿安裝孔222構成一端的限位，另一端則由螺紋段135旋緊螺母形成限位，使得旋轉拉桿13軸向相對推盤22固定不動，但能繞自身軸心轉動；壓塊安裝段132呈錐面段，與如圖23所示的18壓塊的安裝錐孔181對應，形成一端限位，另一端則由螺紋段131旋緊螺母后形成限位，壓塊18還設有壓凸部182；

旋轉拉桿13的中間段133外壁開設有導向槽，導向槽由位于兩端的端槽(1331、1332)和位于中間的中間螺旋槽1332三段組成，兩個端槽(1331、1332)長度方向均與旋轉拉桿13的軸心相平行，且兩個端槽(1331、1332)長度方向與旋轉拉桿13的軸心之間的垂直連線呈九十度。

導向螺釘14的導向段142嵌入旋轉拉桿13的中間段133的導向槽內。

工件壓緊方面：由三根旋轉拉桿13右端部裝有三個壓塊18，左端部連接推盤22，經由機床液壓動力源(夾緊油缸)，拉動推盤22，帶動其上連接的三根旋轉拉桿軸向移動，從而帶動三個壓塊18壓緊工件端面，有效地克服車削力造成工件的變形。需要說明的是三個拉桿圓柱面上設計有導向槽，該導向槽為類似螺旋狀上升結構(中間螺旋槽1332)，導向槽兩端處的端槽(1331、1332)，軸向各有3mm直行程，中間是在90度轉角上的導向槽軸向長度9.8mm，該部結構致使拉桿上連接的壓塊具有壓緊撤離工件以及90度旋轉的功能。

其工作原理為：推盤右移消除間隙，之后繼續右移會推動壓盤19，壓縮彈簧21，推動連接柱12，帶動漲套10右移，漲片內縮將工件松開，同時在推盤右移12mm的過程中，三根旋轉拉桿右移并在導向螺釘14和導向槽的配合作用下順時針90度旋轉，將壓塊撤離工件，回復到裝工件的原始狀態；此時將工件裝夾到漲套上，推盤左移時在彈簧回復力的作用下，漲套10的漲片微漲夾緊工件，同時壓塊逆時針方向旋轉并左移壓緊工件。經過以上過程夾具實現工件定心，并端面壓緊。

更進一步，為避免工件墊屑產生廢品，還添加了氣密檢測系統：包括氣體通道，氣體通道包括分別在過渡連接盤3上開設的第一氣體通道35，夾具本體51上開設的第二氣體通道514，定位盤9開設的第三氣體通道94相接組成，且定位盤9的第三氣體通道94的入口位于定位盤頂端面臨近通過孔92處，工件被夾緊時，正對工件的側面，若工件夾緊位置正確，能被工件側面將入口封堵。

入口被封堵，則氣密檢測系統檢測結果為工件定位面滿足要求，此時，機床再進行加工。否則通過氣檢系統發出信號，通知機床停止啟動。此夾具再配合自動化配套結構，包括機械手自動上卸料，可實現自動化加工。在有氣檢措施保證的情況下，既保證了產品質量，又大大提高了效率。

以上所述僅為本發明創造的較佳實施例而已，并不用以限制本發明創造，凡在本發明創造的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明創造的保護范圍之內。