摘要（yào）: 介紹了用於齒輪加工工（gōng）廠的工位器具的（de）優化設計思想。以（yǐ）簡約、高效、低成本為原則，通（tōng）過合理設計工（gōng）位器（qì）具（jù）的整（zhěng）體結構，製造出（chū）完全符合工（gōng）藝要求，滿足（zú）用（yòng）戶需求的工位器具。
 
       關鍵詞: 齒輪加工; 整體結構; 工位器具
 
       根據用戶的要求（qiú）設計製造一（yī）批供用（yòng）戶在生產現場周轉用（yòng）和供倉庫發貨用的工位器具。用戶（hù）生產的零件（jiàn）種類多，批量大，需（xū）要（yào）批（pī）量製造工位器具，所（suǒ）以要（yào）求在保（bǎo）證剛性的前提下，盡量降低每件工位器具的成本，降低用戶投入。
 
      通過現場查（chá）看，用戶現（xiàn）場（chǎng）使用的一些工位器具基（jī）本都是一（yī）些整體式的貨箱，零件全部堆放在貨箱內，沒有針對零件的保護（hù）措施，這樣（yàng）在零件轉運（yùn）過（guò）程中，很容易（yì）產生磕碰劃傷，對零件質量造成損害。所以，我（wǒ）們需要（yào）設計出一些（xiē）工位器具，既能盡量（liàng）多的放置零件，又能避免零（líng）件在轉運（yùn）的過程中出現（xiàn）磕碰劃傷。
 
      1 、項目設計思路
 
      在設計過程中（zhōng），通過和現場使用者溝通，總結出如下一（yī）些（xiē）工位器具的設計思路:
 
      ( 1) 保證零件在（zài）運輸過程中不產生磕碰傷;
      ( 2) 在減小其（qí）外形尺寸的前提下，盡量多放零件;
      ( 3) 一種貨架盡量放多種零（líng）件，提高通用性;
      ( 4) 保 證 可 叉 ( 叉 車 運 輸) ，可吊 ( 起 吊 運輸) ，可垛( 能夠堆垛) ;
      ( 5) 保證操作者取用零件方便、安全，且外形美觀，大方，實用;
      ( 6) 在保（bǎo）證強度的前提下（xià），盡量使用較小規格的材（cái）料以降低成本。
 
      經過（guò）和用戶溝通，按照（zhào）工位器具的功能和需要（yào）放置的工（gōng）件進行分（fèn）類，總共（gòng）需要設計製造 80 多種工位器具，總數量達數千件，所以需要考慮采用何種主體材料才能夠滿足工位器具的使用要求，此（cǐ）種材料容易采購，且成本相（xiàng）對低，因此我們考慮采用有限元分析方法確定部分參數。
  
  

     
      圖 1  60 mm × 60 mm 的方鋼框架式工位器具
 

      圖 2  40 mm × 40mm 的方鋼框架式工位（wèi）器具
 
     圖1 所示的工位器具使用 60 mm × 60 mm 方鋼製（zhì）作框架，但未加筋板，整（zhěng）個框架為長方形結構。利用有限元軟件可以分析（xī）出在 A、B 中點處為受力變形（xíng）量最大的（de）位置（zhì）。
 
     圖 2 所示的（de）工（gōng）位器具采（cǎi）用 40 mm × 40 mm 方鋼製作框架，如果（guǒ）不加任（rèn）何筋板，利用有限元軟件分析受力變形情況，A、B 中點處仍為受力變形最大點，相對於 60 mm × 60 mm 方（fāng）鋼製作的工位（wèi）器具，受力變形量增大。如果在（zài）圖（tú）中位置 4 處加上筋板，經過有限元軟件受力（lì）分析，發現（xiàn）變形量減小不理想。如果（guǒ）在圖中位置 1 處加上筋板，經（jīng）過受
力分析，發（fā）現變形量明顯減小，與使用 60 mm × 60mm 方鋼製作的工位器具情況相當。
 
     經過上述分析得出結論: 采用 40 mm × 40mm 方鋼，並在關鍵位（wèi）置加三角筋板，可以滿足工位器具整體（tǐ）剛性要求，且用料最經濟，所以全部工位器具的主體結構都（dōu）采用此種形式。
 
     2、 項目分類（lèi）實例
 
     2． 1 錐齒盆角齒輪大輪貨架
 
     圖 3 所示為（wéi）錐（zhuī）齒盆角齒輪大輪貨架示意圖，主要用（yòng）於各工位之（zhī）間的轉運（yùn），以及在倉庫（kù）內的存放。
 
     貨架采用 40 mm × 40 mm 方鋼加筋板的主（zhǔ）體結構，可以兼（jiān）顧全部錐齒（chǐ）盆角齒輪大輪（lún），通用性非常好。一個貨架最多可以放置 44 個零件; 四個互成 90°的（de）垂直鋼板焊接在框架上，同時在每（měi）一個支撐位置與水平方（fāng）向成（chéng） 15°斜角焊接一個 V 形圓（yuán）鋼（gāng），用來支撐分（fèn）隔工件，保證零件在運輸過程中不（bú）受到磕碰傷（shāng）。配置堆垛用支撐鋼板保證可垛，配置起吊鉤保證可以起吊運輸，叉車可以叉住下部橫向方鋼進行轉運。
  
  

     
      圖3 錐齒盆角齒輪大（dà）輪貨架示意圖
 
      2． 2 錐齒盆角齒輪上線配對架
 
     錐（zhuī）齒盆角齒輪分為大（dà）輪和小輪，大輪和小（xiǎo）輪需（xū）要一一對應進行裝（zhuāng）配，所以（yǐ）用戶需要明確標識，能（néng）夠很快識別一一配對（duì）的大小輪。圖 4 所示為錐齒盆角齒輪上線（xiàn）配對架（jià）示意（yì）圖，主要是針對上麵所述的用戶裝配要求，以及轉運的要（yào）求（qiú）而設計製造的貨（huò）架。
 
     貨架（jià）的主體結構和錐齒盆角齒（chǐ）輪大輪貨架基本相同，完全具備了大輪貨架所具備的優點，同時（shí）在貨（huò）架頂（dǐng）部橫撐上焊接了一（yī）塊整體鋼板，鋼板上安裝了一些定位襯套，用（yòng）來（lái）安裝錐齒盆角齒輪小輪，為了方便用（yòng）戶裝配時大小輪一（yī）一對（duì）應的要求，分別（bié）在立撐和頂（dǐng）部鋼（gāng）板對應位置配置（zhì）標牌，用來標識大小輪一一對應的關係。
 
     2． 3 錐齒盆角齒輪小輪貨架
 
     圖5 所示為錐齒盆角齒輪小輪貨架示意圖，主要用於各工位之間的轉運，以及在倉庫內（nèi）的存放。
  
  

    
     圖 4 錐齒盆角齒（chǐ）輪上線配對架
  
  

    
     圖 5 錐（zhuī）齒盆（pén）角齒輪小輪貨架示（shì）意圖
 
     貨架采用 40 mm × 40 mm 方（fāng）鋼的主體結構，采用梯形框架結構，可以兼顧全部錐齒盆角齒輪小輪，通用（yòng）性（xìng）非常好。一個貨架最多可以放置 96個零件，兩個與水平方向成 75°的鋼（gāng）板焊接在框（kuàng）架上，同時在鋼板上的每（měi）一個支撐位（wèi）置與水平方向成 15°斜角，配置一個尼龍襯（chèn）套，用（yòng）來支撐分隔工件，保證零件在運輸（shū）過程中不受到磕碰傷。配置起吊鉤，便（biàn）於起（qǐ）吊運輸，叉車可以（yǐ）叉住下部橫向方鋼（gāng）進行轉運。
 
     2． 4 帶內孔齒輪通用貨（huò）架
   
     圖 6 所示為（wéi）帶內（nèi）孔齒（chǐ）輪（lún）通用貨架示意圖，主（zhǔ）要用於各工位之間的轉運，以及在倉庫內的存放。
 
     貨架采用 40 mm × 40 mm 方鋼加（jiā）筋板的主體結構，可（kě）以兼顧所有（yǒu）帶（dài）內孔的齒輪，通用性（xìng）非常好。下部配置交叉的橫撐，橫撐上焊接垂直鋼（gāng）管，用來定位和支撐零件，保證零件在運輸過程中不受到磕碰傷。一個貨架（jià）最多可以放置 15 個零件。配置支撐鋼板便於堆垛，配置起吊鉤，便於起吊運輸，叉車可以叉住下部橫向方鋼（gāng）進行轉運。
 

     圖 6 帶內孔齒輪通用貨架
 
     3 、結論

       本項目采用先進的有限（xiàn）元分析軟件（jiàn），對（duì）主體結構進行了精確有效地分析，采用（yòng）最經濟且剛性好的框架結（jié）構，滿足了工位器具（jù）的要（yào）求。批量生產（chǎn）中，剛性可靠，成本低，技術水平和實際性能指（zhǐ）標（biāo）得到顯著提（tí）升，得到（dào）了用戶的好評（píng）。本項目（mù）中主要包（bāo）含四大類工位（wèi）器具，已經基本涵蓋了（le）所有齒輪類（lèi）零件，錐（zhuī）齒盆角（jiǎo）齒輪大輪對應直徑大且不帶（dài）內孔的齒輪; 錐齒盆角齒輪（lún）小輪對應不帶內（nèi）孔的軸類（lèi）齒輪; 錐齒盆角齒輪上線配對架對應需要（yào）一一對應配對安裝的齒（chǐ）輪; 帶內孔齒輪通用貨架對應所有帶內孔的圓盤類齒輪（lún）。此項目非常適合於齒輪加工廠的（de）工位器具的整體策劃、設計、製造，同時對（duì）於批量生產的軸類（lèi）、盤類零件的工位器具也有極大的借鑒和參考作用。