利用二爪卡盤設計偏置卡爪加工直角管接頭

賈政宇 教傳艷 沈陽工學院機械與運載學院

利用二爪卡盤設計偏置卡爪加工直角管接頭

賈政宇 教傳艷 沈陽工學院機械與運載學院

采用標準車床的二爪卡盤，設計偏置卡爪，增加定位板和定位螺釘，實現六點定位，改變夾緊部位，增強定位夾緊功能，解決了加工直角管接頭零件的難題。擴大了機床加工范圍，改善了加工性能。

卡爪 車床 加工

在航空液壓系統中，使用的直角管接頭零件，對中心距尺寸要求較高，采用常規的車床加工方法往往不能滿足要求，常用車床卡盤為三爪或四爪，根本無法加工，采用二爪對心卡盤，加工直通管接頭零件較合適，不適于加工直角管接頭零件。認真研究直角管接頭零件結構和二爪卡盤特點，對卡盤上的卡爪進行改進設計，在卡盤上增加附件，實現六點定位，解決了加工直角管接頭零件的難題。

1 零件分析及卡爪設計結構

直角管接頭零件均為精密鑄造毛坯，外觀尺寸較好。直角兩邊端部均加工成絲扣，用于連接管路，兩邊端口平面距另一邊中心線尺寸存在公差±0.1mm，要求加工時定位要準確。標準二爪卡盤，卡爪夾牢后，可以保證直角管接頭零件，垂直于卡盤的一邊垂直，但不能保證平行邊的端口平面與垂直邊中心距離尺寸準確。設計偏置卡爪。卡爪頭部分偏置部分和非偏置部分，偏置部分平行卡盤加工半圓凹面，與零件平行邊絲扣下部圓狀外部接觸，構成定位副和夾緊副。非偏置部分上部加工螺孔安裝定位螺釘，與零件垂直邊圓狀外部接觸，構成定位副。采用XR6136P數控車床，將原卡盤上標準二爪卸下，安裝偏置二爪卡爪，再對卡盤進行適當修改設計，就可以加工直角管接頭零件了。

2 加工直角管接頭零件二爪卡盤設計結構

利用原車床二爪卡盤，拆下原卡爪，換上偏置卡爪，安裝定位支撐板，對面設置配重塊，具體結構見圖1。1卡盤底座，采用原卡盤；2偏置卡爪；3定位螺釘，安裝在卡爪非偏置部分中心線上；5定位板，用于控制直角管接頭零件平行卡盤邊端口至垂直邊中心線距離；6配重塊，用于平衡偏重。卡爪采用45號鋼，調質處理，表面淬火處理，增加耐磨性。卡爪齒形連接部位，采用線切割，保證尺寸，其余部分通過銑床加工和磨床加工完成。配重塊設計成圓形，便于加工和安裝。重量通過動平衡確定。

3 安裝使用

將卡盤按照設計要求加工安裝定位板和配重塊的螺孔。安裝偏置卡爪；安裝定位板和配重塊；將定位螺釘安裝在偏置卡爪上；將卡盤安裝在機床主軸上。

直角管接頭零件安裝在卡爪上后，卡爪偏置部位上的半圓凹面接觸其平行邊絲扣下部圓形毛坯部位，即構成定位，可以視為短軸—孔定位，形成二點定位，限制2個自由度，又是夾緊部位，構成夾緊。卡爪非偏置部位上的定位螺釘與直角管接頭零件垂直邊圓形毛坯部位接觸構成點定位，限制1個自由度。直角管接頭零件平行邊端口平面與定位板接觸，構成平面定位，限制3個自由度，共構成六點定位，定位板的位置可以隨零件直角邊的尺寸變化而變化，保證接頭端面與另一邊中心線尺寸準確。

首件加工，轉動卡盤，讓定位板轉到下方，零件平行卡盤平面邊端口緊貼定位板平面，旋轉卡盤外圓上絲扣，卡爪向里移動，卡爪偏置部分稍稍夾緊零件圓形管段毛坯，調整卡爪上定位螺釘位置，轉動卡盤找正，確認零件垂直邊管段垂直于卡盤，鎖緊定位螺釘。再一次移動卡爪，完全夾緊零件。

首件加工完成后，定位螺釘和定位板位置不動，后續加工僅更換零件即可。

通過實驗，該設計完全可行，加工出的零件尺寸完全合格，且使用也方便。

圖1 偏置卡爪卡盤及安裝簡圖

4 結語

利用原機床卡盤，作一定的修改，擴大了加工范圍，機床利用率提高。

若直角管接頭零件尺寸變化，可以調整定位板位置，安裝時定位板平面與卡盤中心的距離尺寸必須保證，才能保證零件一邊端口平面到另一邊中心線尺寸準確。

該設計簡單，加工安裝較方便，操作使用靈活，可以借鑒。

[1]曾正明，吳清寒，等.機械工程材料手冊[M].北京：機械工業出版社，2003

[2]蔡春源，汪愷，等.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2000

賈政宇（1997-），男（漢族），遼寧省大石橋市人，沈陽工學院，學生，專業：16機械電子工程，研究方向：機械設計、電氣控制、單片機應用。

教傳艷（通訊作者）（1982—），女（漢族），遼寧省沈陽市人，沈陽工學院，講師，碩士，研究方向：計算機基礎教學研究、虛擬現實技術、計算機輔助機械設計。