车削封头筒的自定心撑顶夹具的设计与应用

2022-01-25赵忠刚

金属加工(冷加工) 2022年1期

关键词：定心封头螺母

赵忠刚

泰安嘉和重工机械有限公司山东泰安 271031

1 序言

在为某公司车削压制的封头筒（见图1）端面时，笔者设计了一个专用的自动定心撑顶夹具（见图2），操作简捷高效。现将该夹具的设制与应用介绍如下。

图1 封头筒

图2 撑顶夹具

2 撑顶夹具的组成及各件的作用

由图2可知，撑顶夹具由4个撑顶架、螺母、弹簧、基体和铁丝组成。其中的撑顶架如图3所示，其由弧块和导向板组焊而成，螺母和基体的具体结构状态分别如图4、图5所示。

图3 撑顶架

图4 螺母

图5 基体

基体是该夹具的基本载体，其上面有4个周向等分的斜槽，与螺母的槽配合使用，对撑顶架的导向板进行运行控制；螺母同时还对其上面的弹簧的伸长起限位作用；撑顶架的导向板有一段平槽，其长度略大于螺母与基体形成的环槽宽度，其平槽处安装材质为65Mn的圆柱螺旋压缩弹簧[1]，通常状态下弹簧将撑顶架推向基体左侧（见图2），当撑顶架左端受推挤力大于弹簧的受压反弹力后，弹簧会随撑顶架的右移而收缩（见图6），此时撑顶架的弧块便发生了径向扩张；铁丝穿在导向板右端的孔中，起防止撑顶架脱落的作用。

图6 撑顶夹具在受压后的状态

3 撑顶夹具的制作细节

各件均按图样制作即可，只是螺母与基体的槽部加工、撑顶架的弧面加工须注意：将螺母在车削止口和螺纹后，与车削完成的基体旋拧在一起，然后在其槽部钻孔，线切割加工它们的槽，该槽的横截面与撑顶架导向板的横截面一样，均为矩形，沿基体轴线倾斜（可取5°～8°），配合精度采取H7/g6[2]。撑顶架在组焊后，其弧块的弧面加工如下：将基体按图2方式组装完成后（注：将弹簧线套在基体后再拧螺母），在车床上用自定心卡盘加持基体的右端外圆面并校正，用回转顶尖配合顶盘顶其撑顶架左端（见图7），此时撑顶架会向基体退回，撑顶架的弧块会随导向板在基体斜槽中的运行而径向扩张，直到其被钢环内孔约束为止，开动机床，车削撑顶架弧块的弧面即可。

图7 撑顶夹具车削弧块

4 撑顶夹具的应用

该夹具应用非常简单，按图7方式（取下钢环）安装后，将基体右端夹紧在车床自定心卡盘上，把用螺钉紧固着顶盘的回转顶尖装在车床移动套筒的锥孔中，摇动手轮使移动套筒带着回转顶尖及顶盘退回一段距离，将图1所示的封头筒毛坯套在撑顶架的弧块上，再摇动手轮使移动套筒伸出，让顶盘顶封头筒的底面，此时撑顶架会向基体退回，撑顶架的弧块会随导向板在基体斜槽中的运行而径向扩张，直到撑顶架的弧块均顶紧封头筒的内面为止。开动机床，用截刀截下封头筒的余料，使其符合图1的形态。然后，退回顶盘，撑顶架在弹簧的推力下会立即伸出基体由弹簧控制的那段长度，撑顶架的弧块立即径向回缩，取下此件，以同样方法加工后续封头筒即可。

注意：截刀尽量取窄的，减少切削阻力，节约刀具成本；顶盘必须顶紧封头筒，防止在切削中工件转动。