小直徑塑料軸承內擋圈數控車床夾具的改進

特瑞堡密封系統（中國）有限公司 （上海 201108） 馮培曄

1. 零件分析

圖1 所示為我公司生產的軸承內擋圈，材料為POM（聚甲醛）。內六角孔的尺寸為5.61～5.5mm。材料壁較薄且為工程塑料，在加工R2.01mm的溝槽時會因車削力造成工件的變形。

圖 1

2. 夾具設計過程

（1）工件外徑夾緊方式：由于工件高度較小， 采用外徑夾緊方式易造成工件的變形且對刀具產生干涉。采用工件外徑夾緊方式是不可行的。

圖 2

（2）采用工件內徑內撐方式成為必然的選擇。初始的內徑內撐方式1及夾具的組成如圖2所示。工件徑向定位內六角撐件、工件軸向定位件、工件、主軸端口過渡法蘭盤與主軸端口有較好的配合精度，目的是用工件徑向定位內六角撐件、將工件置于機床的回轉中心，從而保證是同軸的。

其工作原理：使用液壓卡盤的排刀架式的小型數控車床。卸下液壓卡盤，利用聯接液壓卡盤的拉桿的前后移動轉換為工件夾具夾緊放松的運動。（該拉桿的功能是依靠裝在主軸尾部的回轉液壓缸內活塞的往復運動帶動主軸孔內的拉桿將力傳遞給頂針（拉桿和頂針通過主軸拉桿與頂針的聯接塊用螺紋聯接）。然后頂針前移脹開工件徑向定位內六角撐件，將工件脹緊。工件放松時，也就是回轉液壓缸內的活塞反向運動。

機器運轉方式：工件的裝夾采用全自動方式。工件放入振動料盤，通過料盤的振動，工件依次排列進入料軌滑落到裝夾的起始位置。數控控制指令M86（自動上料），執行后X軸推料氣缸先動作，X軸推料氣缸將工件推到工件徑向定位內六角撐件的前端位置后，Z軸推料氣缸工作（見圖3、圖4），將工件推裝到工件徑向定位內六角撐件上，推料彈簧壓縮同時工件軸向定位件后退到位。數控控制指令M10（拉桿前推），工件徑向定位內六角撐件在頂針前移作用下外撐脹緊工件內徑。數控控制指令M87（上料機構復位）。加工溝槽，加工結束后數控控制指令M11（拉桿后移）夾具放松，夾具中的推料彈簧恢復帶動工件軸向定位件前移將工件推彈入下料道。

圖 3

圖 4

數控控制程序：

O0001

M11；（拉桿帶動頂針后移，工件徑向定位內六角撐件放松）

M03 S500；

M86；（自動上料）

M100；（檢測主軸上是否上料，如果主軸上沒有上料，程序跳轉到程序頭再執行）

M10；（拉桿帶動頂針前推，工件徑向定位內六角撐件撐開脹工件）

M87； （上料機構復位）

M100；（檢測料是否被夾住，如果沒有夾住料，程序復位，跳轉到程序頭再執行）

…… ； (加工程序)

M99；

式中，Cn為第n種顏料的混合比例，且滿足C1+C2+…+Cn=1；進行迭代計算,求解方程,使ΔR最小,即可得配樣的配方。

采用內徑內撐方式1， 工件徑向定位內六角撐件的使用壽命較短。若加工9 000件左右，由于長時間的摩擦碰撞導致工件徑向定位內六角撐件與頂針的接觸部位斷裂。所以提高工件徑向定位內六角撐件的使用壽命成為當務之急。

改進后內徑內撐方式2及該套夾具的組成如圖5所示。

圖 5

工作原理為：利用聯接液壓卡盤的拉桿的前后移動轉換為工件夾具夾緊放松的運動。（該拉桿的功能是依靠裝在主軸尾部的回轉液壓缸內活塞的往復運動帶動主軸孔內的拉桿將力傳遞給過渡拉桿（拉桿和過渡拉桿通過主軸拉桿與過渡拉桿的聯接塊用螺紋聯接）。過渡拉桿后推依次脹開過渡脹套和工件徑向定位內六角撐件，將工件脹緊。工件放松時，也就是回轉液壓缸內的活塞反向運動。

機器運轉方式：工件的裝夾采用全自動方式。工件放入振動料盤，通過料盤的振動，工件依次排列進入料軌滑落到裝夾的起始位置。數控控制指令M86（自動上料），執行后X軸推料氣缸先動作，X軸推料氣缸將工件推到工件徑向定位內六角撐件的前端位置后，Z軸推料氣缸工作，將工件推裝到工件徑向定位內六角撐件上，推料彈簧壓縮同時工件軸向定位件后退到位。數控控制指令M11（拉桿后移），工件徑向定位內六角撐件在過渡拉桿后推，脹開過渡脹套的作用下外撐脹緊工件內徑。數控控制指令M87（上料機構復位）。加工溝槽，加工結束后數控控制指令M10（拉桿前推）夾具放松，夾具中的推料彈簧恢復帶動工件軸向定位件前移將工件推彈入下料道。

數控控制程序：

O0001

M10；（拉桿帶動過渡拉桿前推，工件徑向定位內六角撐件放松）

M03 S500；

M86；（自動上料）

M100；（檢測主軸上是否上料，如果主軸上沒有上料，程序跳轉到程序頭再執行）

M11；（拉桿帶動過渡拉桿后移，工件徑向定位內六角撐件撐開脹緊工件）

M87；（上料機構復位）

M100；（檢測料是否被夾住，如果沒有夾住料，程序復位，跳轉到程序頭再執行）

…… ； (加工程序)

M99；

采用改進后的內徑內撐方式2，使該套夾具的工件徑向定位內六角撐件使用壽命達到360 000件左右，取得很好的效果。