薄壁錐套夾具研究與設計

王振寶

（德州職業技術學院，山東德州 253034）

0 引言

薄壁錐套是某產品的重要部件，結構雖然簡單。由于壁薄，不宜裝夾，用三爪卡盤不容易保證加工精度，因此大批量生產時，需要設計專用的夾具，來滿足其加工要求，提高生產效率和加工精度。

1 分析薄壁錐套的加工工藝

1.1 分析薄壁錐套的結構

薄壁錐套結構簡單，主要有圓柱面、臺階和內外圓錐面組成，單件生產選擇圓鋼；批量生產選擇鍛件毛坯，可以沖出直徑50 mm 的孔，這樣既節省材料，又能減少鉆孔工步。

1.2 分析薄壁錐套技術要求

零件的尺寸精度較低，外錐面的長度尺寸精度較高，公差值為0.06 mm，其余為未注公差；形位公差沒有要求，加工時也要保證左端面與內錐軸線的垂直度公差值不大于0.05 mm，保證裝夾與定位精度；內錐面的表面粗糙度Ra 為1.6 μm，其余為3.2 μm，零件如圖1 所示。

圖1 薄壁錐套零件

2 確定薄壁錐套的加工工藝

通過分析薄壁錐套的結構與技術要求，加工的關鍵技術是防止薄壁錐套的裝夾變形。解決問題的方法是選擇合理的加工工藝與設計夾具。因工件內外錐面不能再一次裝夾中完成，只能先加工內錐，然后在芯軸上加工外錐，需要設計合理的芯軸，才能避免工件的變形，來達到圖紙的精度要求。大批量生產時，工藝路線如下。

（1）加持Φ105 mm 毛坯外圓。車端面，齊平就行；粗車右端圓錐面，車成直徑為95 mm；鉆孔直徑為45 mm。

（2）工件調頭，夾持直徑95 mm。齊總長，保證尺寸35±0.03 mm；粗車Φ105 mm 外圓至Φ102 mm；粗車內圓錐，留1 mm 余量；精車內圓錐至尺寸。

（3）工件安裝在芯軸上。精車外圓Φ102 mm 至要求；精車圓錐至尺寸要求。

如果該產品是單件小批量生產，可以不用夾具，毛坯長度余量要滿足夾持要求，一次裝夾完成工件的外部尺寸，粗加工完內孔，然后上軟卡爪，夾持直徑Φ100 mm，完成內圓錐面及總長尺寸。

3 夾具設計

3.1 芯軸夾具的設計原理

根據薄壁錐套零件的結構，設計芯軸的結構尺寸，利用錐度的定位原理，保證夾具的定位要求，利用擋圈、螺栓，實現薄壁錐套的上、卸工件。如果批量大，可以增加快換墊圈。

根據薄壁錐套部分的結構，設計了芯軸的結構尺寸，并采用了錐度定位原理。保證夾具的定位要求，利用擋圈、螺栓，實現薄壁錐套的上、卸工件。芯軸夾具如圖2 所示。如果批量大，可以添加快換墊圈。

圖2 芯軸

3.2 芯軸夾具設計的方法

首先分析薄壁錐套的圖紙，研究薄壁錐套的結構與技術要求，選擇加工方法，確定工件的裝夾方法；然后根據裝夾方法設計芯軸夾具的零部件的結構，確定定位與夾緊元件的結構與精度尺寸；再構建夾具零部件的結構圖，如圖2～圖5 所示；最后構建夾具原理圖，如圖6所示。

圖3 螺栓

圖4 擋圈

圖5 快換墊圈

圖6 芯軸夾具裝置

3.3 芯軸夾具使用方法

（1）芯軸零部件的作用。芯軸用于安裝薄壁錐套，起到定位的作用；擋圈擋著工件和螺栓一起用于工件的夾緊；快換墊圈用于快速卸下工件，當大批量生產時，為了減少裝卸工件時間，卸工件時，螺栓不必全部擰出，只要松開螺栓，拿下快換墊圈，就可取下擋圈，卸下工件。

（2）芯軸使用時的注意事項。每次使用時，需要找正芯軸，或芯軸直徑在加工時留有余量，安裝在卡盤上要重新加工一次，才能保證加工精度。使用快換墊圈時，注意要加緊，避免加工過程中墊圈甩出。

4 夾具的推廣使用

芯軸的種類較多，有圓柱芯軸、小錐度芯軸、漲力芯軸，在實際生產中用途廣泛，可以根據實際需要進行設計制作，解決實際問題。此夾具在實際使用過程中此夾具拆裝方便，結構簡單、定位準確、省時，提高了加工效率。

5 結束語

本夾具采用錐度定位，結構簡單，保證了內外圓錐面的同軸度要求，很好地解決了薄壁零件的裝夾問題。裝卸工件方便、快捷。如果是批量生產，使用快換墊圈可以縮短裝卸工件的時間，從而大大提高裝卸效率。并且芯軸夾具制作容易，成本低。