郭俊 劉敏麗 王新

摘 要：對薄壁筒體內(nèi)外表面車削加工時，如采用傳統(tǒng)硬爪進行裝夾，裝夾表面易劃傷，工件變形量大，往往不能滿足工件尺寸及形位公差精度和表面質(zhì)量要求。為解決這一裝夾難題，設(shè)計了一種新型全包容軟爪，實際應(yīng)用效果良好。

關(guān)鍵詞：薄壁筒體；新型；全包容軟爪

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.010

1 車削加工傳統(tǒng)裝夾方式分析

1.1 車床夾具

車床夾具是指在車床上用來加工工件內(nèi)、外回轉(zhuǎn)面及端面的夾具；車床夾具按工件定位方式不同分為：定心式（心軸式）、夾爪式、卡盤式、角鐵式和花盤式等。

1.2 傳統(tǒng)裝夾

車床通用夾具（三爪或四爪）對薄壁筒體夾緊找正后，車刀對內(nèi)、外表面進行車削加工，然而，裝夾及車削過程中，卡爪又在破壞工件成型面的外表面（夾爪較強的夾緊力）或使工件發(fā)生變形，特別是鋁制管材及薄壁筒體，極易夾傷工件表面或使工件發(fā)生變形，現(xiàn)在的解決辦法通常是在夾爪與工件之間夾一層橡膠墊來保護工件外表面不被破壞，但是此種方式往往在車削過程中出現(xiàn)固定不穩(wěn)，工件松動，易移位等問題，導(dǎo)致工件加工精度不能較好的滿足設(shè)計精度要求。

2 新型全包容軟爪的設(shè)計

2.1 設(shè)計思路

設(shè)計一種用于裝夾薄壁筒體的新型全包容軟爪，實現(xiàn)夾爪與工件面接觸，從而保護工件表面不被破壞，最大限度的減小工件變形，提高工件加工精度，對工件夾緊牢固，不易發(fā)生移位及變形；此外，夾具不僅能夠?qū)Ρ”谕搀w的外表面進行夾緊，還能實現(xiàn)對薄壁筒體的內(nèi)表面進行撐緊裝夾。

2.2 材料選擇

夾頭的材質(zhì)選擇30CrMnSiA，該鋼調(diào)質(zhì)后有很高的強度和足夠的韌性，在受力時具有一定的形變能力，使用夾爪對薄壁筒體進行夾緊時，該鋼具有的形變能力能夠?qū)⒈”谕搀w全包容并牢牢的咬合住，薄壁筒體成型表面受到的夾緊力均勻且作用在筒體上的受力面大。

2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計

如圖1、圖2所示，新型全包容軟爪包括夾盤1、夾頭2、夾爪3，夾頭2等距的安裝在夾盤1上，組成夾具；夾頭2上可拆卸的固定有夾爪3，夾爪3由固定座3-1與弧形夾臂3-2一體加工而成，在固定座3-1上設(shè)有用于與夾頭2相固定的通孔。

如圖3所示，夾爪3上的弧形夾臂3-2外表面為錐形結(jié)構(gòu)，錐度為0≤α≤0.5°，錐形結(jié)構(gòu)不僅可以更加輕松的將薄壁筒體夾緊或者取下，還能增強夾爪3與薄壁筒體之間的張緊力；夾爪3上的弧形夾臂3-2內(nèi)表面為廣口結(jié)構(gòu)，廣口角為0-0.3°（含零度），廣口的設(shè)計結(jié)構(gòu)不僅便于薄壁筒體的安裝與拆卸，還能夠增強夾頭2與薄壁筒體之間的咬合力；夾爪3的內(nèi)壁靠近固定座3-1處突出的設(shè)有卡臺3-3，當(dāng)對薄壁筒體進行夾緊固定時，限定管件伸入到夾爪3內(nèi)的長度。

3 結(jié)論

本新型全包容軟爪的夾爪與薄壁筒體之間實現(xiàn)面接觸，在車削加工的過程中，夾爪不會對薄壁筒體的成型面造成夾傷及變形，不會影響表面的粗糙度以及精度，夾爪錐度的設(shè)計以及配合30CrMnSIA材質(zhì)的鋼可以讓夾爪與薄壁筒體之間的夾緊力達(dá)到最大化，薄壁筒體在車削加工過程中不會發(fā)生移位；此外，新型全包容軟爪 的夾爪針對流水線生產(chǎn)的薄壁筒體，用不同規(guī)格的夾爪來對應(yīng)夾緊不同規(guī)格尺寸的薄壁筒體，保證對薄壁筒體實現(xiàn)全包式夾緊或者撐緊，在車床上試用效果良好，成型薄壁筒體的固定端表面平整光滑，無任何不良破壞，變形大大減小。

參考文獻：

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[2]徐灝.機械設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.

項目基金：2019年度內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究項目自然科學(xué)一般項目（NJZY19276）

作者簡介：郭俊（1979-），男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，本科，高級工程師，研究方向：機械設(shè)計制造及其自動化。