快速彈性夾頭的改造

歐建玲

(廣東省湛江市技師學院，廣東 湛江524037)

低壓直流自吸電磁閥是家用熱水器的一個主要的組成部件，我們公司專門設計制造這類低壓直流自吸電磁閥，以供應給各家用熱水器生產廠家。ESV -0304(圖1)是這類產品的其中一個型號。公司在創建初期，生產量少，產品性能基本穩定，送樣無不良反饋。但是，當各廠家定單下來，公司投入批量生產后，曾有廠家反饋意見為產品的動磁芯與導管有機械卡住現象，開閥動作電壓較高，而釋放電壓較低。我們跟蹤調查，發現批量生產中存在一些技術問題，其中尤為突出的是夾具不好用。這個問題直接影響到動磁芯、定磁芯和導管等零件的尺寸、形位和生產效率，從而影響到產品的綜合性能。這迫使我們對原有夾具進行改良。

1 原彈性夾頭的使用情況

低壓直流自吸電磁閥ESV -0304 的動磁芯、定磁芯、導管等零件都使用CM6125 精密車床加工，由于零件的精密度要求高，所以經常用到彈性夾頭來夾緊定心。CM6125 精密車床生產廠家隨機配備了一套彈性夾頭。在實際操作使用中，特別是批量生產中，發現其有諸多缺點。

(1)難校正。此彈性夾頭的夾具體由車床卡盤夾緊，安裝時比較難校正。

(2)夾緊力小。此彈性夾頭主要靠螺母的移動來推動彈簧夾頭，使錐套逼緊彈簧夾頭的錐面，從而夾緊工件，無反向預緊。在加工過程中，由于夾具也旋轉，螺母鎖緊力不夠，容易往外移出，彈簧夾頭也往外移，使錐套與彈簧夾頭錐面的逼緊力變小，從而對工件的夾緊力也變小，使工件在車削過程中容易打滑，刀具崩刀，增加廢品和調刀的時間。

(3)工件長度尺寸定位不準。此彈性夾頭在夾緊時由于彈簧夾頭的移動會帶動工件進行軸向移動，所以夾具鎖緊后與夾具鎖緊前工件伸出的長度會不相同，工件長度尺寸難定位。

(4)使用操作不方便，工人勞動強度大。由于CM6125 精密車床的手輪直徑較小，工人在操作時需長時間用手掌扭動手輪，手掌很累，容易疲勞。再者，在裝夾工件時，工人需一手抓工件，一手擰螺母，且左、右手位置剛好相錯，裝夾很不方便，增大工人的勞動強度，影響勞動生產效率。

(5)此彈性夾頭價格高，且不易購買。CM6125 精密車床原配彈性夾頭以上的不足，對車間產品批量生產造成很大影響。必須對原彈性夾頭改良設計制造。

2 彈性夾頭改造的工藝要求

原彈性夾頭對車間產品生產效率影響很大，不利于批量生產。針對以上缺點，我們另行設計制造了快速簡易彈性夾頭，如圖2 所示。

其中起夾緊作用的最重要的工件是彈簧夾頭2，選用45 鋼來制造。由于要加工的動磁芯、定磁芯等工件外圓直徑的最小公差帶為0.03 mm，所以彈簧夾頭2 制造時必須達到0.01 mm 以上精度。而我們車間中控制精度最高的車床就是CM6125 精密車床，可控制精度為0.01 mm，我們就選用它來加工彈簧夾頭2 的相關部位。在車床中加工完后，再用鋸片沿垂直于彈簧夾頭2 大端端面鋸出兩條不通槽，形成“十”字形，可直接得到2～3 mm 的槽寬。這樣，彈簧夾頭2 基本制造完成。

但是，使用時由于該工件在徑向頻繁地夾緊、松開，且在軸向也頻繁來回移動，材料容易疲勞和磨損。為了提高該件的疲勞強度和耐磨性，在機加工后必須進行熱處理。其處理方法是將加工后的彈簧夾頭2 先淬火后回火。由于該件是45 鋼，我們選用的淬火溫度為840 ℃，并保溫1 h30 min。此外，由于45 鋼在20～40 ℃水冷卻的最大淬透直徑為13～16.5 mm，而礦物油中冷卻的最大淬透直徑為6～9.5 mm，所以選用了鹽水冷卻，可獲得比較高的淬透性。其選用的回火溫度為380 ℃，回火時間為3 h，回火后空冷，可獲得硬度為40～45 HRC。該工件經淬火、回火后得到比較高的硬度、耐磨性、強度與韌性相配合的綜合力學性能。如表1。

表1 綜合力學性能

進行了熱處理后，還將彈簧夾頭2 放到磨床上進行磨削加工，以提高其尺寸精度。

3 快速簡易彈性夾頭的使用情況

在實際操作使用中，與CM6125 精密車床原配彈性夾頭相比，快速簡易彈性夾頭具有以下優點。

(1)易校正，精度高。此快速簡易彈性夾頭采用錐柄與車床主軸錐孔配合聯接，提高了夾具的回轉軸線與車床主軸軸線的同軸度，較易校正。位置精度主要由車床精度和夾具精度來保證。如圓柱類工件軸心線與端面的垂直度主要由車床精度來保證;同軸度、跳動等主要由夾具精度來保證。而一般夾具的制造公差為工件制造公差的1/3～1/5。在制造此夾具時，我們盡量保證此夾具的尺寸精度，以確保車削工件的精度。后來在批量生產中證明，采用此快速簡易彈性夾頭裝夾，車削工件的同軸度誤差不大于0.02 mm。

(2)夾緊力大。由于采用了彈簧，增大了反向預緊力，使夾具夾緊力大，且快速省力，并減少了工件打滑現象，降低了廢品率。

(3)工件長度尺寸定位準確。此夾具的定位螺桿采用細牙螺紋，可對工件的長度尺寸進行微調，而鎖緊螺帽尺寸稍大，工人操作起來方便、準確。

(4)操作方便省力。CM6125 精密車床原配彈性夾頭的鎖緊螺帽采用右旋螺紋式。由于人的動作習慣，右手旋動比左手旋動靈活，工作起來很不方便。而改造后的快速簡易彈性夾頭的鎖緊螺帽上安裝了手柄，人對手柄的操作，左、右手都一樣靈活，工人操作起來方便、省力。此外，在卸工件時，由于彈簧3 的作用，只要直紋滾花螺帽1 一松開，彈簧夾頭就彈出，把工件送出，工人操作很快捷、省力。

(5)使用成本低，價格便宜。原用夾頭100 元/個，現用夾頭40 元/個。

自從這種快速簡易彈性夾頭投入使用后，大大減輕了工人的勞動強度，受到使用者的一致好評;并使車工組的生產率提高了21%以上;有的工件加工工序甚至達到66%。如加工低壓直流自吸電磁閥ESV -0304 的相關工件時，按每人每班加工的件數來計算，其加工情況對照如表2。

表2 新夾頭與原夾頭使用對比

4 結語

此快速簡易彈性夾頭結構簡單、緊湊、輕便，操作快捷、方便，控制精度可靠，現除了應用在動磁芯、定磁芯的加工外，還推廣應用于導管的加工，大大提高了生產效率和產品質量。后來在廠商的反饋意見中幾乎沒有再出現動磁芯與導管機械卡住的現象，產品的工作性能也很穩定，也大大增強了公司的聲譽?？梢姾喴讑A具在車削加工中不容輕視，夾具的巧妙設計與制造，也會帶來非常大的生產效益。

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