電機11OSJT—前端蓋車削夾具改進設計與調試

符式貴

摘 要：對于11OSJT-前端蓋的尺寸、形位精度較高且定位較難，屬大批量生產。本文設計了一套自動化的工裝，利用液壓卡盤、定位工裝和壓盤組合定位，使加工該零件時既能保證精準定位和裝夾，又能提高零件加工精度，同時提高生產效益，降低勞動強度。

關鍵詞：前端蓋；工藝分析；夾具改進；夾具調試

中圖分類號：TG751.1 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）20-0054-03

Motor 11OSJT-Improvement Design and Debugging of

Front Cover Turning Fixture

FU Shigui

（Guofang Science and Technology Technician Institute of Guangdong Province ，Guangzhou Guangdong 510515）

Abstract： For the high precision and difficult position accuracy of the 11OSJT- front cover， a set of automatic tooling was designed， using the hydraulic chuck， positioning tooling and pressure plate combined positioning， so that the parts could not only ensure accurate positioning and clamping， but also improved the machining accuracy of parts， improved production efficiency and reduced labor intensity.

Keywords： front end cover；process analysis；fixture improvement；fixture debugging

11OSJT-前端蓋（簡稱前端蓋）是某設備伺服主軸電機的一個重要零件。隨著科學技術的快速發展，機械自動化裝備需求越來越大，電機需求量也隨之增加。前端蓋加工的傳統方法效率較低，工人勞動強度較大。本文針對原來的加工工藝和工裝夾具進行有效改進，以提高其生產效益，降低勞動強度，并通過多次的加工試驗證明11OSJT-前端蓋車削工裝夾具的實用性和優越性。

1 前端蓋結構

前端蓋的材料是用鋁壓鑄的成型毛坯料；零件軸承位處用單位3.5mm鑄鐵圈合成，用于和軸承作配合。此零件兩邊平面度和同軸度都要求在0.01mm以內，精度比較高，且兩面的裝夾位置只有不到5mm的距離[1]，因此在加工第二面時裝夾定位比較困難。前端蓋尺寸見圖1。

2 前端蓋加工工藝分析

2.1 傳統加工方法分析

2.1.1 方法1。采用液壓卡盤直接夾緊B面，加工A面。然后分到下一個工序，再用液壓卡盤直接裝夾A面，加工B面。

存在的問題：①在用液壓外爪裝夾零件A面時，裝夾過程中，零件A面無法緊貼卡爪外平面，使得A面無法和卡盤面平行；②加工出的零件平行度公差較大，一般為0.06～0.15mm。

根據此方法，如果用普通卡盤裝夾加工，則要進行百分表校正，校正零件的時間較長，不適合大批量生產[2]。

2.1.2 方法2。設計一個簡單夾具進行輔助裝夾（如圖2所示），將鑄鐵作為夾具材料。

采用簡單夾具定位裝夾加工前端蓋的步驟如下。

①以前端蓋的B面為粗基準裝夾在卡盤上，加工A面，并保證相應的尺寸精度。

②把簡單夾具C面裝到卡盤上，校正后，并保證前端蓋的A面貼緊簡單夾具的D面，前端蓋的Ф103套入簡單夾具的Ф103孔，然后用4個M5螺絲鎖緊前端蓋，單邊間隙最小為0.002 5mm，最大為0.013 5mm，加工B面保證與A面的平行度。用此方法加工能滿足圖紙較高的平行度。但由于基準不重合，很難保證圖紙中的同軸度要求。

存在的問題：由于每加工一個工件必須拆卸4個螺絲，輔助加工時間較長，固影響生產效率和增加工人的勞動強度。

2.2 工藝問題分析

對上述2種加工方法進行分析，如果要滿足圖紙上較高的平行度和同軸度的要求，在工件裝夾后，必須保證工件裝夾定位后A面與機床卡盤面的平行度小于圖紙所標的平行度0.01mm，且最好采用設計基準與工藝基準重合，即加工完A面后，采用反爪裝夾定位基準A處，加工B面，才能保證B面Ф40處與A基準同軸度0.01mm。

由于此工件材料是鋁做的，所以裝夾力度不應該過大，否則會變形。此外，零件的A面與B面外圈裝夾定位，長度都不大于5mm。如果裝夾力度過小，在加工過程中，零件容易被打飛。

3 加工前端蓋B面工裝改進設計與操作原理

如圖3所示，工裝分別由加長圓柱內卡、定位盤和壓盤3個主體部分組成。先由6個螺釘和3個墊柱把定位盤直接安裝到卡盤上，保證定位圈內孔Ф103處的理論圓心與車床主軸理論圓心重合且定位圈端面垂直于主軸，平行于液壓卡盤端面，并與前端蓋A面Ф103處外圓配合與保證定位后，前端蓋有較高的同心度和平行度；保證加長內卡與液壓卡盤的同軸度精度高于工件的同軸度要求[3]。

當前，端蓋A面Ф103處外圓套入定位圈后，用裝在刀架上的壓盤快速移動到離前端蓋X軸為0（既是前端蓋理論圓心處，Z軸處位10mm（既是與卡盤面的垂直距離）。然后再慢速向卡盤處均勻壓緊前端蓋，使前端蓋在被加長內卡夾緊過程中位置始終保持不變，從而達到定位基準與設計基準重合。

在前蓋被壓緊后啟動液壓卡盤按鈕，張開加長圓柱內卡爪。此時，將內卡爪的壓力調至0.4MPa夾緊。

當前蓋夾緊后，Z軸壓盤快速退出安全位置。換第二把刀加工內孔，加工完成后，換第三把刀加工外圓和端面。加工完成后退出安全位置，再次啟動液壓卡盤按鈕，縮回內卡把前蓋拿出。然后清掃干凈夾具，放入下一個前端蓋。重復以上操作[4]。改進后的工裝見圖3。

4 夾具調試過程與結果

當整套夾具加工安裝完成后，選取20件進行試車。首先，將程序編好，如表1所示。將液壓卡盤壓力調至0.4MPa（當夾緊壓為大于0.6MPa，可能引起內孔Ф42軸承位處被撐大。當夾緊壓力小于0.4MPa可能夾不緊，在加工的過程中容易發生變位）。將壓盤對好中心，把前蓋放入定位圈，用手輪將壓盤移至前蓋處將前蓋壓緊，設其坐標為零點，對好刀具，加工。

首次加工完成一件自檢合格后，再拿20件前蓋，加工完成后，通過QC檢查可知，各尺寸符合要求，平面度和同柱度均在公差范圍以內。次日又拿了500件進行加工，產品全部合格。

5 結語

通過對前端蓋工裝的改進，采用數控車床及液壓卡盤，大大提高了生產效率和經濟效益。傳統的加工方法，每人每天每臺機生產160件前蓋，用現在的工裝，每人每天8h可生產250件前蓋，每人每月（24d）可多做2 640件，且大大降低了工人的勞動強度。

參考文獻：

[1]沙莉，陽夏冰.機床夾具設計[M].北京：北京理工大學出版社，2012.

[2]機械加工工藝裝備設計手冊編委會.機械加工工藝裝備設計手冊[M].北京：機械工業出版社，1998.

[3]劉黨生.金屬切削原理與刀具[M].北京：北京理工大學出版社，2009.

[4]徐鴻本，曹甜東.車削工藝手[M].北京：機械工業出版社，2011.