殼體零件加工車削工藝分析及夾具設計

黃曉東

摘 要 為保障殼體零件加工效果，提高加工效率，文章針對某殼體模具零件特點，進行了殼體零件車床夾具工藝的分析和專用機床夾具的設計，達到了零件加工質量以及生產安全要求。

關鍵詞 殼體模具 零件 車削工藝 夾具設計

中圖分類號：U463 文獻標識碼：A

機床夾具是實現被加工零件準確定位、夾壓、刀具的導向以及裝卸工件的限位等目的的部件。在制造生產中，機床夾具的運用能使保證產品質量，提高勞動生產率及減少勞動強度等，無論在傳統機床上還是在數控機床或加工中心上，都起著非常關鍵的作用。然而，在車床夾具生產加工中，機床夾具設計的成功與否直接關系到被加零件加工效果的好壞。因此，完善加工工藝，優化夾具設計是提高生產效率保障企業經濟效益的重要途徑。

1殼體模具型芯零件概述

殼體模具是機器的基礎件之一，主要功用是保持各軸.套及齒輪等零件在空間的位置關系，使其能夠協調地運動，并起到支承各零件的作用。某汽車上的一個殼體模具型芯零件，如圖1所示，文章將以該模具為例，介紹其車床夾具設計，包括車削工藝以及夾具設計。

2車削工藝分析

分析該零件圖，其形狀結構較復雜，材質選用HT200，對毛坯材料先進行車削加工，然后再加工其他道序，該車削道序的主要內容為：

以€%～20mm孔中心軸線為中心來加工其他表面，包括：兩端直徑€%～50mm的外圓端面，兩端直徑為？90mm的外圓端面及倒角，工件加工表面的旋轉中心線需與機床主軸的回轉軸線同軸，加工的關鍵是找到定位基準，同時應盡可能的提高勞動生產率和降低勞動強度，其車削工序圖如圖2所示。

3車床夾具設計

利用本夾具主要用來車左右端面，在車左右端面時，其他表面都是未加工的，該夾具主要用來保證工件加工表面的旋轉中心線與機床主軸的回轉軸線同軸。

3.1車床夾具結構

該車床夾具采用手動彈簧芯軸機構進行其內孔定位加緊，工件以€%～20mm通孔在彈性套筒上進行回轉中心定位，同時利用芯軸端面進行端面定位，然后旋緊螺母，通過椎體和錐套的作用，讓彈性套筒產生向外均勻的彈性變形，從而使工件脹緊來實現對工件的定芯夾緊，如圖3所示。

3.2切削力及夾緊力的計算

（1）切削力的計算。

彈性套筒的最大夾緊力Nf=8，355N，此時Nf已大于3，000N的夾緊力，故本夾具可安全工作。

3.3夾具芯軸的有限元分析

本夾具主要利用套筒的外圓和芯軸端面進行定位，其中芯軸是主要承擔傳遞載荷的關鍵定位元件，材料選用45鋼，其屈服應力為355MPa。利用有限元分析軟件建立芯軸的三維模型，并在應用程序中進行靜力學分析，分析結果如圖4所示。

其中，芯軸最下端為外螺紋，紫色的部分表示其受力在2.931€？0-2～29.26MPa，紫色和淺黃色都有的部分受力最復雜，也是最危險的部位，受力在2.931€？0-2～233.9MPa，紫色和藍色的部分受力也在2.931€？0-2～58.49MPa，均低于其屈服應力355MPa，故該芯軸滿足強度要求，可以安全的使用。

4結束語

實踐證明，該設計結構簡單，操作便捷， 確保了夾具可以安全的工作，極大地保證零件加工效果，解決了此類模具零件車削加工的裝夾問題，具有很好的經濟效益，對類似加工夾具設計提供了參考。

參考文獻

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[2] 張智森，許永強，陸海桃等.薄壁殼體零件加工夾具設計[J]. 組合機床與自動化加工技術， 2016（6）：155-156.endprint