电机11OSJT—前端盖车削夹具改进设计与调试

符式贵

摘 要：对于11OSJT-前端盖的尺寸、形位精度较高且定位较难，属大批量生产。本文设计了一套自动化的工装，利用液压卡盘、定位工装和压盘组合定位，使加工该零件时既能保证精准定位和装夹，又能提高零件加工精度，同时提高生产效益，降低劳动强度。

关键词：前端盖；工艺分析；夹具改进；夹具调试

中图分类号：TG751.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）20-0054-03

Motor 11OSJT-Improvement Design and Debugging of

Front Cover Turning Fixture

FU Shigui

（Guofang Science and Technology Technician Institute of Guangdong Province ，Guangzhou Guangdong 510515）

Abstract： For the high precision and difficult position accuracy of the 11OSJT- front cover， a set of automatic tooling was designed， using the hydraulic chuck， positioning tooling and pressure plate combined positioning， so that the parts could not only ensure accurate positioning and clamping， but also improved the machining accuracy of parts， improved production efficiency and reduced labor intensity.

Keywords： front end cover；process analysis；fixture improvement；fixture debugging

11OSJT-前端盖（简称前端盖）是某设备伺服主轴电机的一个重要零件。随着科学技术的快速发展，机械自动化装备需求越来越大，电机需求量也随之增加。前端盖加工的传统方法效率较低，工人劳动强度较大。本文针对原来的加工工艺和工装夹具进行有效改进，以提高其生产效益，降低劳动强度，并通过多次的加工试验证明11OSJT-前端盖车削工装夹具的实用性和优越性。

1 前端盖结构

前端盖的材料是用铝压铸的成型毛坯料；零件轴承位处用单位3.5mm铸铁圈合成，用于和轴承作配合。此零件两边平面度和同轴度都要求在0.01mm以内，精度比较高，且两面的装夹位置只有不到5mm的距离[1]，因此在加工第二面时装夹定位比较困难。前端盖尺寸见图1。

2 前端盖加工工艺分析

2.1 传统加工方法分析

2.1.1 方法1。采用液压卡盘直接夹紧B面，加工A面。然后分到下一个工序，再用液压卡盘直接装夹A面，加工B面。

存在的问题：①在用液压外爪装夹零件A面时，装夹过程中，零件A面无法紧贴卡爪外平面，使得A面无法和卡盘面平行；②加工出的零件平行度公差较大，一般为0.06～0.15mm。

根据此方法，如果用普通卡盘装夹加工，则要进行百分表校正，校正零件的时间较长，不适合大批量生产[2]。

2.1.2 方法2。设计一个简单夹具进行辅助装夹（如图2所示），将铸铁作为夹具材料。

采用简单夹具定位装夹加工前端盖的步骤如下。

①以前端盖的B面为粗基准装夹在卡盘上，加工A面，并保证相应的尺寸精度。

②把简单夹具C面装到卡盘上，校正后，并保证前端盖的A面贴紧简单夹具的D面，前端盖的Ф103套入简单夹具的Ф103孔，然后用4个M5螺丝锁紧前端盖，单边间隙最小为0.002 5mm，最大为0.013 5mm，加工B面保证与A面的平行度。用此方法加工能满足图纸较高的平行度。但由于基准不重合，很难保证图纸中的同轴度要求。

存在的问题：由于每加工一个工件必须拆卸4个螺丝，辅助加工时间较长，固影响生产效率和增加工人的劳动强度。

2.2 工艺问题分析

对上述2种加工方法进行分析，如果要满足图纸上较高的平行度和同轴度的要求，在工件装夹后，必须保证工件装夹定位后A面与机床卡盘面的平行度小于图纸所标的平行度0.01mm，且最好采用设计基準与工艺基准重合，即加工完A面后，采用反爪装夹定位基准A处，加工B面，才能保证B面Ф40处与A基准同轴度0.01mm。

由于此工件材料是铝做的，所以装夹力度不应该过大，否则会变形。此外，零件的A面与B面外圈装夹定位，长度都不大于5mm。如果装夹力度过小，在加工过程中，零件容易被打飞。

3 加工前端盖B面工装改进设计与操作原理

如图3所示，工装分别由加长圆柱内卡、定位盘和压盘3个主体部分组成。先由6个螺钉和3个垫柱把定位盘直接安装到卡盘上，保证定位圈内孔Ф103处的理论圆心与车床主轴理论圆心重合且定位圈端面垂直于主轴，平行于液压卡盘端面，并与前端盖A面Ф103处外圆配合与保证定位后，前端盖有较高的同心度和平行度；保证加长内卡与液压卡盘的同轴度精度高于工件的同轴度要求[3]。

当前，端盖A面Ф103处外圆套入定位圈后，用装在刀架上的压盘快速移动到离前端盖X轴为0（既是前端盖理论圆心处，Z轴处位10mm（既是与卡盘面的垂直距离）。然后再慢速向卡盘处均匀压紧前端盖，使前端盖在被加长内卡夹紧过程中位置始终保持不变，从而达到定位基准与设计基准重合。

在前盖被压紧后启动液压卡盘按钮，张开加长圆柱内卡爪。此时，将内卡爪的压力调至0.4MPa夹紧。

当前盖夹紧后，Z轴压盘快速退出安全位置。换第二把刀加工内孔，加工完成后，换第三把刀加工外圆和端面。加工完成后退出安全位置，再次启动液压卡盘按钮，缩回内卡把前盖拿出。然后清扫干净夹具，放入下一个前端盖。重复以上操作[4]。改进后的工装见图3。

4 夹具调试过程与结果

当整套夹具加工安装完成后，选取20件进行试车。首先，将程序编好，如表1所示。将液压卡盘压力调至0.4MPa（当夹紧压为大于0.6MPa，可能引起内孔Ф42轴承位处被撑大。当夹紧压力小于0.4MPa可能夹不紧，在加工的过程中容易发生变位）。将压盘对好中心，把前盖放入定位圈，用手轮将压盘移至前盖处将前盖压紧，设其坐标为零点，对好刀具，加工。

首次加工完成一件自检合格后，再拿20件前盖，加工完成后，通过QC检查可知，各尺寸符合要求，平面度和同柱度均在公差范围以内。次日又拿了500件进行加工，产品全部合格。

5 结语

通过对前端盖工装的改进，采用数控车床及液压卡盘，大大提高了生产效率和经济效益。传统的加工方法，每人每天每台机生产160件前盖，用现在的工装，每人每天8h可生产250件前盖，每人每月（24d）可多做2 640件，且大大降低了工人的劳动强度。

参考文献：

[1]沙莉，阳夏冰.机床夹具设计[M].北京：北京理工大学出版社，2012.

[2]机械加工工艺装备设计手册编委会.机械加工工艺装备设计手册[M].北京：机械工业出版社，1998.

[3]刘党生.金属切削原理与刀具[M].北京：北京理工大学出版社，2009.

[4]徐鸿本，曹甜东.车削工艺手[M].北京：机械工业出版社，2011.