定位環零件切削加工工藝及夾具設計

◆孫德英

作者：孫德英，大連職業技術學院機械工程學院副教授，研究方向為數控技術及實訓教學管理（116037）。

1 定位環零件圖分析

如圖1所示為定位環零件圖，該零件形狀簡單，材料為STKM16A，綜合切削性能較好。兩端面的平行度公差及粗糙度可通過磨削加工即可保證；內孔尺寸及形位精度要求較高，通過數控車削加工，在適當的定位與夾緊方式下，可保證加工精度。

圖1 定位環零件圖

該件單邊壁厚較薄（11.5 mm），徑寬比較大（19 mm）。采取直接夾持該工件外圓進行加工，Ф（110.0535+0.0175）mm內孔尺寸及0.01 mm的圓度很難保證。為此，除在工序上考慮該零件的精度之外，還要采用一種專用夾具，把該件直接所受的徑向夾緊力轉移或變為軸向夾緊力。

2 定位環零件切削加工工序

下料使用鋸床下料，毛坯尺寸為Ф135×15，如圖2所示。

圖2 定位環毛坯圖

第一次安裝使用QTN150數控車床，三爪卡盤夾持Ф135 mm外圓，夾持長度為5 mm；車削外圓和右端面至定位環零件圖要求，并倒角C0.5；車削內孔尺寸至Ф109.1 mm，單邊留約余量0.45 mm，深度10 mm，并倒角內孔C0.5，如圖3所示。

圖3 外圓及右端面加工裝夾示意圖

第二次安裝使用QTN150數控車床，三爪卡盤夾持已加工好的Ф133 mm外圓，夾持長度為5 mm，車削左端面至7+0.3，并角C0.5，如圖3所示。

圖4 左端面加工示意圖

第三次安裝使用QTN150數控車床，三爪卡盤夾持定位環專用夾具的Ф145 mm外圓；之后把圖4所示工件裝于定位環夾具底座上，裝上定位環壓蓋，用螺釘擰緊；車削內孔尺寸Ф109.1 mm至尺寸Ф110.0535（F7），如圖5所示。

圖5 夾具使用示意圖

第四次安裝使用M7130磨床，磨削加工（7+0.1）mm兩平面至定位環零件圖要求。

3 定位環零件夾具

由圖5可以看出，該夾具由底座、壓蓋及螺釘等元件組成。使用時，把數控車削加工好的定位環工件放在底座上，放上壓蓋，之后擰緊三個螺釘即可。

該夾具的特點是把徑寬比較大，薄壁定位工件由原來的徑向直接夾緊方式（該方式易使工件變形，影響Ф110.0535（F7）圓度及尺寸精度），變為軸向夾緊方式（徑向不受力，不影響Ф110.0535（F7）圓度及尺寸精度）。

圖6 夾具底座零件圖

如圖6所示，定位環夾具底座限制了工件的5個自由度，滿足了該件的加工尺寸精度要求。其中：止口深為6 mm，要小于定位環數控車削之后的厚度（7+0.5）mm；止口直徑為Ф133H7 mm，對應工件的數控車削直徑尺寸設計成Ф133h7 mm，采取間隙配合方式，以保證工件與夾具底座配合不影響零件的內徑尺寸。

使用定位環夾具試切定位環工件，通過加工出的樣件進行檢測，其他尺寸及表面質量均滿足圖紙要求，可以使用該夾具裝夾定位環工件進行加工，避免了原來的直接裝夾工件外圓加工帶來的誤差現象的發 生。通過該定位環零件的切削加工工藝研究與分析，可以把結論應用于其他類似項目中。主要思想是把工件的徑向夾緊力變為軸向夾緊力，或轉移夾緊力作用位置，使薄壁或直徑寬比較大的工件加工不因夾緊力而引起變形，保證工件的形位誤差及表面質量。

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