薄片工件车削夹具的设计

江 琰

江阴中等专业学校 江苏江阴 214400

1 加工难点

在企业生产实际中,经常会遇到薄片工件的外圆车削加工,如图1所示。这类工件的加工,主要难点在装夹。这种薄片工件的厚度一般小于5 mm,中心处没有任何孔可以作为定位支承进行安装,给实际车削加工带来一定难度。

图1 薄片工件

这类工件不使用专用夹具无法进行加工,即使用企业中常用的带止口台阶的卡爪,也无法对所要车削的薄片工件进行加工。因为用带止口台阶的卡爪装夹车削薄片工件外圆,需要两面接刀车削,接刀车出的外圆不同轴,精度达不到要求。由于薄片工件中心处没有任何孔,因此无法用芯棒来安装进行车削。此类工件注定在通用夹具,即三爪或四爪卡盘上无法装夹。

针对企业的实际生产任务,笔者参阅相关工具书,专门设计并制作了薄片工件车削夹具。夹具采用组合式结构,左半部分借助通用三爪卡盘的卡爪端面作为定位基准面,右半部分由夹具体、滚动轴承、支承组合块等组成。整个夹具采用轴向夹紧方式,简单高效。

2 设计思路

由于薄片工件外径加工精度要求较高,公差仅为0.05 mm,因此薄片工件的外圆只能采用一次装夹的方法加工完成。工件的夹紧方式只能是轴向夹紧。

轴向夹紧力可以依靠尾座的顶紧力,为增大尾座顶紧时与工件的摩擦力,夹具与工件的支承采用面接触。为保证摩擦力与支承力之和大于工件车削时的切削力,最大限度增大夹具与工件间的摩擦力,并最大限度扩大夹具的使用范围,支承块的结构采用组合式。根据薄片工件不同的直径大小,选择并组合可支承最大直径的支承块,这样大大提高了夹具的装夹可靠性。根据加工尺寸,选择不同的支承块进行组合,扩大夹具的加工范围。

为保证薄片工件、夹具能跟随卡盘一起旋转,在夹具的中心处配置了相应规格的滚动轴承。

为了提高组合支承块的定位精度,支承块间采用定位螺栓进行定位装配,并采用小间隙配合。

薄片工件车削夹具如图2所示,主要由尾座锥柄、轴承、支承组合块1、支承组合块2、定位螺栓、挡圈组成。

图2 薄片工件车削夹具

3 使用方法

图3 薄片工件车削夹具装夹

4 使用特点

(1) 操作简单。薄片工件放置在卡爪与夹具中间,只需用划针盘对工件毛坯外圆稍作校正,顶紧尾座,就可以进行工件的车削。工件车削完成后,松开尾座,工件自然落下,节省了大量的工件装夹时间。

(2) 加工效率成倍提高,加工精度高。采用此夹具车削薄片工件,外径车削不用接刀,避免了接刀误差,加工精度高,工件加工质量有保证。

(3) 加工范围广。使用此夹具,可以加工任意尺寸并且中心处无任何孔径的薄片工件,可车削外径在80～400 mm范围内的薄片工件。

需要注意的是,采用此夹具,薄片工件的左端面与车床的三爪端面直接接触顶紧,没有设计专用的前置夹具。考虑到三爪的可调节性,加之简便易用,最终决定将调节好位置的三爪面作为支承面,与工件左端面顶紧,进行车削。这样做效果明显,降低了加工成本。

5 结束语

在生产中,巧妙借助已有的通用夹具中的部分结构功能,针对薄片工件的加工特点,设计制作了简单可靠的薄片工件车削夹具,可以提高加工效率,稳定加工精度,降低生产成本。

薄片工件的加工在机械制造企业生产中经常会遇到,对于一些中小企业而言,设计制作简单易用的夹具是保证加工质量的前提。通过笔者设计的采用轴向夹紧的薄片工件车削夹具,可以有效保证薄片工件的加工精度和生产效率,解决了企业的实际生产加工难题。