薄片工件車削夾具的設計

江 琰

江陰中等專業學校 江蘇江陰 214400

1 加工難點

在企業生產實際中,經常會遇到薄片工件的外圓車削加工,如圖1所示。這類工件的加工,主要難點在裝夾。這種薄片工件的厚度一般小于5 mm,中心處沒有任何孔可以作為定位支承進行安裝,給實際車削加工帶來一定難度。

圖1 薄片工件

這類工件不使用專用夾具無法進行加工,即使用企業中常用的帶止口臺階的卡爪,也無法對所要車削的薄片工件進行加工。因為用帶止口臺階的卡爪裝夾車削薄片工件外圓,需要兩面接刀車削,接刀車出的外圓不同軸,精度達不到要求。由于薄片工件中心處沒有任何孔,因此無法用芯棒來安裝進行車削。此類工件注定在通用夾具,即三爪或四爪卡盤上無法裝夾。

針對企業的實際生產任務,筆者參閱相關工具書,專門設計并制作了薄片工件車削夾具。夾具采用組合式結構,左半部分借助通用三爪卡盤的卡爪端面作為定位基準面,右半部分由夾具體、滾動軸承、支承組合塊等組成。整個夾具采用軸向夾緊方式,簡單高效。

2 設計思路

由于薄片工件外徑加工精度要求較高,公差僅為0.05 mm,因此薄片工件的外圓只能采用一次裝夾的方法加工完成。工件的夾緊方式只能是軸向夾緊。

軸向夾緊力可以依靠尾座的頂緊力,為增大尾座頂緊時與工件的摩擦力,夾具與工件的支承采用面接觸。為保證摩擦力與支承力之和大于工件車削時的切削力,最大限度增大夾具與工件間的摩擦力,并最大限度擴大夾具的使用范圍,支承塊的結構采用組合式。根據薄片工件不同的直徑大小,選擇并組合可支承最大直徑的支承塊,這樣大大提高了夾具的裝夾可靠性。根據加工尺寸,選擇不同的支承塊進行組合,擴大夾具的加工范圍。

為保證薄片工件、夾具能跟隨卡盤一起旋轉,在夾具的中心處配置了相應規格的滾動軸承。

為了提高組合支承塊的定位精度,支承塊間采用定位螺栓進行定位裝配,并采用小間隙配合。

薄片工件車削夾具如圖2所示,主要由尾座錐柄、軸承、支承組合塊1、支承組合塊2、定位螺栓、擋圈組成。

圖2 薄片工件車削夾具

3 使用方法

圖3 薄片工件車削夾具裝夾

4 使用特點

(1) 操作簡單。薄片工件放置在卡爪與夾具中間,只需用劃針盤對工件毛坯外圓稍作校正,頂緊尾座,就可以進行工件的車削。工件車削完成后,松開尾座,工件自然落下,節省了大量的工件裝夾時間。

(2) 加工效率成倍提高,加工精度高。采用此夾具車削薄片工件,外徑車削不用接刀,避免了接刀誤差,加工精度高,工件加工質量有保證。

(3) 加工范圍廣。使用此夾具,可以加工任意尺寸并且中心處無任何孔徑的薄片工件,可車削外徑在80～400 mm范圍內的薄片工件。

需要注意的是,采用此夾具,薄片工件的左端面與車床的三爪端面直接接觸頂緊,沒有設計專用的前置夾具。考慮到三爪的可調節性,加之簡便易用,最終決定將調節好位置的三爪面作為支承面,與工件左端面頂緊,進行車削。這樣做效果明顯,降低了加工成本。

5 結束語

在生產中,巧妙借助已有的通用夾具中的部分結構功能,針對薄片工件的加工特點,設計制作了簡單可靠的薄片工件車削夾具,可以提高加工效率,穩定加工精度,降低生產成本。

薄片工件的加工在機械制造企業生產中經常會遇到,對于一些中小企業而言,設計制作簡單易用的夾具是保證加工質量的前提。通過筆者設計的采用軸向夾緊的薄片工件車削夾具,可以有效保證薄片工件的加工精度和生產效率,解決了企業的實際生產加工難題。