淺析楔緊式夾具應用與設計

摘要：筆者結合自己實際工作，通過選擇鋁合金風葉作為實驗器具，分析了徑向夾持薄壁零件完成車削，在去除了夾緊力以后，因為受到薄壁零件徑向彈性存在著變形的回復進而車削大大的降低了其精度。故而在生產過程中總會出現車削件作廢的不良現象，通過鋁合金風葉案例的分析，主要介紹了一種楔緊式夾具，此種夾具優點主要在于能夠準確定位，同時拆、裝工件的過程也比較簡單便捷，所以在整個加工生產中起到了提高產品的質量和生產效率的作用。

關鍵詞：定位 車夾具 夾緊 徑向彈性力

在薄壁套零部件的整個切削加工制作的過程之中，如何防止工件隨著夾緊所產生的變形問題，是困擾當前夾具設計者的一道難題。本文以鋁合金風葉壓鑄件為例，做個簡單的分析，通過實驗我們不難看出，鋁合金風葉壓鑄件的內孔必須經過車削至直徑500+0.035mm，而壁的厚度僅僅是3mm，通常還會設計一個帶磁鋼的磁軛，形成一個無刷直流風機的外轉子。然而該怎樣采用夾緊方式車削的類型，使夾緊力在消除之后被車削內孔沒有變形，選取夾緊方式車削的類型是此道工程中最難解決對的問題。所以說預防工件因夾緊而發生不必要的變形，是整個薄壁套類零件的切削制造和操作的過程中，最應值得引起工作人員重視的關鍵性問題。

1 定位、夾緊分析

通過鋁合金風葉壓鑄件我們能夠清楚地看到，通常人們都不會直接采用直徑55mm外圓進行定位的，因為如果直接采用直徑55mm外圓進行定位，一來該外圓型腔位于定模，二來直徑500+0.035mm內孔型芯位于動模，這樣就會出現其同軸度在直徑0.2mm以上，很難取得良好的效果。確保外圓直徑500+0.035mm內孔以及直徑1130-0.16mm同軸度的要求，針對軸流風機的具體工作來說，風葉的動平衡指標是確保風機正常運行的關鍵性之所在。

選用直徑1130-0.16mm外圓進行定位，原因在于直徑1130-0.16mm外圓型和直徑500+0.035mm內孔型芯同處動模，因此采用直徑1130-0.16mm外圓進行定位相對比較合理。當車削工作完成后取下風葉，如果發現以前本來合格的直徑500+0.035mm尺寸因為徑向夾緊力的消除而出現了回彈變形，此類現象的產生就是因為我們直接裝夾了直徑1130-0.16mm外圓，這就是導致風葉作廢的直觀原因。

2 夾具結構及工作原理

從上述的分析過程中我們可以得出一套比較合理而經濟的構造方案，即為：通過直徑1130-0.16mm外圓風葉進行合理的定位，憑借各葉片的最高點即軸向進行夾緊。在工作中我們可以獲得壓鑄件3對葉形的一致性持有極好的效果，而且置于葉面的3處最高點尺寸同樣保持優越的一致性、合理性，這是因為此類良性效應的產生基于該風葉動模型芯、壓鑄模定上相應的3對葉形曲面以及分型面統統由加工中心所銑出。

在實際工作和應用中，夾具體定位的部分我們僅留效圓弧配合段，其他部分可以視為次要而銑去，這樣做的目的是為了便于工作時的裝夾以及緩解不必要的重量。斜楔塊斜面角度定位3°，這是為了自鎖程序能夠得到相應的保證。進入自鎖狀態的具體工作是：第一，裝夾。第二，在夾具體所對應的尺寸處將風葉直徑1130-0.16mm外圓進行定位，即：間隙配合。第三，將風葉進行順時針的轉動，驅使3個葉片的3個最高點一并在斜楔塊的斜面區域內出現，同時和斜楔塊的斜面區域相互接觸直至達到擰緊的程度，這樣做的效果是將夾緊力的方向進行了改變，以軸向夾緊替換傳統的徑向夾緊。因為風葉所承受主切削力的方向和風葉旋緊方向始終是一致的，所以在開動車床進行車削加工的時候，風葉在車削的整個過程中一直不會發生松動的現象。車削工作完成以后，同時把3個葉片的3個最高點退出斜楔塊斜面鎖緊區的方法是逆時針的將風葉進行轉動，因此軸向壓緊力就會隨之消除，我們就可以直接將風葉從中取下。

風葉直徑500+0.035mm內孔車削完成以后取下的風葉，是風葉在受單一軸向壓緊力狀態之下進行車削，這樣產生的效果是風葉徑向沒有變形、尺寸同樣也沒有變化。這一點值得我們引起特別的關注。

3 拓展應用實例

軸向楔緊式車夾具除了上述介紹的車削外，還具有一些不便于徑向夾緊的薄壁零件的車削所含的特點。車削軸流式風機機殼零件，前提是需要車削軸流式風機機殼零件軸承室內孔達到直徑160+0.021mm、止口達直徑450+0.035mm以及深度達到8mm。如果利用軟爪夾持直徑48mm外緣，那么工件將會出現彈性變形同時會進一步的大大降低精度要求，這種現象的產生將會在消除夾緊力之后出現。

如果我們利用軸向楔緊式機殼車夾具，那么進入自鎖狀態的程序為：第一，采用直徑113mm內緣定位進行裝夾。第二，將機殼進行順時針轉動。第三，外緣四方兩對應處一并進入斜楔塊的斜面區域。第四，外緣四方兩對應處與斜楔塊的斜面區域相互間接觸直至達到擰緊的程度。這樣一來我們就用軸向夾緊替換了傳統的徑向夾緊的方式。當逆時針退出機殼時即可認為車削工作已經成功的完成了。

通過以上整套思路的分析以后，我們不難從中可以總結出這樣的一個經驗，如果軸向楔緊式車夾具的楔緊塊由螺旋壓板夾緊機構替換，操作和運行起來時的損耗不僅相繼增大，而且也大大的延長了工作時的時間。這樣做雖然可以勉強的說通，但與軸向楔緊式車夾具的楔緊塊相比較就是既不理想又又不經濟的選擇了。

4 結束語

經過整篇文章的詳細介紹和分析，我們可以看出軸向楔緊式車夾具與三爪卡盤相比較，軸向楔緊式車夾具具有以下幾個優點：

①軸向楔緊式車夾具定位、夾緊可靠。

②軸向楔緊式車夾具裝、拆工件方便、快捷。

正因為軸向楔緊式車夾有了上述的幾個特點，所以在很大程度上提高了生產效率，產品合格率也相應的有了一個明顯的增值點。與此同時，我們應當清晰地認識到軸向楔緊式車夾具也有值得注意的一面，即為：車削件應以精密的如壓鑄件、注塑件等鑄件為宜，這樣做的意圖在于應與車削件相應尺寸保持較好的的一致性。

參考文獻：

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