文学锋

【摘 要】根据当前小批量多品种生产的需要，结合拉刀的结构特点和精度要求，设计了一种用于加工拉刀花键的可调铣削夹具。该夹具可适用于不同规格拉刀的花键铣削加工，保证了拉刀的加工精度，提高了生产效率。

【关键词】定位；调整；拉刀；可调夹具

Milling Broach Splines General Adjustable Fixture Design

WEN Xue-feng

（Xian High-tech AEH Industrial Metrology Co.，Ltd， Xian Shaanxi 710077， China）

【Abstract】According to the needs of current small batch and more varieties production， combined with the structure characteristics and accuracy requirements of the broach， we design a kind of adjustable milling fixture for processing the broach splines.The fixture can be applied to different specifications of spline broach milling， which guarantee the accuracy of the broach and imporve the production efficiency.

【Key words】Positioning； Adjust； Broach； Adjustable fixture

0 引言

拉刀是加工内花键工件的主要刀具，实际生产中，拉刀属于多品种小批量的生产类型，而在铣床上铣削拉刀花键时一般采用传统夹具进行加工，每件都要校正轴线、对刀和装卸，精度难保证且调整麻烦、时间长，大大增加了生产辅助时间，为此，我们设计了一种用于加工拉刀花键的可调铣削夹具，经使用证明，该夹具结构简单，调整方便，既保证了加工精度，又提高了生产效率。

1 零件工艺分析

铣削拉刀花键时，理论上是用三爪卡盘和后顶尖来定位、夹紧拉刀，但实际加工中，因拉刀较长，而我们所用来加工的铣床工作台较短，根本架不上顶尖，且由于拉刀多为细长件，刚度较差，两端若用顶尖顶住铣削花键时，易产生“让刀现象”，故我们不采用这种装夹方式，我们将另一端顶尖换掉，改为在拉刀圆校齿部进行支撑、定位和夹紧，这样就增加了拉刀的刚度，有效避免了“让刀现象”的出现。

铣削花键工序的加工要求：①保证花键跨棒距尺寸M=M0±0.1mm；②保证花键与轴线对称度不大于0.1mm。如图1所示，铣削花键时，拉刀装夹后需用百分表按以下3个方面进行校正：①校正拉刀的径向圆跳动；②校正拉刀的正母线相对于工作台的平行度；③校正拉刀的侧母线相对于工作台横向进给方向的平行度。

2 夹具的结构设计

根据以上的工艺分析，我们采用大端用分度头夹紧，小端用V型定位，一般这种装夹方式锁死分度头即可完全定位，但因为在铣床上进行加工，切削力较大，所以要求夹紧装置具有足够的强度，因此，还需在拉刀小端设计夹紧装置，以防拉刀旋转，夹紧装置为夹具上的压板12及锁紧螺母10（图2）。在校正拉刀时，需要上下和前后进行调节，故设计夹具时应考虑这两个方向的调节功能，并能锁紧。

该工序加工机床为卧式铣床，需要将夹具固定在工作台上，故我们设计的夹具上有纵向槽，将矩形定位键的上部安装在夹具体的纵向槽，矩形定位键的下部与铣床工作台的T型槽相配，为提高定位精度，把定位键分为上、下两部分，其上部按H7/h6与夹具底面上的槽配合，下部与铣床工作台上的T形槽配合，因工作台T形槽的公差为H8或H7，故定位键尺寸按h7或h6制造，以减少配合间隙，提高定向精度。卧式铣床工作台相对于操作者来说为左右方向水平放置，走刀方向与工作台方向一致，因此，两定位键为左右布置，且距离尽量大，以保证定向精度。夹具底座为铸造件，主要工作面为与机床工作台平行的面，该面主要用来固定定位块、滑块及支座等，底平面用来与铣床工作台进行连接同时固定定位键。

根据机床工作台尺寸和所加工拉刀直径范围，确定夹具的具体尺寸，夹具结构如图2所示：

图2 夹具结构图

1.底座；2.内六角圆柱头螺钉；3.小支座；4.前后调节螺母；5.双头螺杆；6.六角头螺栓；7.开槽圆柱头螺钉；8.V形心轴；9.弹簧；10.锁紧螺母；11.双头螺栓；12.压板；13.支杆；14.螺母；15.支座；16.垂直调节螺母；17.滑动底座；18.滑块

3 夹具的工作过程

铣削拉刀花键时，将夹具放到铣床工作台上，使其定位键与铣床工作台T型槽上部分相配合，夹具先不固定且沿工作台T型槽方向可移动，将拉刀大端装夹在三爪卡盘上，沿工作台T型槽方向移动夹具，使夹具的V型刚好支撑在拉刀小端部分的圆校齿上，因为有定位键，故夹具V型中心与分度头中心基本对中，此时用T型螺栓将夹具固定在铣床工作台上。然后用百分表对拉刀进行校正，先校正拉刀正母线，用百分表测量拉刀后导部外圆高度，读百分表显示数值B1，工作台高度不变，沿拉刀轴线移动工作台，用百分表测量拉刀圆校齿外圆高度，读百分表显示数值B2，用游标卡尺测量拉刀后导部外圆实际尺寸D1和圆校齿外圆实际尺寸D2，计算B1-B2=（D1-D2）/2，若左右不相等，则调节垂直调节螺母16，使B1-B2=（D1-D2）/2，则拉刀垂直方向校正完毕，此时，拧紧开槽圆柱头螺钉7，锁紧垂直方向。同理，拉刀侧母线方向校正方法与正母线一样，所不同的是，调节时用前后调节螺母4调节即可，校正完毕后，用六角头螺栓6锁紧滑动底座17，锁紧前后方向，将压板12压到拉刀圆校齿外圆上，拧紧锁紧螺母10，这样就将拉刀校正和夹紧了，然后按划线对刀进行花键铣削。

4 结语

该夹具安装在铣床的工作台上，用于拉刀花键的铣削加工，根据拉刀的不同规格进行上下左右的调整，且能快速准确定位，实现了小批量多品种的加工，不但保证了拉刀的加工精度，而且大大节约了生产辅助时间，提高了生产效率。

【参考文献】

[1]杨黎明.机床夹具设计手册[M].北京：国防工业出版社，1996.

[2]孟书农.机械加工工艺手册[M].北京：机械工艺出版社，1995.

[3]王正刚，葛友华，吴祥，等.U形件车削用多工位可调夹具的设计[J].机械设计与制造，2009（8）：149-151.