上海東方泵業(yè)(集團(tuán))有限公司 (201906) 張永泉 魏培茹

1.存在的問題

軸流泵和混流泵的葉輪部件，是決定整機(jī)運(yùn)行性能和壽命的關(guān)鍵部件，其中葉輪輪轂由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、要求精度高而成為加工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。葉輪輪轂的結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1

從圖1 可以看到，葉輪輪轂的中部是一個(gè)球形外表面，在此球形表面上均布3 組安裝葉片的孔，除此孔外，葉輪座都可在車床上完成加工，此3 組孔以前在臥式鏜床上，配備回轉(zhuǎn)工作臺(tái)完成加工。由于葉輪座一般質(zhì)量并不太大，臥式鏜床加工范圍卻比較大，用臥式鏜床加工葉輪座形成大馬拉小車的狀態(tài)，不僅成本提高，而且效率低，無(wú)法滿足生產(chǎn)要求，于是我們?cè)O(shè)計(jì)了一套工裝，改鏜床加工為車床加工。

2.夾具設(shè)計(jì)

夾具使用在臥式車床上，由彎板、心軸、夾緊螺母和對(duì)刀角度樣板等組成，其中彎板和對(duì)刀樣板最重要，車夾具的結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示。

夾具彎板成90°，一側(cè)板上有一和車床主軸端法蘭相配合的錐孔，通過(guò)螺栓與主軸聯(lián)接，使工件產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，彎板的另一側(cè)板上安裝一心軸，通過(guò)螺栓固定，工件通過(guò)心軸由墊板和螺母壓緊。由于心軸定位可限制工件的5 個(gè)自由度，只有繞心軸轉(zhuǎn)動(dòng)沒有限制，所以工件安裝后，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)工件找正工件需要加工的第一個(gè)孔(3 個(gè)孔沒有加工順序限制，隨意設(shè)定)。工件找正后用壓緊螺母壓緊后即可開始加工。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)孔加工完畢，松開壓緊螺母，轉(zhuǎn)動(dòng)工件，找正第二個(gè)孔，找正方法如圖3 所示。

圖2

圖3

首先要制作一找正用角度板，其結(jié)構(gòu)和形狀如圖3 所示。角度板由兩條有一定厚度的鋼板通過(guò)鉸鏈鉚接后組成，鉚接力度要合適，保證兩塊板既要能調(diào)節(jié)角度，又不要太松，否則容易產(chǎn)生角度大小的變化，適當(dāng)加大厚度可方便找正時(shí)百分表在上面的滑動(dòng)。

找正時(shí)先將角度板根據(jù)工件要加工的孔數(shù)調(diào)整角度，3 組孔調(diào)整為60° (4 組孔調(diào)整為90°，5 組孔調(diào)整為108°)，然后將角度板的一個(gè)平面靠平在以加工孔與球面交線所形成的平面上(此時(shí)孔與球面的交線相當(dāng)于球面被切去了一個(gè)球冠)，角度板的另一條鋼板的一個(gè)平面與固定在車床中滑板上的百分表接觸(見圖3)，移動(dòng)中滑板帶動(dòng)百分表在角度板的平面上來(lái)回滑動(dòng)，看百分表的指針轉(zhuǎn)動(dòng)情況。轉(zhuǎn)動(dòng)工件可改變百分表的轉(zhuǎn)動(dòng)大小和方向，根據(jù)工件要求的孔的均布精度，確定百分表允許的轉(zhuǎn)動(dòng)量。當(dāng)工件找正后，用螺母壓緊工件，即可開始第二個(gè)孔的加工。用同樣的方法，可加工其余各孔。

3.注意事項(xiàng)

(1)心軸與彎板的聯(lián)接要牢固，在螺母壓緊工件的過(guò)程中不可松動(dòng)，否則會(huì)影響孔加工后的分布精度。此夾具心軸采用4 個(gè)螺釘與彎板固定而不用單螺母固定的目的就在于此。

(2)心軸的中心線要和機(jī)床主軸的中心線垂直且在同一個(gè)平面內(nèi)，以保證加工孔位置精度。

(3)為了提高工件孔的分度精度，可將角度樣板適當(dāng)加長(zhǎng)，提高分度精度。

(4)工件壓緊后要用角度樣板重新校對(duì)分度精度，防止工件在壓緊過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)，影響工件加工后的位置精度。

(5)鏜孔的中心線要和工件上球面的中心重合(見圖2)，為了避免分度誤差，角度板的定位基準(zhǔn)可由孔與球面的交線改為孔的底面。

(6)由此夾具分度原理可看出，其只適用于在球面上孔的分度加工，如果不是球面，則要通過(guò)分析后決定是否適用。

4.結(jié)語(yǔ)

此夾具與其他類似的夾具相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低。通過(guò)使用證明，分度精度滿足工件的設(shè)計(jì)要求。由于車床操作方便，與使用鏜床加工相比，效率提高一倍以上，加工成本大大降低。