車削封頭筒的自定心撐頂夾具的設計與應用

趙忠剛

泰安嘉和重工機械有限公司 山東泰安 271031

1 序言

在為某公司車削壓制的封頭筒（見圖1）端面時，筆者設計了一個專用的自動定心撐頂夾具（見圖2），操作簡捷高效。現將該夾具的設制與應用介紹如下。

圖1 封頭筒

圖2 撐頂夾具

2 撐頂夾具的組成及各件的作用

由圖2可知，撐頂夾具由4個撐頂架、螺母、彈簧、基體和鐵絲組成。其中的撐頂架如圖3所示，其由弧塊和導向板組焊而成，螺母和基體的具體結構狀態分別如圖4、圖5所示。

圖3 撐頂架

圖4 螺母

圖5 基體

基體是該夾具的基本載體，其上面有4個周向等分的斜槽，與螺母的槽配合使用，對撐頂架的導向板進行運行控制；螺母同時還對其上面的彈簧的伸長起限位作用；撐頂架的導向板有一段平槽，其長度略大于螺母與基體形成的環槽寬度，其平槽處安裝材質為65Mn的圓柱螺旋壓縮彈簧[1]，通常狀態下彈簧將撐頂架推向基體左側（見圖2），當撐頂架左端受推擠力大于彈簧的受壓反彈力后，彈簧會隨撐頂架的右移而收縮（見圖6），此時撐頂架的弧塊便發生了徑向擴張；鐵絲穿在導向板右端的孔中，起防止撐頂架脫落的作用。

圖6 撐頂夾具在受壓后的狀態

3 撐頂夾具的制作細節

各件均按圖樣制作即可，只是螺母與基體的槽部加工、撐頂架的弧面加工須注意：將螺母在車削止口和螺紋后，與車削完成的基體旋擰在一起，然后在其槽部鉆孔，線切割加工它們的槽，該槽的橫截面與撐頂架導向板的橫截面一樣，均為矩形，沿基體軸線傾斜（可取5°～8°），配合精度采取H7/g6[2]。撐頂架在組焊后，其弧塊的弧面加工如下：將基體按圖2方式組裝完成后（注：將彈簧線套在基體后再擰螺母），在車床上用自定心卡盤加持基體的右端外圓面并校正，用回轉頂尖配合頂盤頂其撐頂架左端（見圖7），此時撐頂架會向基體退回，撐頂架的弧塊會隨導向板在基體斜槽中的運行而徑向擴張，直到其被鋼環內孔約束為止，開動機床，車削撐頂架弧塊的弧面即可。

圖7 撐頂夾具車削弧塊

4 撐頂夾具的應用

該夾具應用非常簡單，按圖7方式（取下鋼環）安裝后，將基體右端夾緊在車床自定心卡盤上，把用螺釘緊固著頂盤的回轉頂尖裝在車床移動套筒的錐孔中，搖動手輪使移動套筒帶著回轉頂尖及頂盤退回一段距離，將圖1所示的封頭筒毛坯套在撐頂架的弧塊上，再搖動手輪使移動套筒伸出，讓頂盤頂封頭筒的底面，此時撐頂架會向基體退回，撐頂架的弧塊會隨導向板在基體斜槽中的運行而徑向擴張，直到撐頂架的弧塊均頂緊封頭筒的內面為止。開動機床，用截刀截下封頭筒的余料，使其符合圖1的形態。然后，退回頂盤，撐頂架在彈簧的推力下會立即伸出基體由彈簧控制的那段長度，撐頂架的弧塊立即徑向回縮，取下此件，以同樣方法加工后續封頭筒即可。

注意：截刀盡量取窄的，減少切削阻力，節約刀具成本；頂盤必須頂緊封頭筒，防止在切削中工件轉動。

5 結束語

該工裝設計新穎、造價低微且操作簡捷，若是大批量生產，車床移動套筒頂緊的方式改為大型氣缸頂緊，效率更好。