車削徑向孔軸類零件的夾具設計

■ 山東勞動職業技術學院 （濟南 250300） 史家迎

徑向孔是軸類零件的常見結構，該結構的零件應用廣泛。具有徑向孔的軸類零件可以實現兩軸傳遞旋轉轉矩，方便人們的操作。同時，也可以實現兩軸成90°聯接，增大兩軸的聯接剛度。

軸類零件具有徑向孔，可以實現兩軸直接聯接，避免使用聯軸器、齒輪和傳動部件等聯接，使設備結構簡單，降低經濟成本。由于徑向孔軸類零件結構的特殊性，在機械加工時零件裝夾困難，通用夾具（如三爪自定心卡盤、臺虎鉗等）很難夾持住零件，甚至不能夾持零件，從而無法實現零件的加工。

1.加工軸類零件徑向孔的傳統方法

對于單件、小批量的零件，在普通車床上一般采用四爪卡盤（見圖1），這種裝夾方法找正、調整復雜，粗加工完畢，需要重新找正，費時費力。操作人員很難控制夾持徑向孔處的卡爪夾緊力的大小，夾緊力過大，徑向孔很容易夾持變形；夾緊力過小，零件夾持不牢，加工過程中零件容易松動，導致發生機床和人身事故，難以保證零件的加工精度。在鉆床上通常采用V型鐵和壓板夾持工件（見圖2），這種裝夾方式加工精度不高。一方面，操作人員用鉗工劃線的方法確定孔心的位置，存在劃線位置誤差。加工時，操作人員手動調整麻花鉆的位置，使麻花鉆的軸心對準孔心，調整難度大，存在找正誤差。另一方面，鉆床的進給運動依靠操作人員的手動操作實現，進給速度不均勻，零件的表面加工質量差，對表面粗糙度值Ra＝3.2μm及以上要求的零件，手動進給不能保證零件的加工精度。對于大批量加工的零件，以上兩種機床的加工方法，機床調整時間長、加工精度低且生產效率不高。為高效率、高精度加工軸類零件的徑向孔，必須采用專用夾具。

圖1 四爪卡盤夾持工件

圖2 V型鐵夾持工件

2.車削徑向孔軸類零件的專用夾具設計

如圖3所示，車削徑向孔軸類零件的專用夾具結構。

（1）夾具的定位原理。下徑向定位套、上徑向定位套限制了工件的、、、及四個自由度，軸向定位套限制工件的，Z軸旋轉自由度沒有被限制，夾具定位裝置共限制工件的5個自由度，屬于部分定位，滿足加工要求。

圖3 1.螺栓 2.螺母 3、10.墊圈 4.壓板 5.支撐銷 6.彈簧 7.上徑向定位套8.下徑向定位套 9.軸向定位套 11、13、16.螺釘 12.平衡塊 14.夾具體 15.工件

（2）夾具的結構及工作原理。裝夾工件前，先安裝軸向定位套、下徑向定位套和上徑向定位套，零件加工時為確保下徑向定位套和上徑向定位套與夾具體不發生轉動，分別緊固螺釘13和螺釘16。用棉紗擦拭工件的外表面、下徑向定位套和上徑向定位套的內表面，保證零件順利裝配及定位元件的精度。擰開螺母，移動壓板，把工件裝配到下徑向定位套和上徑向定位套中。為保證工件和定位元件的充分接觸，在裝入工件時，可以用銅棒或橡膠棒輕輕敲擊工件。工件裝入完畢，用壓板壓住工件的端面，再擰緊螺母。零件裝夾完畢，需要進行動平衡，適當增加或減少平衡塊的質量。

拆卸工件時，先用銼刀把徑向孔處的毛刺去掉，擰開螺母，移動壓板，轉動夾具，使軸向定位套位于上方，一只手接住工件，另一只手用銅棒或橡膠棒輕輕敲擊工件的端面，工件即可取出。

（3）夾具的裝夾范圍廣。夾具不但裝夾光軸類零件，還可以裝夾階梯軸類零件，裝夾范圍廣。加工光軸類零件或階梯軸類零件時，當徑向孔的軸向位置不同，通過改變軸向定位套的厚度就可滿足加工要求。當加工階梯軸類零件時，根據階梯軸的形狀及尺寸，改變下徑向定位套和上徑向定位套的內孔結構及尺寸，即可滿足零件的加工要求。

3.注意事項

（1）加工高精度的徑向孔，盡量采用高速鋼刀具，機床選擇低轉速，并加注切削液，及時排除切削熱，減小零件的變形。

（2）為保證夾具的定位精度和零件的加工精度，建議準備兩套夾具，零件的粗精加工各用一套。

（3）為保證操作人員的安全，用硬質合金刀具加工零件時，機床的轉速不宜選得過高。特別加工階梯軸類零件時，夾具一定進行動平衡，防止因離心力的作用，發生機床和人身事故。

（4）加工零件時，若加注切削液，粗加工盡量選擇冷卻效果好的乳化液，精加工盡量選擇潤滑性能好的粘度低的切削油，可獲得高的零件表面加工質量。

（5）若采用硬質合金刀具切削零件，精加工時，盡量采用硬度高的刀具材料（如YT30型硬質合金刀具或涂層硬質合金刀具），避免零件出現喇叭口的現象。

（6）為保證夾具體定位套的拆卸方便和定位精度，使用夾具時，應避免用力敲擊夾具。

（7）夾具可以多次使用，使用完畢，應及時擦拭夾具表面，涂敷防銹油，防止夾具生銹，影響夾具零部件的拆卸和定位套的定位精度。

4.小結

綜上所述，車削徑向孔軸類零件的專用夾具改變了傳統的裝夾方式，它結構簡單、制造方便、定位精度高、操作方便且生產效率高。當夾具的定位精度下降時，只需更換徑向定位套，即可恢復夾具的定位精度，方便快捷，經濟成本低。只要改變定位套的內孔結構，夾具可以用來裝夾光軸、階梯軸，夾具的裝夾范圍廣，柔性度高。車削徑向孔軸類零件的專用夾具實用性強，工藝性好，靈活方便，具有一定的推廣價值。