圓形殼體零件加工及夾具設(shè)計(jì)

沈陽(yáng)理工大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院（遼寧 110005) 吳 敬

1.零件分析及加工難點(diǎn)分析

公司加工一批零件如圖1所示。該零件為ZG35材質(zhì)，零件總高度mm，大端面外圓直徑為mm，小端面直徑為100mm，小端面內(nèi)徑mm，大端面法蘭上設(shè)置6個(gè)mm的孔，大端面、小端面及小端面內(nèi)孔表面粗糙度值為Ra=1.6μm，大端面、小端面與零件的軸線垂直度為0.03mm。該零件的加工難點(diǎn):

(1)該零件屬于薄壁零件，加工過(guò)程中易出現(xiàn)變形。

(2)6個(gè)φ10mm孔有偏差要求，精度高，且要求6孔均布，常規(guī)加工必須提供鉆孔夾具來(lái)保證。

(3)保證大端面及小端面與零件軸線垂直要求，必須一次裝夾加工完成。

該零件加工工藝:鑄造成型;調(diào)質(zhì)處理;車(chē)加工，加工大端面，大端面外圓，小端面和小內(nèi)孔，采取防變形措施;鉆大端面6個(gè)φ10mm孔，采用鉆孔夾具。

圖1 零件結(jié)構(gòu)圖

2.車(chē)加工及防變形措施

在臥式車(chē)床上加工零件大端面、小端面及小內(nèi)孔部位，利用自定心卡盤(pán)裝夾。一次加工完成，保證同軸度和垂直度。為防止零件薄壁變形，采用簡(jiǎn)易脹套，如圖2所示。加工前將脹套裝置放入零件大孔中，調(diào)整螺栓長(zhǎng)度，使脹套外圈膨脹，支撐零件內(nèi)孔，保證零件在加工時(shí)不變形。

圖2 車(chē)加工安裝簡(jiǎn)易脹套示意圖

3.孔加工及鉆孔夾具設(shè)計(jì)

圖3 鉆孔夾具結(jié)構(gòu)示意圖

夾具裝置由夾具體、短軸定位銷(xiāo)、輔助支撐桿、鉆模板及螺紋夾緊等組成。

夾具定位采用短軸和面定位，零件小端面與短軸上的臺(tái)階構(gòu)成面定位，短軸與零件小孔構(gòu)成孔定位，其限制5個(gè)自由度。鉆模板落在零件大端面上，作鉆孔引導(dǎo)件，控制零件鉆孔精度。短軸上的螺栓和螺母構(gòu)成夾緊裝置，夾緊零件。3個(gè)輔助支撐，支撐零件底部，防止鉆孔時(shí)受力而變形。

輔助支撐結(jié)構(gòu)如圖4所示。螺栓套筒與夾具體為螺紋聯(lián)接。調(diào)整螺栓1移動(dòng)，推動(dòng)滑柱移動(dòng)，頂住輔助支撐桿4，靠摩擦力控制輔助支撐桿移動(dòng)。當(dāng)未安裝零件時(shí)，3個(gè)輔助支撐桿處于放松狀態(tài)，且由于底部壓縮彈簧的作用使支撐桿處于較高位置。當(dāng)安裝零件時(shí)，將零件小端內(nèi)孔放入短軸中定位，隨著零件緩緩放下，輔助支撐桿被壓下，當(dāng)完全定位后，擰緊調(diào)整螺栓1，將3個(gè)輔助支撐桿自鎖鎖死，輔助支撐頂住零件，實(shí)現(xiàn)支撐作用。

鉆模板由鋼板和鉆套組成，鋼板采用45鋼材質(zhì)，調(diào)質(zhì)處理。鉆套采用國(guó)標(biāo)系列，與鉆模板配合為過(guò)盈配合。鉆模板底部加工成內(nèi)凹面，與零件大端面外圓形成止口配合，內(nèi)凹面止口尺寸為φ340+0.0180mm(見(jiàn)圖5)。鉆模板中間螺孔與短軸螺桿之間留較大間隙，保證夾緊螺桿和鉆模板互不干涉。鉆模板與零件大端面外圓采用止口定位，有效保證了6孔與零件軸線的同軸度。

圖4 輔助支撐結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 鉆模板與零件安裝示意圖

4.結(jié)語(yǔ)

針對(duì)圓形薄壁殼體零件加工難點(diǎn)，采用簡(jiǎn)易式脹套，在臥式車(chē)床上加工大端面、小端面和小內(nèi)孔，解決了裝夾加工變形問(wèn)題;設(shè)計(jì)專用鉆孔夾具，利用鉆套作引導(dǎo)件，控制鉆孔精度;在夾具體上設(shè)置3個(gè)輔助支撐，支撐零件底部，提高零件剛度;輔助支撐采用斜面自鎖式，使用方便，夾緊可靠。