山東常林機(jī)械集團(tuán)（臨沭 276700）黃華賓

1.零件簡介

一種半圓弧面支架是柱塞泵最關(guān)鍵的零部件之一，其材料為QT600－3，其尺寸精度、形位公差、表面粗糙度要求較高，加工難度較大，加工尺寸如圖1所示。為保證形位精度要求，在工藝設(shè)計時，必須正確選擇定位基準(zhǔn)，合理安排加工順序。

2.零件工藝分析

加工難點(diǎn)在于面輪廓度為0.015 mm，且兩圓弧面跨度為122 mm，圓弧半徑為61-0.04-0.05mm，加工面不是半球，而是小于180°的圓弧，不僅形狀公差、表面粗糙度要求較高，而且要求以兩側(cè)圓弧的中心軸線為基準(zhǔn)，內(nèi)側(cè)大面平行度和平面度誤差分別為0.02 mm和0.015 mm，加工難度較大。

圖1 斜盤支架部分尺寸

傳統(tǒng)的工藝設(shè)計為：車大平面→車左端面及圓弧→車右端面及圓弧。改進(jìn)后的工藝設(shè)計為：車大平面→車左、右端面及圓弧，制作一專用夾具，將原來的兩工序合并為一工序加工。

3.零件加工方法

傳統(tǒng)的加工圓弧的方法主要是靠模法，而這種方法主要是在針對大圓弧加工且尺寸精度和形位公差要求不嚴(yán)格的情況下使用，有其局限性。針對我們加工的產(chǎn)品圓弧小且尺寸和形位公差精度要求高的特點(diǎn)，靠模法不適用于該產(chǎn)品。又因該產(chǎn)品是大批量加工生產(chǎn)，夾具設(shè)計時須考慮工裝應(yīng)能快速裝夾、精確定位，并能重復(fù)應(yīng)用、耐磨損。經(jīng)上述分析，我們設(shè)計了高精度車削夾具，夾具工作圖如圖2所示。

圖2 夾具組合工作圖

圖3所示為工裝夾具制作實(shí)體圖，圖4所示為工裝夾具裝夾工件實(shí)體圖。該工裝夾具已廣泛應(yīng)用，并且取得了很好的加工效果。

圖3

圖4

4.夾具結(jié)構(gòu)及工作原理

將夾具體5通過螺釘6與機(jī)床主軸聯(lián)接在一起并保持與主軸同心。底襯板4固定在夾具體5上，由于支架對限位基面（底襯板上表面）平面度和表面粗糙度要求較高，所以采用底襯板和夾具體相分離的結(jié)構(gòu)，便于對限位基面的加工制作和后期的更換。底襯板4的形狀與被加工面的定位基面相似，把支架扣在底襯板4上，限制工件的5個自由度?？紤]加工面的特殊性（兩側(cè)加工）和夾具的設(shè)計結(jié)構(gòu)，在底襯板的前端且與夾具體相同軸線上設(shè)置有用來對支架定位的浮動定位裝置8，對支架進(jìn)行調(diào)整，起到預(yù)定位作用。在垂直于底襯板且與斜盤支架相同軸線上，設(shè)置有穿過支架的心軸1以及用來夾緊支架的開口壓板2及螺母3。通過螺母3和開口壓板2將支架夾緊。待工件夾緊后，取出浮動定位裝置8，完成定位。加工完成后，把螺母3擰松，取出開口壓板2，對支架進(jìn)行更換，完成工件的裝卸。

工件車削時，先加工a、b側(cè)，然后退刀、換刀，再加工c、d側(cè)，一次裝夾完成兩圓弧的車削，改兩次裝夾為一次裝夾。

此外，在夾緊過程中，設(shè)計心軸鎖緊裝置，通過螺母將心軸鎖緊，防止在夾緊工件過程中因螺母3的夾緊而導(dǎo)致心軸1的旋轉(zhuǎn)。

5.注意事項(xiàng)

該夾具中，夾具體和底襯板組合在一起的厚度較為關(guān)鍵，應(yīng)注意以下幾方面：

（1）一工序加工的大平面十分重要，應(yīng)嚴(yán)格控制其尺寸和形位公差。

（2）夾具體5與兩底襯板4的厚度是圓弧圓心到限位基面距離的2倍，要求工件裝夾后兩工件圓弧在同一直徑的圓上。

（3）要求底襯板外形尺寸精度和平面度要高。底襯板材料的選擇和熱處理也比較重要，可采用中碳鋼以上的材料，經(jīng)淬火、回火處理，以提高精度和耐磨性。

6.結(jié)語

加工后經(jīng)測量，兩側(cè)圓弧對稱度不超過0.05 mm，圓弧面輪廓度低于0.015 mm，兩圓弧與端面的垂直度小于0.015 mm，充分提高了加工精度，使產(chǎn)品品質(zhì)得以保證。

工藝改善后，采用該裝置，從根本上解決了由于二次裝夾而導(dǎo)致的定位精度不高和生產(chǎn)效率低的問題；有效滿足了工藝要求，且大大提高了工件尺寸的穩(wěn)定性，適應(yīng)批量生產(chǎn)的需要；工件的裝配、拆卸非常方便，取得了令人滿意的效果。

[1]陳立德.工裝設(shè)計[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，1999.

[2]楊叔子.機(jī)械加工工藝師手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

專家點(diǎn)評

零件在加工過程中，二次裝夾所產(chǎn)生的定位誤差必然對零件的加工精度造成影響。本文介紹了斜盤支架的專用加工夾具，使斜盤支架在一次裝夾后就能完成兩側(cè)圓弧面的加工，避免了二次裝夾對零件加工精度的影響，同時保證工件裝卸方便，提高了加工效率。這種加工方法經(jīng)過適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，也可以用于其他類似零件的加工。