船用“本體”零件車削專用夾具設計

摘 要 “本體”為船舶產品上的常用零件。由于形狀特殊，“本體”通常的加工方法是在鏜床上采用鏜削的方式加工，加工效率較低。本文設計了車削加工“本體”的專用夾具，將該產品轉移到車床上進行加工，解決了該類零件加工制造的難題。

關鍵詞 “本體”；專用夾具；車削

中圖分類號：TG751 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）07-0188-02

“本體”（見圖1）應該是由鏜床加工完成的零件，由于鏜床切削速度慢，鏜削螺紋時，精度難以保證等原因，難以生產出合格的產品。為此筆者通過在車床上設計實用的夾具順利解決了“本體”無法在車床上直接裝夾的難題，完成了“本體”的施工任務，產品質量要求得到了實現。

圖1 “本體”零件圖

1 零件的機械加工難點分析

1.1 材料難于加工

船用產品上的液壓管件上的連接部件，需要具有防腐蝕的能力，“本體”所選用的材料為1Cr17Ni2的不銹鋼，屬奧氏體不銹鋼，這種鋼材的機加工切削性能很差，對加工硬化非常敏感，該材料的塑性好、韌性高，切削時易粘刀，又易加工硬化，刀具非常易磨損，機加工難度大，難以保證機加工后的表面粗糙度。

1.2 “本體”的外形特殊難于裝夾

車削加工時工件旋轉，刀具不動，可以獲得較高的切削速度，硬質合金刀具（特別是選用機夾刀具）能夠有效地克服1Cr17Ni2材料在機加工時產生的冷作硬化現象。車削加工各種螺紋的質量好，車床加工螺紋時掛輪調整非常方便，也便于對刀和用環規等量具檢驗螺紋加工后的質量，更主要的是鉆深孔時，速度質量都有所提高。但是由于“本體”的前端兩個通口夾角是80°，與另一個通口的夾角是140°，用四爪卡爪直接裝夾時，夾持前兩個通口時能加工下端的通口，但當下端通口加工完成后，直接用四爪卡盤裝夾工件卻無法使上端其中的一個三通口處于車床卡盤中心并且與卡盤垂直的位置。因此，當采用車床加工該零件時，存在著不能直接裝夾的問題。

2 設計車床夾持“本體”的專用夾具

首先對其下端的這一個通口，認定可以用車床直接加工，其方法是，用四爪卡盤夾住毛坯的上端（該毛坯采用的是自由鍛方法鍛造成品的，是一個260×100×60的長方體），然后車削下端各部尺寸成品，而上面這兩個通口如何在車床上進行裝夾就是本次設計專用夾具要解決的問題。車床加工要具備的條件是零件的軸心必須與車床主軸（卡盤）中心重合，其外圓和內孔才能被車床加工成品，這是此次夾具設計的關鍵。

1）選擇定位基準。通過對“本體”零件形狀的分析，該三通有三個圓心在同一平面上，而且剛才已經談到“本體”下端的一個通口可以不用夾具直接在車床上加工，可以利用這一點，此外在加工下端通口時，只需要把M39×2的內螺紋和端面加工質量提高上去，確保M39×2的內螺紋的螺紋精度并且和端面垂直，就可以利用其作為夾具的定位基準，再利用夾具來解決另外兩個通口的裝夾問題。

2）提出設計車削加工“本體”的基本思路。用車床卡盤無法直接裝夾“本體”進行車削加工，如果把“本體”固定在一個夾具上，然后再用車床的四爪卡盤夾持這個夾頭，就能完成加工任務。為此，可用一個彎板型式的夾具，將“本體”固定在彎板上，然后將彎板裝夾在C630車床的四爪卡盤上，在適當調整卡盤位置，即能解決“本體”的裝夾問題。

3）夾具設計方法。將“本體”上端的兩個通口靠在彎板側邊上，使其一個通口與底邊垂直，而且基本上處于彎板的中心位置，然后將其下端的通口位置向彎板底邊引線，至合適位置，參照此位置，將線過度到彎板內側，在底板上劃一條40°的線，貼著側邊從底加工面的上面和下面各加工出φ55 mm的同心孔，中間壁厚留25 mm，并加工出φ300+0.01的孔，加工這些孔的作用，是在彎板底部準備安裝定位銷軸，用于聯接“本體”的下端面，達到固定“本體”的目的。

定位銷軸的設計與制作：定位銷軸的作用是聯接和固定“本體”的下端通口，另外還必須使定位銷軸能準確牢固地固定在彎板上，因此定位銷軸的上端車制了M39×2的外螺紋，螺紋后的端面與M39×2螺紋垂直。銷軸的φ30的軸頸的尺寸公差φ300-0.01，與彎板的孔的尺寸基本相同，用來保證“本體”與彎板的定位精度，定位銷軸的下端加工成M36×2的螺紋，用螺母和彈簧墊片加以固定。

設計鎖緊裝置：“本體”用固定銷軸裝夾在彎板上后，由于該處是螺紋聯結，可以旋轉，沒有完全控制“本體”的自由度。為此，可在彎板的另一側設計鎖緊裝置。鎖緊裝置由壓板、雙頭螺柱、螺母、彈簧墊片組成，螺栓采用M14的雙頭螺柱。鎖緊裝置制作完成后，車削“Y”型三通的專用夾具就基本上制作完成。

4）夾具使用方法。將“本體”的下端通口與定位銷軸聯結在一起，靠實后，將定位銷軸把緊在彎板上，這時上部的兩個通口，一個與彎板的底板垂直，另一個通口可以用鎖緊裝置夾緊。當鎖緊裝置鎖緊后，“本體”本體就被固定在專用夾具上，這時把專用夾具裝夾在車床的四爪卡盤上，就可以對“本體”進行加工。當第一個通口加工完后，按照上述辦法把另一個通口移至這個方向，就能完成“本體”的加工。

3 結論

通過設計車削加工“本體”的專用夾具，使“本體”由鏜削加工轉變為車削加工，克服了鏜削加工時存在的效率低、質量差的難題。加工后“本體”的尺寸數據、表面粗糙度及技術參數符合圖紙的要求，應用專用夾具比鏜床加工“本體”提高了生產效率近5倍以上，解決了加工難題。

參考文獻

[1]孟少農.機械加工工藝手冊[M].北京：機械工業出版社，1991.

[2]陳心昭.機械加工工藝裝備設計手冊[M].北京：機械工業出版社，1998.

作者簡介

于濤（1980-），男，遼寧葫蘆島人，渤海船舶職業學院教師，助理實驗師，主要從事數控編程和數控加工工藝領域的

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