設(shè)計(jì)夾具車削薄壁套筒

摘要：本文設(shè)計(jì)出薄壁類零件加工夾具來(lái)解決加工變形問題。

關(guān)鍵詞：薄壁套；專用夾具；增加剛性

前言

在生產(chǎn)過程中經(jīng)常會(huì)遇到薄壁套筒的加工。例如附圖1，因其結(jié)構(gòu)單薄、零件尺寸較大、環(huán)形截面復(fù)雜和材料切削性能差等問題，在保證加工精度和提高生產(chǎn)效率等方面較為困難。車削薄壁零件的主要問題是變形，而產(chǎn)生變形的主要原因是由于切削力和夾緊力等兩個(gè)重要因素所造成的。因此，在此類零件加工時(shí)，一般通過采取降低切削力和夾緊力的辦法來(lái)減少工件的變形。減少切削力、切削熱的主要方法是：合理選擇切削用量、合理選擇刀具的幾何角度、合理選擇刀具材料和切削液等；減少夾緊力的方法主要有：正確使用夾具改善或改變夾緊力對(duì)零件的作用。

1.實(shí)例分析

附圖1所示為不銹鋼套筒，最大外圓直徑為φ500，零件最薄處10mm。尺寸φ400m6、φ385H7尺寸精度要求較高，同時(shí)內(nèi)孔φ385H7、φ400m6對(duì)基準(zhǔn)的同軸度要求≤0.05mm，除此之外還對(duì)零件的表面粗糙度有較高的要求。為保證上述精度要求，為加工附圖1工件設(shè)計(jì)了一套夾具，使零件在加工過程中能夠克服零件剛性差、易變形、切削時(shí)振動(dòng)大等缺點(diǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率。

2.夾具結(jié)構(gòu)及使用方法

套筒專用夾具由支座1、定位圈2、壓塊組件3、壓圈4、壓鉤5、壓環(huán)6、中心支柱7、螺釘8、定位銷9及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)接件組成。

套筒加工及夾具使用步驟：

2.1以零件小端毛坯外圓和端面為定位粗基準(zhǔn)，以φ500毛坯外圓和端面為校正基準(zhǔn)，夾緊，粗車大端φ500外圓、端面及背部凸臺(tái)，留精加工余量單邊0.5～1mm；

2.2以已粗加工大端φ500外圓、端面為定位基準(zhǔn)，以背部凸臺(tái)為校正基準(zhǔn)，粗車小端φ420、φ400h6、φ380，留精加工余量單邊0.5～1mm；

2.3以粗車后零件小端外圓和端面為定位基準(zhǔn)，以φ500外圓和端面為校正基準(zhǔn)，夾緊，精車大端φ485外圓、端面及背部凸臺(tái)到尺寸；

2.4以精加工大端φ500外圓、端面為定位基準(zhǔn)，以大端背部凸臺(tái)和小端外圓及端面為校正基準(zhǔn)，夾緊，精車小端φ420、φ400h6、φ380及相關(guān)止口到圖紙尺寸；

2.5將支座1左側(cè)面定位，以外圓為校正基準(zhǔn)打表找正后裝夾在C650的四爪卡盤上；定位圈2卡進(jìn)支座1內(nèi)，位置對(duì)中后，裝入兩個(gè)定位銷9；

2.6待加工工件以尺寸φ400h6外圓定位，B面為支承，裝夾在夾具的定位圈2內(nèi)，并通過壓塊組件3在零件的C面夾緊；

2.7將壓圈4靠在被加工大端端面上，通過螺釘8支承在支座1上，并用壓鉤5拉緊零件凸臺(tái)面；分粗精加工車削內(nèi)孔各部到尺寸；

2.8拆除步驟6中的壓圈4、螺釘8、壓鉤5及相關(guān)夾具附件，將壓環(huán)6安放在零件已加工孔內(nèi)并靠緊，通過中心支柱7把壓環(huán)6連接并固定在支座1上；

2.9分粗精加工車削外錐面到尺寸，加工結(jié)束。

3.夾具使用注意事項(xiàng)

3.1支座1和定位圈2的裝夾精度對(duì)零件的加工質(zhì)量影響很大，故作為零件加工定位基準(zhǔn)的夾具基座（支座1和定位圈2組合）在車床卡盤安裝后，應(yīng)滿足定位圈2中尺寸φ400H7的徑向跳動(dòng)及其端面跳動(dòng)≤0.03mm；

3.2支座1和定位圈2相配孔的的配合關(guān)系為H7/h6，裝入兩個(gè)定位銷，以防止定位圈2在支座1內(nèi)竄動(dòng)；

3.3零件裝夾在夾具內(nèi)，應(yīng)以零件φ400h6內(nèi)孔定位，左臺(tái)階面（B面）為支承，和定位圈2相配孔的配合關(guān)系為H7/h6，并通過壓塊組件3在零件C面夾緊；

3.4壓塊組件內(nèi)裝有彈簧，以保證壓緊時(shí)工件受力均勻，并便于拆卸；

3.5車內(nèi)錐孔時(shí)，將壓圈4通過螺釘8支承在支座1上，保證壓圈4端面和零件φ500端面之間的間隙≥1mm，并用壓鉤5拉緊零件凸臺(tái)面，打表檢查壓圈4端面與零件φ500端面平行，保證拉緊力均勻作用在零件上；

3.6車外錐面時(shí)，通過中心支柱7將壓環(huán)6與支座1連接，擰緊相配螺母，保證壓環(huán)6和零件內(nèi)錐面貼合緊密，以增加零件的剛性。

4.結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明通過采用這套夾具，無(wú)論加工內(nèi)孔或外圓，在夾具上使用壓圈或壓環(huán)作為支承，能夠改善零件剛性，減少切削時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，保證了加工精度要求，提高了生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫習(xí)武，褚學(xué)寧.薄壁盤套類零件的裝夾規(guī)劃算法.上海交通，2011 45（9）.

[2]劉旭華.改善薄壁類套件加工質(zhì)量的方法.東北特鋼，2005（4）.

[3]何七榮，徐寧.不銹鋼薄壁套加工工藝改進(jìn).九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2009（12）.

作者簡(jiǎn)介：鄭貴峰（1979-），男，工程師，本科，主要從事冶金機(jī)械制造及設(shè)計(jì)工作。