數控車床液壓卡盤上實現軸管內形定位的夾緊方法

河南英威東風機械制造有限公司 （南陽 473000） 王 湛

1.設計思路

我公司是制造汽車輪轂軸管的專業廠家。最近在加工一種外貿汽車輪轂軸管時，我們遇到一種情況，該軸管如圖1所示。根據需要圖樣中尺寸未完全標出。作為汽車上的一種保安件，該輪轂軸管由熱鍛造沖壓成形，內形不需要機械加工，保持沖壓毛坯狀態。各外圓及大、小端面需要經過車削加工，達到圖樣的各尺寸要求。其中要求在大端內形φ73mm基準圓A處，控制軸向壁厚尺寸（31.7±0.15）mm，公差要求較嚴格。這個壁厚尺寸是從毛坯內形到外圓平面，不能使用游標卡尺或其他量具進行直接測量，需要加工完畢后在專用量具上進行測量。該軸管產品的其他尺寸要求較易保證。如何才能在加工時準確保證這個軸向壁厚尺寸，成為比外貿軸管加工的最大難點。

圖1

在設計加工工藝時，通常安排軸管各外圓在數控車床上最后一次精車完成。在精車各外圓時，如果我們能實現以φ73mm基準圓A為軸向定位基準，使（31.7±0.15）mm尺寸測量基準與定位基準相重合，同時在編制精車外圓程序時，以軸管E平面與軸管中心線交點作為程序原點來編制精車外形程序，從而使每個軸管在外圓車削時，E平面都能相對于定位基準車至同一位置，這樣就能在精車外形時直接保證該壁厚尺寸。

2.實際加工過程

常見的數控車床液壓卡盤前端結構如圖2所示。液壓卡盤本體中心處是封閉的，不像普通自定心卡盤中心處是有孔的。不能利用在主軸前端內孔處插入頂尖的辦法來實現內形定位。

如果只使用數控車床上配置的液壓卡盤，我們就只能實現夾緊工件。而不能同時實現既夾緊工件，又以φ73mm基準圓為軸向定位基準進行加工，如圖3所示。

工作時，先使定位軸D面與夾爪C面嚴密貼合，然后開起液壓卡盤開關，使液壓卡盤卡爪向內夾緊定位軸，即卡爪B面與定位軸A面貼合。然后將件4軸管如圖所示壓在定位軸上，并使用件5尾座頂尖將軸管沿軸向頂緊，使軸管φ73mm基準圓與定位軸φ73mm基準圓重合，即將軸管頂緊在定位軸端面上，定位軸又頂緊在卡爪端面上，從而實現了軸管沿軸向可靠定位，并且壁厚測量基準與定位基準一致。

圖2

然后，如圖4所示轉換液壓卡盤開關，使液壓卡盤卡爪向外撐緊軸管大端內形，即卡爪B面與定位軸A面分開，從而實現對軸管大端的夾緊。

這時，因為3個卡爪同時向外均勻移動，并且定位軸被尾座頂尖向前的作用力壓緊在軸管φ73mm基準圓與卡爪C面之間，所以定位軸不會跟著卡爪發生錯動，影響軸管軸向定位。液壓卡盤卡爪向外夾緊軸管以后，啟動以軸管E平面與軸管中心線交點作為程序原點編制的精車外形程序，開始精車軸管外形。

圖3

圖4

軸管精車外形后（見圖3），先用液壓卡盤卡爪向內夾緊件3定位軸，即卡爪B面與定位軸A面貼合，夾爪與軸管大端內形接觸面脫開，松開軸管大端。同時卡爪又夾緊了定位軸，不會使定位軸脫落。同時為裝夾加工下一個軸管做好了準備。然后，向后退出尾座頂尖，松開軸管小端，卸下軸管，軸管精車外形工序完成。

這種加工工藝方法實現了壁厚尺寸測量基準與車削定位基準相重合。經過加工幾萬件該外貿軸管產品的生產實踐，證明了這種工藝方法使用夾具簡單方便，既不需要對現有的數控車床液壓卡盤結構進行修改，又保證了軸向定位可靠，夾緊牢固，加工出來的軸管壁厚尺寸穩定，完全保證了圖樣的要求，較好地滿足了生產的需要。同時這種方法也適用于安裝了外購的氣動卡盤的數控車床。同時也為其余產品在數控車床以內形定位進行加工提供了一種有效的參考方法。