彈性定位夾具加工偏心工件

郭起勝

摘 要：本文所述為鑄鐵偏心工件的加工，該零件的加工難度在于保證φ47﹑φ40與φ22孔的中心距離，以及φ40和φ47的同軸度。用常規的四爪卡盤裝夾加工，很難保證偏心距的精度及同軸度，為此，本文作者制作了彈性定位夾具進行加工，大大縮短了裝夾輔助時間，又能保證加工精度，提高了生產效率，縮短生產周期。得到了使用單位的好平和認可，同時也為我公司創造了可觀的經濟效益。

關鍵詞：偏心工件；彈性定位；裝夾快捷

中圖分類號：TG75 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）14-0093-02

偏心工件如圖（1、3）所示，是我公司承接韶關某食品機械廠的來料加工件，材料是鑄鐵件，按圖加工達圖紙要求。

該零件的特點是：偏心距的精度高，平行度高，尺寸精度要求高，加工難度大。

解決上述問題的關鍵是：裝夾和測量。

常規的加工方法圖2是先用三爪卡盤裝夾加工出φ160、φ42外圓φ22內孔及右端面，再用四爪卡盤裝夾，通過劃線校正后再加工其他部位。此裝夾的校正非常困難，校正稍有一點誤差，直接影響工件精度，而且生產效率很低。

1 夾具的設計與制作

現采用的彈性定位夾具如圖4。采用此夾具可簡化裝夾、縮短裝夾輔助時間，降低工人勞動強度，并能保證產品質量。

1.1 定位盤

如圖5所示，定位盤上的φ47孔用于安裝彈性薄壁（如圖7），起控制工件偏心距的作用；定位軸孔φ22的精度及偏心距45的精度非常重要，直接影響加工時工件的精度；定位盤φ206外圓與支撐盤φ206孔配合。制作時可采用“加工中心”加工完成確保直徑公差，垂直度，中心距。支撐盤左端三個螺紋孔與定位盤端面三個通孔對齊，以便螺桿穿入安裝在普通車床C6140卡盤的法蘭盤上。定位盤與支撐盤配合后起到定位與支撐工件的作用。

1.2 支撐盤

如圖6所示，支撐盤φ206孔與定位盤φ206外圓配合，支撐盤左端三個螺紋孔與定位盤端面三個通孔對齊，以便螺桿穿入安裝在普通車床C6140卡盤的法蘭盤上。定位盤與支撐盤配合后起到定位與支撐工件的作用。

1.3 薄壁彈性定位體

薄壁彈性定位體采用材料40Cr，調質處理硬度達到HRC45-48加工而成，是一個開口薄壁套（如圖7）起到彈性定位作用。

1.4 錐體

如圖8，錐體與M8螺紋內六角螺釘配合。當錐體內螺釘擰緊時，φ47薄壁彈性定位體擴張與工件φ47內孔完全接觸，起到很好定位作用。當錐體內螺釘擰出時，頂著限位套使錐體離開與薄壁彈性定位體的配合，薄壁彈性定位體彈回原來尺寸，加工完成后便于拆下工件。

1.5 壓塊

如圖9，壓塊起夾緊力作用，采用兩枚M12螺桿安裝在支撐盤右端面的兩螺孔內，擰緊螺母壓塊壓緊工件。使得工件φ160端面與支撐盤右端面靠平，待加工工件。加工完成后確保工件端面的平行。

（1）夾具的結構。（2）夾具的安裝及調整。（3）夾具的工作原理及操作方法。（4）工件的定位精度及自由度分析。

2 彈性定位夾具夾具加工工件的步驟及刀具、切削用量的選用

2.1 使用夾具加工工件的步驟

（1）先用三卡盤，用自做焊接的加長反爪，夾毛胚外圓φ150處車出φ160外圓及右端面。鉆φ22內孔留（0.5～1毫米）佘量精車至尺寸。（2）采用七毫米臺階反爪靠平夾緊φ160外圓把φ150外圓車至尺寸及φ160左端面至尺寸。（3）三、拆下三爪卡盤，裝上夾具，工件已加工好的φ22內孔套入定位軸內，工件φ160的右端面與支撐盤右端面靠平找正工件毛胚φ60外圓中心在主軸的旋轉中心后，兩壓塊壓緊工件φ150左端面，加工出φ60外圓、端面、φ36孔、φ47孔至尺寸。（4）松開壓塊，拆下工件，進行反面加工，已加工好φ22內孔套入定位軸及加工好φ47孔套入彈性定位薄壁，工件φ160左端面靠平支撐盤端面后。擰緊錐體螺釘，使彈性薄壁擴張與工件φ47孔緊接觸后，兩壓塊壓在φ160右端面，鎖緊螺母使壓塊壓緊工件，加工φ40內孔至尺寸，松開壓塊螺母及錐體螺釘使彈性薄壁彈回原來尺寸。取下工件，工件加工完成。經測量各部位尺寸及光潔度達到圖紙要求。

2.2 刀具的選擇

（1）刀片可選用YG6硬質合金，它的耐磨性，抗振性，抗沖擊性都比較好，以及使用強度高。刀桿為45號鋼。（2）加工外圓時，可選用93度主偏角的右偏刀。因為加工60外圓時由于兩壓塊壓在150外圓的左端面上，選用右偏刀可避開壓塊加工出60外圓。（3）加工端面選用93度主偏角的左偏刀。如選用45度左偏刀，在端面會產生一個45度斜角，再換成外圓刀車去這一斜角，會浪費一定的加工時間。（4）加工內孔選用93度鏜孔刀。選擇鏜孔刀時，考慮到加工直徑22孔時，孔徑比較小，因此刀稈應小于孔經3～5毫米。

2.3 切削用量的選擇

（1）主軸轉速（n）：為延長車刀的耐用度，及工件加工完成后表面光潔度，主軸轉速選擇為粗車n=100轉/分。精車n=200轉/分。（2）吃刀深度（a）：因鑄件毛胚尺寸比工件圖紙尺寸大5～6毫米。加工直徑160外圓時吃刀深度為a=（dw-dm）/2=（165-160）/2=2.5毫米。精車直徑47和40內孔時，吃刀深度為a=（dw-dm）/2=（47-46）/2=0.5毫米。（3）進給量（f）：進給量是指工件每一周，車刀沿進給方向移動的距離。粗車時一般取為0.3～0.8毫米/轉，精車時常取0.1～0.3毫米/轉。加工時考慮到工作效率，與工件加工后的粗造度。粗車時f=0.4毫米/轉，精車時f=0.15毫米/轉。（4）切削速度（v）：又稱線速度，切削時，車刀切削刃上某一點相對待加工表面在主運動方向上的瞬時速度。

V=πdn/1000=（3.14×160×100）/1000=50240/1000=50.24m/min。

3 使用效果

該零件是我公司承接韶關市某食品機械廠的來料加工，用常規裝夾加工時，平均一天只加工20件左右，而且還不能全部保證形位公差達到圖紙要求。采用彈性定位夾具加工時平均一天可加工100件，并且形位公差100%達到圖紙要求，大大提高生產效率，縮短生產周期。得到了使用單位的好平和認可，同時也為我公司創造了可觀的經濟效益。

參考文獻

[1]余俊.機械設計〈第二版〉[M].北京高等教育出版社，1986.

[2]許兆豐.車工工藝[M].中國勞動出版社出版，1996.

[3]王天諶.機械工人[M].機械工業出版社，2003.