24 点夹紧液压夹具在加工汽车制动毂中的应用

王 帅 邱 岩 温华栋

（沈阳第一机床厂，辽宁 沈阳 110142）

随着世界汽车行业的不断发展，对汽车各部件零件的加工要求也在不断的提高。制动毂在汽车制动中可以说也是一个重要的部件，加工质量的好坏直接决定着制动的各项指标，零件加工是否能达到设计精度要求，直接影响产品质量。为了保证加工能够达到的各项精度要求，提高成品的合格率，多年来制动毂加工中人们想了不少的办法来满足加工精度要求。但始终跳不出三爪自动定心夹紧的范畴。因为大批量生产中三爪卡盘卡爪与工件接触频繁容易磨损。磨损后定心精度下降，整套夹爪就重修或是报废，修复较为繁琐。另外，三爪的夹紧力都集中于三点（如图1 所示），力小夹不紧，力大使工件变形。虽然在机床上检测各项指标是合格的，但卸下检测往往超差，致使废品率降不下来。后将卡爪改进为宽爪，但宽爪始终没有跳出三点夹压的范畴，看是多点压紧实际上还是三点受力。自车宽爪对工件尺寸要求很严，由于制动毂外圆本身是铸造毛坯面，用自车宽爪效果也不显著。为什么现实生产中还在使用宽爪，主要是利用卡爪和工件在夹压中有微小变形的特点，实现多点夹紧。

从零件结构尺寸来看，制动毂属于薄壁易夹压变形零件。为解决上述固定宽爪在夹压中存在的问题，我们巧妙地利用了杠杆的基本原理，将固定的宽爪改为浮动压板，使六个压点都能有效地和工件接触，而六个点对工件在同一圆周上的压力保持一致。还利用了胶皮压缩变形的特性，设置了夹爪在松开时能自动复位机构（如图2 所示）。将原来的一个夹紧点分为两个夹紧点，每一个夹紧点的作用力f=F/2。式中，F 是单个卡爪的夹紧力。

同时将三点固定夹紧改为六点浮动夹紧，使六点都能有效地和工件接触。这样的设计取得了一定的效果，但还是没有达到零件的尺寸精度要求。

针对较大、薄壁零件加工的需要，在六点浮动夹压的基础上，我们设计研制出了12 点浮动夹压的夹具。进一步分散了单个夹压点对工件的作用力。经使用，得到用户的广泛认可。汽车制动鼓零件规格繁多，绝大多数的零件是铸件。精度技术条件要求越来越高，批量大、要求加工效率高。为了满足加工的要求大家想了很多办法，不断的实践取得到了一定成功。近年来我们在12 点浮动夹压的基础上进一步改造，将三爪卡盘从单层改为双层夹压。这种（如图3 所示）24 点夹紧液压夹具在加工汽车制动毂中应用后，取得了良好的效果。

1 结构特点

该卡具结构是卡盘上有三个卡爪，每个卡爪体（如图4 所示）上安装一个大转臂1。每个转臂两端是浮动块5，浮动块又有上下两个小转臂3，每个小转臂上有两个夹紧点7。每个卡爪最终分为8 个夹紧点，三个爪一共分为24 个点，以30°角均布在制动毂的外圆夹持面上，工件夹紧时，各点受力均匀，很大程度地减小了工件的变形。另外，该卡具采用浮动夹紧，转臂与浮动块上都有转轴2、4、6，使24 点的每一点都能有效地夹紧工件，解决了因毛坯面圆度不好面引起的受力不均问题。24 点浮动卡具结构合理，多点均匀卡压，卡压时虚点能有效补偿，松开时各点自动复位，满足了用户的需要。

2 工作原理

24 点夹紧液压夹具（以下简称24 点夹具）利用8点来分散单个卡爪作用力，三个爪的夹紧力将分散到24 个点来夹紧工件。例如：单个卡爪的夹压力是10000 N 分为8 点，每点的夹压力则是：

将制动毂装夹在24 点浮动夹具上，当工件表面圆柱度较大时，大小转臂将随着转轴旋转一个很小的角度，使每一个夹紧点都能有效地夹紧工件，解决了因毛坯面圆柱度不好引起的受力不均问题。每个夹紧点是可以调整长度的，操作者只要根据工件外圆调整好，就不要自车了，大大增加了每个夹紧点使用寿命。

3 24 点夹紧液压夹具的应用

多年来，此类24 点夹紧压具已做有数百套，随机床出厂用于生产。已应用于山东青岛青特、青岛海通、浩信及朝阳飞马的汽车制动毂加工线上，对提高零件加工质量、降低废品率发挥着应有作用。用户及我们机床服务人员的反馈信息为：此卡具设计合理，没有出现过大问题。近期机床订货为薄壁零件的用户指明工装要配24 点夹压的液压夹具。可见我们最近几年研制的24 点（多点）夹压的液压夹具是成功的，得到了人们的认可。