圓形殼體零件加工及夾具設計

沈陽理工大學應用技術學院（遼寧 110005) 吳 敬

1.零件分析及加工難點分析

公司加工一批零件如圖1所示。該零件為ZG35材質，零件總高度mm，大端面外圓直徑為mm，小端面直徑為100mm，小端面內徑mm，大端面法蘭上設置6個mm的孔，大端面、小端面及小端面內孔表面粗糙度值為Ra=1.6μm，大端面、小端面與零件的軸線垂直度為0.03mm。該零件的加工難點:

(1)該零件屬于薄壁零件，加工過程中易出現變形。

(2)6個φ10mm孔有偏差要求，精度高，且要求6孔均布，常規加工必須提供鉆孔夾具來保證。

(3)保證大端面及小端面與零件軸線垂直要求，必須一次裝夾加工完成。

該零件加工工藝:鑄造成型;調質處理;車加工，加工大端面，大端面外圓，小端面和小內孔，采取防變形措施;鉆大端面6個φ10mm孔，采用鉆孔夾具。

圖1 零件結構圖

2.車加工及防變形措施

在臥式車床上加工零件大端面、小端面及小內孔部位，利用自定心卡盤裝夾。一次加工完成，保證同軸度和垂直度。為防止零件薄壁變形，采用簡易脹套，如圖2所示。加工前將脹套裝置放入零件大孔中，調整螺栓長度，使脹套外圈膨脹，支撐零件內孔，保證零件在加工時不變形。

圖2 車加工安裝簡易脹套示意圖

3.孔加工及鉆孔夾具設計

圖3 鉆孔夾具結構示意圖

夾具裝置由夾具體、短軸定位銷、輔助支撐桿、鉆模板及螺紋夾緊等組成。

夾具定位采用短軸和面定位，零件小端面與短軸上的臺階構成面定位，短軸與零件小孔構成孔定位，其限制5個自由度。鉆模板落在零件大端面上，作鉆孔引導件，控制零件鉆孔精度。短軸上的螺栓和螺母構成夾緊裝置，夾緊零件。3個輔助支撐，支撐零件底部，防止鉆孔時受力而變形。

輔助支撐結構如圖4所示。螺栓套筒與夾具體為螺紋聯接。調整螺栓1移動，推動滑柱移動，頂住輔助支撐桿4，靠摩擦力控制輔助支撐桿移動。當未安裝零件時，3個輔助支撐桿處于放松狀態，且由于底部壓縮彈簧的作用使支撐桿處于較高位置。當安裝零件時，將零件小端內孔放入短軸中定位，隨著零件緩緩放下，輔助支撐桿被壓下，當完全定位后，擰緊調整螺栓1，將3個輔助支撐桿自鎖鎖死，輔助支撐頂住零件，實現支撐作用。

鉆模板由鋼板和鉆套組成，鋼板采用45鋼材質，調質處理。鉆套采用國標系列，與鉆模板配合為過盈配合。鉆模板底部加工成內凹面，與零件大端面外圓形成止口配合，內凹面止口尺寸為φ340+0.0180mm(見圖5)。鉆模板中間螺孔與短軸螺桿之間留較大間隙，保證夾緊螺桿和鉆模板互不干涉。鉆模板與零件大端面外圓采用止口定位，有效保證了6孔與零件軸線的同軸度。

圖4 輔助支撐結構示意圖

圖5 鉆模板與零件安裝示意圖

4.結語

針對圓形薄壁殼體零件加工難點，采用簡易式脹套，在臥式車床上加工大端面、小端面和小內孔，解決了裝夾加工變形問題;設計專用鉆孔夾具，利用鉆套作引導件，控制鉆孔精度;在夾具體上設置3個輔助支撐，支撐零件底部，提高零件剛度;輔助支撐采用斜面自鎖式，使用方便，夾緊可靠。