簿壁殼體零件加工工藝及夾具設計

李銀玉，吳敬

(沈陽工學院，遼寧沈陽110005)

1 零件分析及加工難點分析

公司加工一批零件如圖1 所示。該零件為ZG35材質，零件總高度mm，大端面外圓直徑為mm，小端面直徑為φ100 mm，小端面內徑mm，大端面法蘭上設置6 個mm孔，大端面、小端面及小端面內孔精度為Ra1.6 μm，大端面、小端面與零件的軸線垂直度為0.03 mm。該零件的加工難點: (1)該零件屬于薄壁零件，加工過程中易出現變形; (2)6 個φ10 mm 孔有偏差要求，精度高，且要求6 孔均布，常規加工必須提供鉆孔夾具來保證; (3)保證大端面及小端面與零件軸線垂直度要求，必須一次裝夾加工完成。

圖1 零件結構圖

該零件加工工藝:(1)鑄造成型;(2)調質處理;(3)車加工，加工大端面、大端面外圓、小端面和小內孔，采取防變形措施; (4)鉆大端面6－φ10 mm 孔，采用鉆孔夾具。

2 車加工及防變形措施

在臥式車床上加工零件大端面、小端面及小內孔部位，利用三爪卡盤裝卡。一次加工完成，保證同軸度和垂直度。為防止零件薄壁變形，采用簡易脹套，見圖2。加工前將脹套裝入零件大孔中，調整螺栓長度，使脹套外圈膨脹，支撐零件內孔，保證零件在加工時不變形。

圖2 車加工安裝簡易脹套示意圖

3 孔加工及鉆孔夾具設計

圖3 鉆孔夾具結構示意圖

夾具由夾具體、短軸定位銷、輔助支撐桿、鉆模板、螺紋夾緊等組成。

夾具定位采用短軸和面定位，零件小端面與短軸上的臺階構成面定位，短軸與零件小孔構成孔定位，限制5 個自由度。鉆模板落在零件大端面上，作鉆孔引導件，控制零件鉆孔精度。短軸上的螺栓和螺母構成夾緊裝置，夾緊零件。3 個輔助支撐支撐零件底部，防止鉆孔時受力而變形。

輔助支撐見圖4，由輔助支撐桿4、滑柱3、螺栓套筒2 和調整螺栓1 等組成。螺栓套筒與夾具體為螺紋連接。調整螺栓1 移動，推動滑柱移動，頂住輔助支撐桿4，靠摩擦力控制輔助支撐桿移動。當未安裝零件時，3 個輔助支撐桿處于放松狀態，且由于底部壓縮彈簧的作用使支撐桿處于較高位置。當安裝零件時，將零件小端內孔放入短軸中定位，隨著零件緩緩放下，輔助支撐桿被壓下，當完全定位后，擰緊調整螺栓1，將3 個輔助支撐桿自鎖鎖死，輔助支撐頂住零件，實現支撐作用。

圖4 輔助支撐結構示意圖

鉆模板由鋼板和鉆套組成，鋼板采用45 材質，調質處理。鉆套采用國標系列，與鉆模板配合為過盈配合。鉆模板底部加工成內凹面，與零件大端面外圓形成止口配合，內凹面止口尺寸為φ340 ±0.018 mm。見圖5。鉆模板中間螺孔與短軸螺桿之間留較大間隙，保證夾緊螺桿和鉆模板互不干涉。鉆模板與零件大端面外圓采用止口定位，有效保證了6 個孔與零件軸線的同軸度。

圖5 鉆模板與零件安裝示意圖

4 結束語

針對圓形薄壁殼體零件加工難點，采用簡易式脹套，在臥式車床上加工大端面、小端面和小內孔，解決了裝夾加工變形問題;設計專用鉆孔夾具，利用鉆套作引導件，控制鉆孔精度;在夾具體上設置3 個輔助支撐，支撐零件底部，提高零件剛度;輔助支撐采用斜面自鎖式，使用方便，夾緊可靠。

采用夾具進行加工，解決了零件薄壁變形問題，保證了零件加工尺寸精度和位置精度，為順利完成加工任務奠定基礎。

［1］鄧修本．機械制造工藝學［M］．北京:機械工業出版社，2005．

［2］陳旭東．機床夾具設計［M］．北京:清華大學出版社，2010．

［3］李煥朝，胡增建，張雷．某簿壁零件車削加工工藝研究［J］．金屬加工:冷加工，2014(5):32－33．