剃齒刀是齒輪的精加工刀具，其結構如圖1所示。在粗、精車剃齒刀各部並拉鍵槽和滾齒形后的工序為鑽退刀孔，其示意圖如圖2所示。傳統的加工方法是在ZA125機床上，利用手動螺栓夾緊和手動撥齒操作來完成加工過程。雖然夾具簡單，但生產效率低，勞動強度大。尤其是在批量大時，就更顯其弊端。為此研製了鑽剃齒刀退刀孔的自動化裝置。它能對被加工的不同規格剃齒刀實現正確的定位、夾緊和撥齒等動作，在一次裝夾中連續自動加工幾十個退刀孔。
剃齒刀結構圖
剃齒刀退刀孔的示意圖
2 自動化裝置要點
(1)工件的定位及定位誤差的計算
鑽剃齒刀退刀孔的工序採用一面兩銷定位。定位面與剃齒刀的基面相接觸，圓柱銷與剃齒刀的中心孔相配合，撥銷與剃齒刀的刀齒相嚙合。它們共同消除六個自由度，實現了完全定位。如按圖3建立坐標系，則定位面消除沿z軸的移動和繞x軸、y軸的轉動，圓柱銷消除沿x軸和y軸的移動，撥銷消除繞z軸的轉動。
坐標系的建立
如圖2所示，在鑽剃齒刀退刀孔的工序中，對工序尺寸D±0.2，工序基準和設計基準均為o點，基準不重合誤差ΔJB＝0，定位誤差ΔDW中只有基準位移誤差ΔJW＝δD+δd＋Δmin。定位誤差計算的示意圖如圖4所示。
ΔDW=ΔJW+ΔJB=δD+δd+Δmin+0
=0.046+0.017+0=0.063＜零件公差/3
［0.2-(-0.2)］/3=0.133
即能滿足工序尺寸D±0.2的加工精度要求。
工序尺寸d１由定尺寸刀具(鑽頭)保證。
(2)工件的夾緊及液壓缸直徑和螺紋中徑的計算
鑽剃齒刀退刀孔時採用螺栓夾緊，動力由液壓裝置提供。如圖5所示，夾緊力F作用在剃齒刀的非基準面上，且垂直定位基面。設加工中產生的軸向切削力為P，扭矩為M。
設欲使工件不反倒所需的夾緊力為F１，則
（1）
R＝D／2；
r—定位面與定位元件的接觸半徑。
設欲使工件不轉動所需的夾緊力為F2，則
(2)
式中：f—摩擦係數。
夾緊力
（3）
式(3)即為計算液壓缸直徑D大和螺栓的螺紋中徑D中的依據。
（4）
式中：d小—活塞桿直徑，d小＝（0．3～0．5）D大；
p—單位面積的壓力，p＝10個大氣壓。
將式(3)代入式(4)，可求出液壓缸直徑D大和活塞植直徑d小。
4F／（πD中）［σ］［2］ （5）
式(5)中［σ］為許用應力。
將式(3)代入式(5)，可求出螺栓的螺紋中徑D中。
(3)工件的傾斜及轉動體傾斜角度β』的計算
剃齒刀的退刀孔與剃齒刀的基面不垂直，所以自動化裝置應具有能夠和定位基面一同傾斜不同角度的機構，此轉動機構與液壓缸做成一體。在轉動體上設計出能夠準確反映剃齒刀傾斜角度的刻度尺。加工不同螺旋角的剃齒
