空調下氣缸蓋側孔轉位式車夾具的設計與應用*

黃曉華 傅戈雁

(①蘇州工業職業技術學院精密制造工程系，江蘇 蘇州215104;②蘇州大學機電工程學院，江蘇 蘇州215014)

1 零件的結構分析

本件為空調機下氣缸蓋(如圖1 所示)，其毛坯為灰鑄鐵翻砂鑄件。在整機中上、下氣缸蓋之間用10 mm 厚度的隔離板隔開，通過所加工出的兩個側面的兩組階臺孔(φ13.9 mm、φ14.1 mm 和φ15 mm、φ16 mm)借助管道剛性密封聯接。壓縮機運行時，由上氣缸蓋吸進冷凍液并于內部轉化成氣體，下氣缸蓋吸進該氣體并于內部再轉化為液體，循環工作。從功能上可以看出，這兩組孔在加工后必須保證同軸，從結構上分析又無法一次裝夾后從一側加工出兩組階臺孔，而必須調頭后分別加工。因此，對于該鑄件的加工，確定合適的定位基準和保證調頭加工時的轉位精度至關重要。

2 加工工藝分析

由圖1 可知，該件側面孔的加工既可利用加工中心，也可利用車床通過鉆孔和鏜孔來完成。二者比較，前者看似加工效高，但工件裝夾非常繁瑣，即輔助加工時間較長。因此，當大批量生產時，該工件適宜安排在車床加工，只需配以靈巧的車夾具，一次裝夾即可較為簡便地完成工件兩側面孔的加工。

3 夾具結構特點及工作原理分析

3.1 結構特點

該下氣缸蓋需加工至如圖1 所示情形，兩端面已經磨削至尺寸，除待加工的兩組側孔外，端面各孔也已加工完成。值得一提的是，為了便于在車夾具上實施一面二銷定位，特在工藝上將端面的螺釘過孔2 -φ8.5 mm 和孔距φ74 mm 分別加工至2 -φ8+0.0220mm(用作工藝銷孔)和φ74 ±0.030 mm，待完成側孔車削后再將2 -φ8+0.0220mm 擴孔至2 -φ8.5 mm。為保證所要車削的兩組階臺孔之間的同軸度，最大限度地減小裝夾誤差，如圖2 所示，車第二組階臺孔時，無需卸下工件，只需稍旋松鎖緊螺母4，利用對定銷11 的精定位功能，將轉位基座6 轉過180°，重新旋緊螺母4，便可再次鉆孔、鏜孔。為防止轉位基座轉位失靈，將對定銷與轉位基座的圓柱配合面切出一處小平面，以確保對定銷不發生自轉。由圖2 可知，夾具體1 與直角支架2 以定位銷17 和圓柱頭內六角螺釘16 聯接，直角支架2 內置對定銷11，在放置壓力彈簧后被蓋板9壓緊。安裝有菱形銷10 和定位圓銷13 的轉位基座6間隙配合于心軸5 上。為了防止轉位基座6 從心軸5滑落，在心軸5 的螺紋端旋入一M16 圓螺母12 用以限位。

3.2 工作原理

(1)夾具安裝 先卸下車床卡盤，以夾具體1 的內止口定位，再將3 個M8 螺釘分別鎖入其3 個螺孔中，待工藝心軸插入夾具中間孔并用百分表校至0.03 mm 跳動范圍內后即可鎖緊上述3 個M8 螺釘。

(2)工件裝夾 工作時，將下氣缸蓋工件的過渡工藝銷孔2 -φ8+0.0220mm 分別套入轉位基座6 上的菱形銷10 和定位圓銷13，注意使工件底平面與轉位基座6 的上平面接觸良好;在工件上方沿心軸5 螺桿部分插入開口墊圈3，鎖緊外六角螺母4，即可進行第一組側孔的鉆孔、鏜孔加工;

(3)第二組孔的車削 當一組孔加工完畢并停車，略旋松鎖緊外六角螺母4 一牙左右，在轉位基座6側面孔位插入可卸式手柄7，并作順時針扳動，當聽到咔嚓聲，表明直角支架2 底平面沉孔中的兩個對定銷在彈簧力作用下先受壓下行，后又重新彈入轉位基座6 的對應孔中，下氣缸蓋工件隨轉位基座6 重新獲得定位，鎖緊外六角螺母4 后，即可按圖紙尺寸要求車出另一組孔。

(4)取工件 略旋松鎖緊外六角螺母4 一牙左右，取下開口墊圈3，即可取下工件。之后重復上述操作即可。

(5)將取下的下氣缸蓋工藝銷孔2 -φ8+0.0220mm擴孔至2 -φ8.5 mm。

4 拓展應用實例

轉位式車夾具還可用于一些不宜徑向夾緊，且在同一回轉平面上具有二處以上被車削要素的工件車削。

如圖3 所示是電動機變速箱體毛坯壓鑄件，圖4所示是該變速箱等出軸孔轉位式車夾具結構圖。為便于安裝，該變速箱體由左、右兩個半件以螺釘連接而成。為保證箱體的安裝精度，采用左右兩件組合加工的方法，即在組裝后銑出上下兩個大平面，利用壓鑄件尺寸具有高度一致性的特點，以內腔定位用鉆模將4個安裝孔中的斜對兩孔先鉆再鉸至2 -φ6+0.0180mm，并保證孔距100 ±0.050 mm，再用圖4 所示轉位式車夾具，以2 -φ6+0.0180mm 工藝孔作為定位孔，開口墊圈壓緊后車削第一組軸承孔φ30*0.0180mm 和2 ×1 mm 擋圈槽，車削完成后轉位車削第二組軸承孔φ24*0.0180mm 和2 × 1 mm 擋圈槽。最后將4 個安裝孔鉆至φ6.5 mm。

［1］趙如福.金屬機械加工工藝人員手冊［M］. 上海:上海科學技術出版社，2006:83 -92.

［2］劉建亭.機械制造基礎［M］. 北京:機械工藝出版社，2006:36 -51.

3］鄭修本.機械制造工藝學［M］. 北京:機械工業出版社，2005:55-59.

［4］王正剛，葛友華，吳祥，等. U 形件車削用多工位可調夾具的設計［J］.機械設計與制造.2009(2).