利用二爪卡盘设计偏置卡爪加工直角管接头

贾政宇 教传艳 沈阳工学院机械与运载学院

利用二爪卡盘设计偏置卡爪加工直角管接头

贾政宇 教传艳 沈阳工学院机械与运载学院

采用标准车床的二爪卡盘，设计偏置卡爪，增加定位板和定位螺钉，实现六点定位，改变夹紧部位，增强定位夹紧功能，解决了加工直角管接头零件的难题。扩大了机床加工范围，改善了加工性能。

卡爪 车床 加工

在航空液压系统中，使用的直角管接头零件，对中心距尺寸要求较高，采用常规的车床加工方法往往不能满足要求，常用车床卡盘为三爪或四爪，根本无法加工，采用二爪对心卡盘，加工直通管接头零件较合适，不适于加工直角管接头零件。认真研究直角管接头零件结构和二爪卡盘特点，对卡盘上的卡爪进行改进设计，在卡盘上增加附件，实现六点定位，解决了加工直角管接头零件的难题。

1 零件分析及卡爪设计结构

直角管接头零件均为精密铸造毛坯，外观尺寸较好。直角两边端部均加工成丝扣，用于连接管路，两边端口平面距另一边中心线尺寸存在公差±0.1mm，要求加工时定位要准确。标准二爪卡盘，卡爪夹牢后，可以保证直角管接头零件，垂直于卡盘的一边垂直，但不能保证平行边的端口平面与垂直边中心距离尺寸准确。设计偏置卡爪。卡爪头部分偏置部分和非偏置部分，偏置部分平行卡盘加工半圆凹面，与零件平行边丝扣下部圆状外部接触，构成定位副和夹紧副。非偏置部分上部加工螺孔安装定位螺钉，与零件垂直边圆状外部接触，构成定位副。采用XR6136P数控车床，将原卡盘上标准二爪卸下，安装偏置二爪卡爪，再对卡盘进行适当修改设计，就可以加工直角管接头零件了。

2 加工直角管接头零件二爪卡盘设计结构

利用原车床二爪卡盘，拆下原卡爪，换上偏置卡爪，安装定位支撑板，对面设置配重块，具体结构见图1。1卡盘底座，采用原卡盘；2偏置卡爪；3定位螺钉，安装在卡爪非偏置部分中心线上；5定位板，用于控制直角管接头零件平行卡盘边端口至垂直边中心线距离；6配重块，用于平衡偏重。卡爪采用45号钢，调质处理，表面淬火处理，增加耐磨性。卡爪齿形连接部位，采用线切割，保证尺寸，其余部分通过铣床加工和磨床加工完成。配重块设计成圆形，便于加工和安装。重量通过动平衡确定。

3 安装使用

将卡盘按照设计要求加工安装定位板和配重块的螺孔。安装偏置卡爪；安装定位板和配重块；将定位螺钉安装在偏置卡爪上；将卡盘安装在机床主轴上。

直角管接头零件安装在卡爪上后，卡爪偏置部位上的半圆凹面接触其平行边丝扣下部圆形毛坯部位，即构成定位，可以视为短轴—孔定位，形成二点定位，限制2个自由度，又是夹紧部位，构成夹紧。卡爪非偏置部位上的定位螺钉与直角管接头零件垂直边圆形毛坯部位接触构成点定位，限制1个自由度。直角管接头零件平行边端口平面与定位板接触，构成平面定位，限制3个自由度，共构成六点定位，定位板的位置可以随零件直角边的尺寸变化而变化，保证接头端面与另一边中心线尺寸准确。

首件加工，转动卡盘，让定位板转到下方，零件平行卡盘平面边端口紧贴定位板平面，旋转卡盘外圆上丝扣，卡爪向里移动，卡爪偏置部分稍稍夹紧零件圆形管段毛坯，调整卡爪上定位螺钉位置，转动卡盘找正，确认零件垂直边管段垂直于卡盘，锁紧定位螺钉。再一次移动卡爪，完全夹紧零件。

首件加工完成后，定位螺钉和定位板位置不动，后续加工仅更换零件即可。

通过实验，该设计完全可行，加工出的零件尺寸完全合格，且使用也方便。

图1 偏置卡爪卡盘及安装简图

4 结语

利用原机床卡盘，作一定的修改，扩大了加工范围，机床利用率提高。

若直角管接头零件尺寸变化，可以调整定位板位置，安装时定位板平面与卡盘中心的距离尺寸必须保证，才能保证零件一边端口平面到另一边中心线尺寸准确。

该设计简单，加工安装较方便，操作使用灵活，可以借鉴。

[1]曾正明，吴清寒，等.机械工程材料手册[M].北京：机械工业出版社，2003

[2]蔡春源，汪恺，等.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2000

贾政宇（1997-），男（汉族），辽宁省大石桥市人，沈阳工学院，学生，专业：16机械电子工程，研究方向：机械设计、电气控制、单片机应用。

教传艳（通讯作者）（1982—），女（汉族），辽宁省沈阳市人，沈阳工学院，讲师，硕士，研究方向：计算机基础教学研究、虚拟现实技术、计算机辅助机械设计。