李陽，朱中華

航空工業(yè)陜西航空電氣有限責(zé)任公司 陜西興平 713100

1 序言

在對零件進(jìn)行機(jī)械加工時，為了保證加工要求，首先要使零件相對刀具及機(jī)床有正確的位置，并使這個位置在加工過程中不因外力的影響而變動。因此，加工前，要先將零件裝夾好。

零件裝夾的方法有兩種，第一種：將零件直接裝夾在機(jī)床的工作臺或花盤上。采用此方法，一般需要將零件找正后再夾緊，加工效率低，適用于單件或小批量生產(chǎn)。第二種：將零件裝夾在夾具上。采用此方法，只需對夾具找正裝夾一次，隨后將零件直接裝夾在夾具上。此方法相對第一種方法而言，被加工零件尺寸的一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定且可減少輔助時間，因此生產(chǎn)效率高。因此在批量較大時，一般采用夾具裝夾零件。

2 套筒類零件車外圓夾具設(shè)計

圖1 某套筒零件

（2）車外圓夾具設(shè)計 若采用一般的夾具（見圖2），用零件內(nèi)孔定位，靠零件端面壓緊的方法加工，則夾具制造簡單，可實(shí)現(xiàn)對零件的定位夾緊。一般情況下，零件要順利裝入夾具，需至少使零件與夾具間有≥0.01mm間隙。而夾具在生產(chǎn)制造時，其本身定位部分對裝夾部分還有≤0.01mm的同軸度誤差。因此要滿足該零件外圓對內(nèi)孔的同軸度要求，需至少將該零件按內(nèi)孔尺寸分成5組，再按分組尺寸加工5組心軸，最后按分組用不同心軸加工。此方法針對該零件而言加工效率低。

圖2 一般心軸夾具1—心軸 2—零件 3—壓板 4—帶肩螺母

為解決該零件在一般夾具上因分組加工而導(dǎo)致的加工效率低的問題，我們根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計出一套用內(nèi)孔定位靠膨脹夾緊的夾具，如圖3所示。此夾具順利解決了該零件因定位面公差較大而必須分組的問題，并且保證了內(nèi)孔與外圓的同軸度。雖夾具結(jié)構(gòu)略顯復(fù)雜。但操作簡單，節(jié)約了加工輔助時間，大大提高了加工效率并且保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

該夾具用心桿錐面與彈性套錐面相配合，并將彈性套裝在主體上，用圓柱銷防轉(zhuǎn)。主體與端環(huán)用6個螺釘聯(lián)接，在主體上車螺紋，將螺母旋于主體上。在心桿上裝彈簧并在其前端打一銷孔，使圓柱銷穿于心桿上。在主體上開腰形孔，使圓柱銷能在螺母的帶動下帶著心桿左右移動。將主體與錐柄壓合聯(lián)接，并在圓周上點(diǎn)焊6處。再將莫氏錐柄與機(jī)床主軸相配合，用拉桿拉緊聯(lián)接，將零件用內(nèi)孔定位裝于彈性套上，端面靠緊端環(huán)裝夾。

圖3 彈簧心軸夾具1—錐柄 2、6—圓柱銷 3—螺母 4—主體 5—螺釘 7—彈簧8—端環(huán) 9—彈性套 10—心桿 11—零件

當(dāng)螺母向左旋轉(zhuǎn)時，通過圓柱銷帶動心桿向左移動。心桿與彈性套錐面接觸配合，使彈性套膨脹，實(shí)現(xiàn)對零件的定位夾緊。當(dāng)螺母向右旋轉(zhuǎn)時，通過彈簧使心桿向右移動，心桿與彈性套錐面脫離配合，彈性套恢復(fù)變形，松開對零件的夾緊，從而取下產(chǎn)品，裝夾另一件。

3 關(guān)鍵件設(shè)計

此夾具中關(guān)鍵零件為心桿與彈性套，如圖4、圖5所示。

圖4 心桿

心桿選用T8A材料，熱處理硬度53～58HRC，保證其具有足夠的強(qiáng)度及耐磨性。心桿錐面對基準(zhǔn)A同軸度應(yīng)≤0.01mm，以保證彈性套變形均勻。加工方法：粗車外圓留余量，兩端作中心孔，熱處理后一次裝夾頂磨心桿錐面與基準(zhǔn)A外圓，保證同軸度。

圖5 彈性套

彈性套選用合金鋼30CrMnSi，熱處理硬度38～43HRC，以保證其具有良好的彈性及耐磨性。彈性套上開4處均布開口槽，便于膨脹，為了防止彈性套熱處理后變形或脹口，在加工中應(yīng)注意先不銑通開口槽，在端面處留3～4mm用于聯(lián)接，在磨削完成后用刀具磨或線切割將開口槽開通，用于膨脹，還應(yīng)使彈性套錐面與外圓在一次裝夾中加工，保證其同軸度。在磨外圓時應(yīng)仍留0.1mm左右余量，裝配后加工。

心桿與彈性套成錐面配合，為保證彈性套變形均勻，心桿錐面與彈性套錐面錐角應(yīng)盡量保持一致。加工方法：在加工中將兩件配研磨并且用紅丹粉涂色，觀察，保證兩件錐面接觸面積≥80%。為保證夾具精度，在夾具裝配完成后，需要將彈性套微脹，用萬能外圓磨床以錐柄為基準(zhǔn)對彈性套外圓磨削，并靠磨端環(huán)右端面。保證彈性套外圓與錐柄同軸度≤0.01mm；端環(huán)端面與錐柄徑向圓跳動≤0.01mm。

4 結(jié)束語

此夾具經(jīng)生產(chǎn)加工投入使用后發(fā)現(xiàn)，其操作簡單并且定心精度高。解決了該零件用一般夾具時因定位面公差相對同軸度要求較大使心軸必須分組加工而導(dǎo)致加工效率低的問題。不僅保證了外圓與內(nèi)孔的同軸度和產(chǎn)品質(zhì)量，而且大幅縮短了輔助時間，提高了工作效率。經(jīng)實(shí)踐證明，此方案可行。