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(jiàn)圖1）球頭部位與導(dǎo)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(shí)，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(duì)稱中心的偏移過(guò)大，時(shí)常出現(xiàn)球頭車削無(wú)余量的情況，現(xiàn)場(chǎng)的補(bǔ)救辦法就是在球頭補(bǔ)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(guò)程存在的問(wèn)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(duì)稱中心相對(duì)毛坯理論中心偏離，導(dǎo)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L(zhǎng)6110，所用的花鍵拉刀柄部較小。目前，對(duì)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(jī)床內(nèi)部，每次換產(chǎn)，找正拉夾具時(shí)，調(diào)試工人不便于察看是否對(duì)正，經(jīng)常要站到機(jī)床上；鎖緊時(shí)，操作使不上勁，既費(fèi)時(shí)又不安全。3

控制花鍵中心對(duì)稱的途徑為了改善上述狀況，對(duì)現(xiàn)有的拉花鍵工序進(jìn)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(jìn)行拉削，影響對(duì)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(shí)際對(duì)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(jì)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(guò)測(cè)量拉刀銑扁部分尺寸，現(xiàn)場(chǎng)觀察拉刀夾頭發(fā)現(xiàn)，裝入多把拉刀后，配合間隙時(shí)大時(shí)小，大的時(shí)候拉刀能明顯沿周向旋轉(zhuǎn)，操作人員每次加工時(shí)，都要將拉刀往一側(cè)旋轉(zhuǎn)，并用手?jǐn)Q緊，才開(kāi)動(dòng)機(jī)床進(jìn)行拉削，但在巨大的軸向拉削力下，刀具的旋轉(zhuǎn)軸線會(huì)偏離靜止對(duì)刀時(shí)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(zhǔn)確判定，是影響拉削的花鍵孔對(duì)稱中心線不正的潛在因素。另一方面，拉夾具拉胎受工作臺(tái)十字T形槽設(shè)計(jì)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(wèn)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(jiàn)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(gè)拉刀夾頭對(duì)應(yīng)一個(gè)規(guī)格的拉刀柄部。其本體螺紋端聯(lián)接于機(jī)床主軸端面螺紋孔，當(dāng)拉刀柄部裝入拉刀夾頭本體導(dǎo)向φD孔內(nèi)時(shí)，4個(gè)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(shí)旋轉(zhuǎn)而造成拉削形狀不對(duì)稱。換刀時(shí)，套筒向螺母方向壓緊彈簧，卡爪松開(kāi)拉刀柄部，并退到套筒內(nèi)腔，離開(kāi)拉刀頸部斜面，即可實(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)拉削后花鍵中心相對(duì)毛坯對(duì)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(dǎo)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(jī)構(gòu)，拉刀將每次都被夾緊，消除了配合間隙。另一方面，對(duì)拉削夾具拉胎與工作臺(tái)的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行更改。同時(shí)從兩個(gè)方面考慮，拉削時(shí)就可以防止拉刀小角度徑向旋轉(zhuǎn)，滿足拉削后花鍵相對(duì)毛坯中心和球頭部位中心相對(duì)重合度良好。3.3新拉刀夾頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將原拉刀夾頭中定位塊結(jié)構(gòu)更改為彈性墊塊（見(jiàn)圖3）和調(diào)整墊塊（見(jiàn)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(guò)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(dòng)。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(jì)拉床工作臺(tái)T形槽為“十字”方向開(kāi)槽，一般的拉削夾具拉胎與工作臺(tái)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(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為活動(dòng)單元，根據(jù)不同的定位尺寸，移動(dòng)V形機(jī)構(gòu)，確定合適的理論位置后，用螺栓固定此預(yù)定位機(jī)構(gòu)（見(jiàn)圖6）。優(yōu)化后的拉削夾具如圖7所示。

圖6預(yù)定位機(jī)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(yàn)證通過(guò)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(gè)，且不合格品非球頭部分加工不合格，驗(yàn)證了拉刀快換夾頭改進(jìn)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(píng)。5

結(jié)束語(yǔ)拉刀快換夾頭的改進(jìn)可縮短輔助時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，易于保證加工精度，擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，降低對(duì)操作人員的技術(shù)要求，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。將對(duì)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