锡林右轴承座组件工艺及夹具设计

韩玉双,卢　洋（特变电工沈阳变压器集团有限公司,沈阳110144）

锡林右轴承座组件工艺及夹具设计

韩玉双,卢洋
（特变电工沈阳变压器集团有限公司,沈阳110144）

摘要：锡林右轴承座组件的加工精度要求极高，特别是轴承盖和轴承座的结合面和轴承孔，它们的精度将保证成品工件的质量，是整个工艺流程中的重、难点。本文针对锡林右轴承座组件工艺及相应的夹具设计展开讨论，仅作参考。

关键词：锡林右轴承座；梳棉机；夹具设计

1　锡林右轴承座组件工艺

锡林右轴承盖和轴承座与轴承相匹配，三者构成结合体，并安装于工作筒内，与道夫配合工件，构成梳棉机的核心构件。该结合体与工作筒共同旋转，而轴承盖作为支承件且重约1t、转速260rpm～410rpm，它对墙板构件的同轴度、轴向荷载、机件磨损安装精度和回转平稳度等具有不可忽略的影响。

锡林右轴承座组件是梳棉机联结锡林的重要零部件，在完成工件加工完毕后，应对铸件毛坯的无铸造缺陷进行检验，并抽样检验工件的物理特性。铸件表层或薄壁位置冷却较快导致切削难度很大，为降低材料强度且改善切削性能可进行退火处理。零部件的生产类型主要决定于生产数量的大小，而生产数量的大小又作为工艺选择的依据，将对工艺、设备和机具的选择造成影响。

2　锡林右轴承座组件的夹具设计

锡林右轴承座组件的夹具的设计原则是“保证加工质量、设计结构简单且合理、工艺高效、成本低廉”，按照该设计原则对多个预选方案进行优化对比和选择，从而确定一个最佳的设计方案。

2.1确定定位方案

设计基准面为A平面和Φ80±0.04，根据基准重合原则，选择A面和Φ80±0.04作为定位基准。因为零部件的两个加工孔是通孔，可假设不限制Z方向的位移自由度，所以只限制X、Y两个方向的位移自由度。通过如下计算，Y方向， X方向。利用菱形销和Φ136孔之间的配合关系可以得到：孔：，轴。因此，，。

本设计选用定位元件方案为：A平面作为定位板，左端面有一组支撑钉，Φ136孔为菱形销。以上方案的实施即可定位零部件。而左端面在夹具采用支撑钉定位时，零部件通常由四组或多组支撑钉进行定位，可增大定位系统的整体刚度，也可避免夹紧力和切削力不对称引起定位板的变形问题。为减少定位板的不共面误差，可在装配完成后进行磨合。通常情况下，误差控制在0.01～0.03mm以内。

毛坯面的定位夹具需选用四点支撑的方式，而菱形销的夹具则选用“一面两销”的方式。为简化装卸工件应以最简单的运动形式来完成，多采用伸缩式定位销。

2.2确定夹紧方案

夹紧工件有铰链压板、三组动压块和一组与活用螺栓焊接固定的压板。生产中夹紧工件主要受到切削力、惯性力和重力荷载作用。因夹紧力大小和系统刚度、夹紧设备的传递速率不无关系，所以其计算公式如下：

按照零部件受到切削力和夹紧力作用来分析并找到对夹紧最不利的瞬间状态，可根据静力平衡原理计算得到理论的夹紧力。最终，为确保夹紧可靠，理论的夹紧力乘以安全系数即可得出实际的夹紧力值。即:。

如夹紧力和切削力的方向正好相反，取K=2.5～3。即得到:

通过以上计算可以知道实际的夹紧力并不是非常大，为简化夹具结构和操作的便利性，本设计采用手动螺旋夹具装置。

为便于钻孔和扩孔加工，主要采用快换钻套和钻套与钻模板间装衬套。钻套的高度为36mm，钻套与工件之间预留排屑间隙。本设计方案中，钻套取h=8mm，内孔与刀具采用间隙配合的方式，也就是说快换钻套为F12.7F8，快换铰套为F13G7，衬套与钻模板配合的尺寸为F22H7/g6，衬套与钻模板间的配合为F34H7/g6。

因两孔的中心距离较大160±0.04，且考虑到零部件的自身结构特点，所以采取两组钻模板的方式。由于扩孔后仍需锪F26孔，该孔无需钻模板。因此，可以选用可卸式钻模板。又因钻模板一直处悬空状态，为提升夹具的整体刚度，在夹具中应加设加强筋。同时，为确保两钻孔的中心距离为160±0.04，在夹具设计中应保证两组钻套的中心距离同为160±0.04，钻套的对称中心为80±0.04，钻套中心距离支撑钉表面为46±0.025，如此一来，即可保证加工工件的外观尺寸要求。另外，在设计与装配夹具中需注意定位板和夹具地面的平行关系，钻套中心与地面垂直法线保持平行关系。

2.3夹具的设计验证

锡林右轴承座组件的夹具以两个平面进行定位，必须要求孔轴线与左侧面之间的尺寸公差和孔轴线与底面平行度的公差。为满足生产工序的基本要求，需保证工序的总误差小于或等于相应工序的可允许公差总和。由于本文篇幅所限，且本文所设计夹具已通过验证计算，验证计算的过程不再赘述。

3结束语

综上所述，锡林右轴承座组件作为梳棉机的关键零部件，它的加工工艺直接与梳棉机的工作稳定性和使用寿命相关。笔者通过讨论锡林右轴承座组件工艺及夹具设计，主要目的在于理论交流，为促进我国该方面的技术进步提供一定的参考意见。