換擋撥頭產(chǎn)品加工質(zhì)量的提升

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序言變速箱操縱系統(tǒng)里的換擋撥頭產(chǎn)品（見圖1）球頭部位與導塊凹槽配合比較緊密，以保證換擋的平順及舒適。目前，我公司生產(chǎn)的該類產(chǎn)品坯料種類為精鑄，其主要工藝流程為：車削外圓D1、鏜花鍵孔D2→銑兩端面T1、T2→拉花鍵孔→車削球頭→銑槽→倒角、去毛刺→熱處理[1]。車削球頭部位時，以花鍵尺寸定位，一般預(yù)鑄的球頭單邊留余量2mm。根據(jù)產(chǎn)品以往由于內(nèi)花鍵孔對稱中心的偏移過大，時常出現(xiàn)球頭車削無余量的情況，現(xiàn)場的補救辦法就是在球頭補焊后再加工，不僅效率低，而且影響加工質(zhì)量。圖1換擋撥頭產(chǎn)品2

原加工過程存在的問題在以往的拉削工序中，換擋撥頭類產(chǎn)品由于花鍵拉削后，花鍵孔的對稱中心相對毛坯理論中心偏離，導致后續(xù)以內(nèi)花鍵定位車削球頭的工序余量不足，產(chǎn)生許多不合格品。我公司加工換擋撥頭的拉床為L6110，所用的花鍵拉刀柄部較小。目前，對刀找正方式為手工調(diào)整拉刀夾頭螺紋聯(lián)接部分并鎖緊，由于此聯(lián)接部分在機床內(nèi)部，每次換產(chǎn)，找正拉夾具時，調(diào)試工人不便于察看是否對正，經(jīng)常要站到機床上；鎖緊時，操作使不上勁，既費時又不安全。3

控制花鍵中心對稱的途徑為了改善上述狀況，對現(xiàn)有的拉花鍵工序進行系統(tǒng)分析。換擋撥頭類產(chǎn)品需要以預(yù)鑄球頭部位定位找正后再進行拉削，影響對齒質(zhì)量的原因主要有兩方面：一是拉刀，二是工裝夾具。一方面，拉刀的制作誤差實際對工件的影響微乎其微，可以不予考慮。由于拉刀夾頭的設(shè)計是以拉刀銑扁部分定位的，而銑扁的尺寸要求在一定公差范圍內(nèi)，為了保證每把拉刀都能裝入拉刀夾頭，夾頭的定位部分留有一定的配合間隙。通過測量拉刀銑扁部分尺寸，現(xiàn)場觀察拉刀夾頭發(fā)現(xiàn)，裝入多把拉刀后，配合間隙時大時小，大的時候拉刀能明顯沿周向旋轉(zhuǎn)，操作人員每次加工時，都要將拉刀往一側(cè)旋轉(zhuǎn)，并用手擰緊，才開動機床進行拉削，但在巨大的軸向拉削力下，刀具的旋轉(zhuǎn)軸線會偏離靜止對刀時的“理想”位置，其大小與刀具的鋒利程度、切削用量等諸多因素有關(guān)，而方向卻難以準確判定，是影響拉削的花鍵孔對稱中心線不正的潛在因素。另一方面，拉夾具拉胎受工作臺十字T形槽設(shè)計影響，限制了夾具裝夾于拉床后的周向旋轉(zhuǎn)。找到真正的原因，就可以有的放矢地解決問題了。3.1拉刀夾頭工作原理L6110臥式拉床原帶的拉刀夾頭（見圖2）主要由本體1、螺母2、彈簧３、套筒4、卡爪5、定位塊6和定位銷７組成，一般情況下，每一個拉刀夾頭對應(yīng)一個規(guī)格的拉刀柄部。其本體螺紋端聯(lián)接于機床主軸端面螺紋孔，當拉刀柄部裝入拉刀夾頭本體導向φD孔內(nèi)時，4個卡爪形成的圓孔夾緊拉刀柄部，并靠卡爪斜面與拉刀頸部斜面接觸限位，用定位塊限制拉刀削扁，防止拉刀工作時旋轉(zhuǎn)而造成拉削形狀不對稱。換刀時，套筒向螺母方向壓緊彈簧，卡爪松開拉刀柄部，并退到套筒內(nèi)腔，離開拉刀頸部斜面，即可實現(xiàn)換刀。圖2原拉刀夾頭

1—本體2—螺母3—彈簧4—套筒5—卡爪6—定位塊7—定位銷3.2工藝可行性方案實施如何消除拉刀夾頭和拉刀柄部銑扁部分的配合間隙，是實現(xiàn)拉削后花鍵中心相對毛坯對稱的關(guān)鍵。經(jīng)分析，原拉刀夾頭通用性差，夾頭T面直接接觸拉刀銑扁部分，每把拉刀都有自己的制作公差，導致h尺寸與拉刀配合的間隙大小不一。一方面，可將限位塊結(jié)構(gòu)優(yōu)化為可調(diào)整機構(gòu)，拉刀將每次都被夾緊，消除了配合間隙。另一方面，對拉削夾具拉胎與工作臺的連接結(jié)構(gòu)進行更改。同時從兩個方面考慮，拉削時就可以防止拉刀小角度徑向旋轉(zhuǎn)，滿足拉削后花鍵相對毛坯中心和球頭部位中心相對重合度良好。3.3新拉刀夾頭結(jié)構(gòu)設(shè)計將原拉刀夾頭中定位塊結(jié)構(gòu)更改為彈性墊塊（見圖3）和調(diào)整墊塊（見圖4）。彈性墊塊材料因選擇采用65Mn彈簧鋼，所以有一定的彈性間隙，通過配磨調(diào)整墊塊，可以裝配一定范圍的拉刀柄部，彈性接觸消除拉刀夾頭與拉刀柄部間隙，并且在徑向施加垂直于拉刀柄部削扁方向的作用力，更好地防止拉刀轉(zhuǎn)動。新拉刀夾頭結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖3彈性墊塊

圖4調(diào)整墊塊圖5新拉刀夾頭結(jié)構(gòu)1—本體2—螺母3—彈簧4—套筒5—定位螺釘6—卡爪7—調(diào)整墊塊8—彈性墊塊9—螺釘3.4拉削夾具結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計拉床工作臺T形槽為“十字”方向開槽，一般的拉削夾具拉胎與工作臺依靠連接孔連接。將拉胎連接孔優(yōu)化為連接槽，可根據(jù)拉刀及加工件具體結(jié)構(gòu)周向旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。改善拉削夾具的通用性，將預(yù)定位部位V形機構(gòu)設(shè)計為活動單元，根據(jù)不同的定位尺寸，移動V形機構(gòu)，確定合適的理論位置后，用螺栓固定此預(yù)定位機構(gòu)（見圖6）。優(yōu)化后的拉削夾具如圖7所示。

圖6預(yù)定位機構(gòu)a）夾具結(jié)構(gòu)示意

b）夾具三維圖圖7

優(yōu)化后的拉削夾具1—調(diào)整墊板2—支撐塊3—拉胎4—T形螺栓5—彈性擋圈6—襯套7—螺栓8—壓縮彈簧9—限位V形塊10—定位套11—內(nèi)六角圓柱頭螺釘12—六角頭法蘭面螺栓4

新工裝、輔具使用效果驗證通過小批量的換擋撥頭產(chǎn)品加工，試制了80件毛坯，成品為78個，且不合格品非球頭部分加工不合格，驗證了拉刀快換夾頭改進及拉夾具結(jié)構(gòu)優(yōu)化提高了產(chǎn)品加工質(zhì)量，其方便快捷的操作贏得了操作人員的好評。5

結(jié)束語拉刀快換夾頭的改進可縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)率，易于保證加工精度，擴大機床的工藝范圍，降低對操作人員的技術(shù)要求，減輕勞動強度。將對刀找正方式改為拉夾具調(diào)整，由于拉夾具是以止口定位的，而且在床身外側(cè)，因此操作人員便于調(diào)整角度，且不影響拉削中心的