薄壁套筒零件的夾具設計

盧開斌

（建東職業技術學院，江蘇 常州 213022）

1 零件的分析

零件圖如圖1所示。

圖1 零件圖

（1）加工方法的選擇。此件為薄壁套筒零件，主要加工表面為孔和外圓表面。左段的外圓直徑為10.7mm，公差0.1mm，粗糙度Ra1.6。內孔直徑為10mm，公差0.1mm，粗糙度Ra3.2。單邊壁厚基本尺寸僅為0.35mm。加工過程中如何防止變形是保證加工精度的關鍵因素，內、外表面加工根據精度要求選擇車削。

（2）工件安裝方法分析。由該零件的加工難易程度可知除以上分析的薄壁部分，其余各部分加工都比較容易，不是文章的關注點，重點是如何防止薄壁段在加工過程中變形。內外圓表面加工分在幾次安裝中進行，先終加工孔，然后以孔為精基準最終加工外圓。這種方法由于所用夾具（心軸）機構簡單，且制造和安裝誤差小，因此可保證較高的位置精度，在套筒加工中一般多采用這種方法。

2 夾具設計

（1）問題的提出。本夾具主要用來左段直徑為10.7mm，公差0.1mm，粗糙度Ra1.6的外圓表面，外圓表面與內孔有一定的技術要求。因單邊壁厚只有0.35mm，因此在本道工序加工時除了要滿足技術要求外，還應該防止加工變形，提高加工效率，降低勞動強度。

（2）心軸結構形式的選擇。根據本零件的結構形式可知，其定位方式有圓柱心軸和過盈配合心軸。圓柱心軸為間隙配合的定位心軸，制造簡單，工件裝卸方便，但由于配合間隙的影響，定位精度不高，容易產生同軸度誤差，而且因為工件壁厚只有0.35mm厚，在切削力的作用下極易發生撕裂工件的現象，不易采用。

過盈配合心軸有較小的圓錐度，可依靠錐度的自鎖力定位，加工完成后，采用后螺母的螺旋力，克服工件對心軸的包緊力，卸下工件，這種方法結構較復雜。當圓錐度較大時，為了保證定位的穩定，也應采用前螺母作軸向夾緊。這種方法薄壁件軸向各處所受的外張力不等，易造成工件損壞，這種方法也不適合。

集兩種定位方法的優點，設計一款專用的心軸。其理念是，根據零件尺寸加工一根兩端帶頂尖孔的圓柱心軸，體現安裝方便的優點。再將心軸沿軸向均勻分為四瓣，安裝時兩端采用頂尖定位，在頂尖的擠壓下四瓣軸塊會徑向膨脹，從而使工件徑向定位并夾緊，采用雞心夾做圓周驅動。工件受力均勻防止了工件受力變形，且安裝方便。

（3）心軸機構設計。心軸結構如圖2所示，心軸外側兩端套有一個彈性圈，以便在卸下工件時，心軸的四瓣仍可以聯成一體，便于工件裝入。圖3為心軸與工件裝配效果圖。

圖2 心軸結構圖

圖3 工件與心軸裝配效果圖

3 結語

一個零部件其質量的高低取決于設計、加工等因素，那么機械加工就是不可缺少的一部分，零件從設計好，到拿到工廠去加工，要加工出合格的產品，就必須在工藝以及夾具上下工夫，工藝編制的合不合理，夾具結構設計的合不合理這些都是很重要的因素。因此在加工零件之前，要認真的分析，然后編制合理的工藝和夾具設計，確保制造合格的產品，滿足客戶的需求。

［1］ 機械零件設計手冊編寫組.機械零件設計手冊（下冊）［M］.北京:冶金工業出版社，1994.

［2］ 吳宗澤，羅圣國.機械設計課程設計手冊（第二版）［M］.北京:高等教育出版社，1999.

［3］ 李明望.機床夾具設計實例教程（第二版）［M］.北京：化學工業出版社，2016.