豫西工業(yè)集團(tuán)南陽(yáng)市紅陽(yáng)鍛造有限公司 (河南 473000) 張永強(qiáng)

我公司是生產(chǎn)工程機(jī)械支承軸的專業(yè)生產(chǎn)廠家，工程機(jī)械輪邊支承軸是工程車輛上聯(lián)接橋殼和內(nèi)齒圈的重要零部件，主要用在鉗盤制動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋上，屬于工程機(jī)械車輛上保安件。

到目前為止，我公司約有200余個(gè)品種的支承軸，年產(chǎn)量達(dá)100萬件，成為支承軸專業(yè)化生產(chǎn)廠家。隨著生產(chǎn)品種的不斷增加，新產(chǎn)品的試制周期是公司當(dāng)務(wù)之急，一個(gè)品種產(chǎn)品往往需要設(shè)計(jì)數(shù)套工裝，其中夾具數(shù)量約占2/3，大多屬專用，這對(duì)縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本是一個(gè)極大的障礙，更為嚴(yán)重的是:

(1)由于工裝的專一性強(qiáng)，往往產(chǎn)品更新?lián)Q代就需要報(bào)廢部分工裝。

(2)由于新技術(shù)、新工藝和新材料不斷出現(xiàn)，致使設(shè)計(jì)、工藝和材料更改頻繁，從而造成一批工裝報(bào)廢。

(3)產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)常變化，工裝變換頻繁，常因變換夾具、調(diào)試夾具耗去大量時(shí)間，影響生產(chǎn)進(jìn)度。

(4)產(chǎn)品品種增多，專用工裝的數(shù)量也隨之增多，這對(duì)于資料保管和工裝儲(chǔ)備帶來了許多困難。

就當(dāng)前本公司工裝夾具存在著專用性太強(qiáng)、管理較混亂的情況來看，工裝夾具從制作、管理、快速換產(chǎn)已成為制約企業(yè)發(fā)展的障礙之一。要解決上述問題，必須搞好夾具標(biāo)準(zhǔn)化工作，提高夾具的通用性，以便消除重復(fù)勞動(dòng)、節(jié)省工裝制造費(fèi)用，只有實(shí)行這些措施才能解決上述問題。

1.產(chǎn)品及工藝分析

圖1為我公司所生產(chǎn)的支承軸示意圖。支承軸產(chǎn)品就其結(jié)構(gòu)和工藝過程而言都很相近，具有一定的相近性。支承軸的工藝流程為:下料→正火→加熱→鍛造→粗加工→熱處理→精加工。由于支承軸屬于保安件，其各方面要求都很嚴(yán)格，包括產(chǎn)品的壁厚差。但在毛坯鍛造過程中，由于沖壓設(shè)備精度及工裝調(diào)整原因，不可避免要產(chǎn)生壁厚差，這就需要在機(jī)械加工中消除。沖壓的壁厚差要在粗機(jī)加時(shí)消除，因此我們?cè)诖旨庸r(shí)以內(nèi)孔為基準(zhǔn)進(jìn)行加工。粗加工的工序?yàn)?打中心孔→粗車外形→鉆孔→車大端外形。由于我公司年產(chǎn)量達(dá)100萬件，為提高生產(chǎn)效率，在各工序加工時(shí)都設(shè)計(jì)并使用了專用的氣動(dòng)夾具，下面以車外形夾具為例來說明標(biāo)準(zhǔn)化夾具在我公司的應(yīng)用。

圖1

2.原車外形夾具設(shè)計(jì)及使用原理

由于工程車輛支承軸毛坯大多為空心形狀，內(nèi)孔不加工或少加工，要消除產(chǎn)品的壁厚差則必須以內(nèi)孔為基準(zhǔn)來定位和夾緊，這樣才能滿足技術(shù)要求。我公司現(xiàn)所使用的夾具大多數(shù)為氣動(dòng)夾具，圖2所示為原車外形氣動(dòng)夾具結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2

車外形夾具用內(nèi)孔定位、夾緊，采用壓縮空氣作為夾緊力源，3個(gè)夾爪為周向120°均布。工作時(shí)由旋轉(zhuǎn)氣缸的聯(lián)接桿帶動(dòng)心軸運(yùn)動(dòng)，利用斜楔結(jié)構(gòu)使得夾爪伸出 (收縮)，將工件夾緊 (松開)。這樣保證所車削的外形與毛坯內(nèi)孔的軸線一致，從而消除了產(chǎn)品的壁厚差。

此夾具雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但也存在許多不足，產(chǎn)品內(nèi)孔尺寸不同就需要設(shè)計(jì)數(shù)套夾具，夾具沒有通用性，給設(shè)計(jì)和生產(chǎn)帶來了極大的不便，有待改進(jìn)。

3.改進(jìn)后夾具的結(jié)構(gòu)

(1)夾具改為可調(diào)夾具 我們把原有的車外形夾具加以改進(jìn)，設(shè)計(jì)出分體式結(jié)構(gòu)夾具，如圖3所示。

圖3

改進(jìn)后的夾具是將原車外形夾具中整體法蘭盤結(jié)構(gòu)改成由法蘭盤、本體及壓緊盤組成的分體結(jié)構(gòu)。使用方法與原車外形夾具相同。在加工不同品種的產(chǎn)品時(shí)，只需根據(jù)產(chǎn)品的形狀及尺寸設(shè)計(jì)和制造定位圈及夾爪即可，在使用時(shí)只更換定位圈及夾爪，其他零件則不需設(shè)計(jì)及更換，這樣提高了夾具的利用率，加快了產(chǎn)品的制造進(jìn)度。

(2)夾具的制造要點(diǎn):①一套夾具適用于產(chǎn)品的尺寸范圍不要太寬，以免造成夾緊力不夠。②對(duì)同類幾何形狀的軸產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，要把定位和夾緊方式相同的分在一類。③在選用結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用自動(dòng)定心的氣動(dòng)夾具。

(3)改進(jìn)后夾具的優(yōu)點(diǎn):改進(jìn)后的夾具與原夾具相比，其優(yōu)點(diǎn):①減少夾具的設(shè)計(jì)和制造工作量。②可節(jié)約大量的原材料，夾具可多次重復(fù)使用，比制造專用夾具要少用許多原材料，同時(shí)夾具的不少零件還可互換。③可縮短因品種變換而更換夾具的安裝、調(diào)試時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。④適當(dāng)?shù)馗鼡Q定位圈及夾爪即可加工不同深度、不同直徑的類似工件，提高了夾具的利用率，便于夾具的調(diào)整和成組技術(shù)的實(shí)施，降低了產(chǎn)品成本。

4.改進(jìn)后夾具的應(yīng)用效果

改進(jìn)后簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)工作，消除重復(fù)勞動(dòng)，可加快夾具的制造過程，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，操作、調(diào)試方便，并且具有互換性，降低生產(chǎn)成本，為單件、小批量生產(chǎn)使用夾具提供了生產(chǎn)保障。