汽車后橋角矢在數控車床上加工的裝夾方案設計

汽車后橋角矢批量生產，原來的加工工序是：粗車—粗磨—熱處理—精磨。其粗磨工序加工效率低，加工時間長，并且造成砂輪的浪費，生產成本高。現改為在全功能數控車床上以兩頂尖裝夾，無需雞心夾頭，完全依靠摩擦力帶動工件旋轉以車代磨，不但很好保證了工件的形位公差，提高了生產效率，并且大為節約了生產成本。

一、精車加工工藝分析

精車工序加工面的位置很重要，是零件的重要裝配面。

如圖1所示：上道粗車工序已把工件輪廓基本加工成型，其中70.4mm、65.4mm外圓分別為軸承裝配位置及油封裝配位置，尺寸精度要求高，與工件徑向設計基準工件軸心線的圓跳動誤差須保證在0.02mm以內。兩外圓加工表面在上道工序留有0.5mm余量。105mm外圓的右臺階面為軸承的軸向裝配定位面，上道工序留有0.2mm軸向余量，與工件徑向設計基準軸心線的垂直度誤差需保證在0.02mm以內。以上各表面的加工安排在全功能數控車床上完成。

二、確定裝夾方案

方案采用兩頂尖裝夾，裝夾精度高，為保證本道工序零件加工的各形位公差要求，確定工件的軸線和左端（設計基準）為定位基準。兩頂尖裝夾，以兩中心孔的錐面為定位基準面。工件左端在上道工序中，中心部位車出70mm的沉底，作為本道工序的軸向裝夾定位面，與圖2所示的定位套右端的四個小凸臺緊密接觸，帶動工件旋轉。

三、前頂尖及定位套設計

第一，精磨定位套左右兩端面，保證裝夾精度。

如圖2所示，定位套左端面與60mm的內孔及60°內錐面和44mm通孔在一次裝夾下完成加工。保證了定位套左端面與60mm的內孔及60°內錐面和44mm通孔垂直度要求。定位套左端面在上平面磨床上精磨，再以此平面定位精磨右端面四個小凸臺面，保證右端小凸臺面與各內孔的垂直度，從而保證前頂尖的工件裝夾精度。

第二，采用彈性前頂尖，保證軸向定位準確，使其接觸摩擦力生效。

由于生產汽車后橋角矢為成批生產，如圖2所示，44mm通孔設計是為了使前頂尖從通孔中伸出頂入加工工件的中心孔，采用彈性頂尖具有伸縮性。這樣不管成批工件的中心孔的深淺情況如何，都可以保證定位套右端小凸臺面與工件70mm的沉底面緊密接觸保證軸向定位準確，使其接觸摩擦力生效，帶動工件旋轉。

第三，定位套右端小凸臺面設計，接觸面積小，周向范圍小。

定位套右端小凸臺面與工件的左端接觸面積小，更好的保證軸向定位精度，周向均布范圍直徑為51mm，靠近工件中心，進一步保證工件軸向定位精度（工件左端面越接近中心處，端面圓跳動誤差值越小）。為保證具有一定的摩擦力，采用四個小凸臺設計，放棄三點接觸設計。右端小凸臺面周向均布范圍直徑亦不宜過小，否則造成與工件軸向定位裝夾面摩擦力不夠，不能帶動工件旋轉及承受切削力。

第四，定位套60mm內孔與前頂尖60mm圓柱面采用間隙配合，保證徑向定位精度。

第五，定位套左端面方缺口槽，與車床主軸上的定位銷相配，防止定位套周向位移。

四、采用機床及后頂尖設計

設計方案采用全功能數控車床液壓尾座使后頂尖頂住工件中心孔，用軸向力作用于工件左端定位面，抵住定位套的四個接觸點產生摩擦力，保證軸向定位準確，并使設計基準與定位基準及編程基準重合。

五、結論

實踐證明，此套裝夾設計方案，采用兩頂尖裝夾具有很好的裝夾精度，無需雞心夾頭，完全依靠摩擦力帶動工件旋轉，減少了裝夾輔助時間，提高了生產效率，適用于成批生產，并做到了基準統一，起到了以車代磨的效果，節約了生產成本。同類型的軸類工件在車床上的精加工，亦可采用此套裝夾設計方案，具有一定推廣價值。

參考文獻：

[1]黃云清.公差配合與測量技術[M].北京:機械工業出版社，2006.

[2]韓鴻鸞.數控加工工藝學[M].北京:中國勞動社會保障出版社，2005.

[3]許兆豐.車工工藝學[M].北京:中國勞動社會保障出版社，2005.

（作者單位：湖南化工職業技術學院）