滚齿机夹具和齿轮安装指南

滚齿夹具的结构与齿坯的形状和生产效率有关，其制造精度直接影响被切齿轮的加工精度，应根据生产纲领及齿轮精度要求综合考虑。

1.滚齿机典型夹具及齿坯的安装

常见滚齿机典型夹具及齿坯的安装方法如图13-4所示。

图13-4a～d是内孔定心端面定位的夹具。这类夹具大部分采用夹具体（滚齿底座）与心轴组合的结构，即依靠齿坯内孔与心轴之间的配合决定中心位置（不用找正），以端面为基准面定位夹紧。心轴是可换的，因而通用性好，且结构简单，夹紧方便可靠，质量稳定，精度高，生产效率高。夹具在安装时可以校正心轴的旋转中心，因而可消除夹具的几何偏心。目前大批量生产、中小型齿轮均采用这类夹具。图13-4a、b、c使用螺栓夹紧，图13-4d下部用碟形弹簧夹紧，液压油从下向上推动活塞时即可松开。

单件小批生产时，为了使滚齿夹具具有通用性，使用与图13-4a～d相类似的外圆定心端面定位的夹具（见图13-4j～m）。这类夹具采用夹具体（或等高垫块），将齿坯放在夹具体上，齿坯内孔不作为定位基准，用千分表找正外圆来决定中心位置，以端面为基准定位夹紧。这种夹具滚齿时需找正齿坯，其生产效率低，对齿坯加工要求同轴度高，但无需相配心轴与专用夹具，校正后的表值即是夹具的总误差，适用于单件、小批及大齿轮的加工。等高垫块一定要严格保证等高（一组几块同时一起加工）。

图13-4e采用内涨式双锥面定心夹紧，具有效率高、定心好、夹持力大的优点，同时减少了因齿坯定心内孔的误差而引起的齿形、齿向误差，消除了传统夹具中存在的心轴与齿坯内孔间的误差。

图13-4f～i所示的滚齿夹具适用于轴齿轮。图13-4f是上顶尖受力使齿坯下端面咬入支承棱口，棱口内的顶尖起自定心作用，图13-4g、h是以跳动对齿坯中心孔有严格要求的轴径和端面为基准，分别用弹簧夹头和自定心卡盘夹紧。图13-4i是卡罐类夹具，适用于上端无法定位的超长轴齿轮。

图13-4j所示是适用于中型齿轮的整体夹具，适用范围较小，可通过放置不同直径的垫铁来扩大其适用范围。

图13-4k所示是端面可调式夹具，在使用时齿轮的基准端面朝上放置，通过调整夹具上的螺钉来保证基准端面的跳动，内孔不定心，加工时必须保证工件外圆找正带与内孔同心。

图13-4l所示是移动式夹具，适用于大齿轮，适用范围大。

图13-4m所示是加工直径大于5m的齿轮所用的伞形支架。为加强滚齿时的刚度，在装卡上采取了一定的措施：一是在工作台上安装了一个固定胎具，目的是增大工作台直径；二是根据齿轮直径大小在其上放置长条形等高垫铁。伞形支架可使工作台负荷比较均匀，有利于加工时运转平稳。

图13-4 常见滚齿机典型夹具及齿坯的安装

图13-4 常见滚齿机典型夹具及齿坯的安装（续）

2.齿坯的安装要求

为了保证齿轮的加工精度，必须正确安装齿坯和心轴。齿坯的安装要求见表13-5，心轴的安装要求见表13-6。齿坯和夹具安装时需注意以下几点：①齿坯安装前必须先检查夹具及齿坯定位面，若发现毛刺应用油石将突起磨平，然后将夹具及齿坯定位面仔细擦拭干净；②安装齿坯时，必须将工件的基准面贴于夹具的定位端面，其间不得垫纸或铜皮；③夹具支承面应尽量靠近切削力作用处，最好支承在轮缘靠近齿根圆处；④敲打齿坯找正时，必须采用铜棒或镶铜头的锤棒，不得在压紧螺栓紧固的状态下硬性敲打；⑤齿坯的夹紧必须牢固、可靠，但夹紧力不应过大，以防造成齿坯变形；⑥齿轮轴的夹紧，当m_n<14mm时，夹爪与轴径间需垫铜皮，以防精加工成的轴径被夹伤。当14mm≤m_n≤20mm时，夹紧部位轴径需留量，表面粗糙，夹爪与轴径间不得垫铜皮，以利夹紧。当m_n>20mm时，夹紧部位轴径需留余量并铣扁，夹爪直接夹紧扁部，防止因切削力过大致使齿坯相对夹爪转动。滚切轴齿轮采用卡罐时，必须采用镶铜头的紧固螺钉，以防精加工成的轴径被顶伤。

表13-5 齿坯的安装要求(www.xing528.com)

注：F_r—齿圈径向跳动公差；F_β—齿向公差；d_r—端面测量点的直径；b—齿宽。

表13-6 心轴的安装要求

轴齿轮需在互呈90°的两个方向检查齿部外圆与滚刀刀架垂直移动的平行度，其公差为100∶0.01，如图13-5所示。

3.滚齿机夹具设计时的注意事项

滚齿夹具一般都采用组合形式，关键在于定位的心轴和端面。在设计滚齿夹具时，应考虑以下原则：

1）设计夹具时应尽可能以齿轮的使用基准面作为加工基准面，定位基准面要求精确可靠，夹具、齿坯及机床工作台的旋转轴线应重合，心轴与工件孔的配合间隙要适宜，过大的几何偏心会增加被加工齿轮的齿距累积误差和齿形误差。心轴的径向跳动一般为0.003～0.005mm，定位端面和心轴的垂直度不大于0.005mm。

2）若心轴以夹具体锥孔为安装基准，心轴定心轴径有较高的同轴度要求，心轴定心轴径与锥孔的同轴度要求一般不大于0.005mm，且锥度必须与夹具体锥孔配磨。

3）夹具体的各工作平面、夹紧用的垫圈及压板的两端面应平行，一般平行度为0.005mm，且直径应小于工件齿根圆。

4）夹紧用螺纹以细牙螺纹为佳，心轴螺纹应磨削，螺母的螺纹必须与端面保持垂直，否则齿坯夹紧后将产生心轴的歪斜，从而引起被加工齿轮的齿向误差。

5）夹具体不宜过高，略高于机床刀架的最低行程即可。夹具体要有足够的刚性和夹紧力，以保证装夹时不致变形和加工过程中不产生振动、错位，这就要求支承面应尽量靠近工作台和工件齿根圆。若刚度不足，在加工过程中产生振动，影响齿面粗糙度。

图13-5 轴齿轮齿坯的校正

6）定位基准面要耐磨，以免过早丧失精度，一般淬硬60HRC，保证使用寿命。

7）超重夹具要有起吊装置（一般用吊环），以免磕碰、撞击。

8）夹具结构要简单，便于制造，并能保证安装时易于校正和更换。