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高精度薄壁零件尤其是對連接產品的薄壁管殼工件進行加工時，消除定位、裝夾變形的技術一直困擾技術人員。一般認為采用心軸定位夾具，分多次裝夾零件壓緊，彈性心軸定位夾緊零件，軟爪徑向夾持零件的方法較為可行。 ▲ 一種心軸夾具 但由于管殼零件壁薄，尺寸精度要求高、幾何公差要求嚴格，必須要一次裝夾完成零件加工，在彈性、徑向夾持力的作用下，零件加工后會產生彈性變形。因此下面分享一種消除加工夾緊力變形的工裝設計，能較好的解決薄壁管殼零件在加工中所受的夾緊力變形問題。 一、薄壁管殼零件介紹
Q6 F+ {' z2 {% f' |% R3 T薄壁管殼零件成件如圖1所示。形狀為橢圓曲線形，小端孔φ58H7，大端孔直徑84H7，壁厚1.5mm，零件幾何公差精度對基準孔端面要求高。 圖1 薄壁管殼零件 二、加工難點分析
/ d4 }/ d9 p0 t" I零件壁厚1.5mm，剛性差，薄壁管殼零件的直徑與長度之比＝D/L≥10，零件加工時在主切削力的作用下，受到刀具的徑向擠壓產生彈性變形。根據零件的尺寸精度要求，需要一次加工完成，才能達到技術要求，但是受到零件結構限制，零件在裝夾定位時若采用： （1）分道加工，先加工外圓圓柱面，壓圓柱面再加工曲線面，則存在二次裝夾，達不到零件幾何公差要求。 （2）若采用軟爪夾持孔或其它部位，零件在受到徑向夾緊力產生彈性變形。 （3）如采用彈性心軸內脹孔，由于零件剛性差、壁薄，在彈性夾緊力作用下，零件也會產生彈性變形。 三、夾具設計原理; }8 q+ k7 V( T; A& N
根據管殼薄壁零件的結構形狀，采用端面壓緊、雙壓板壓緊形式，保證零件加工的尺寸及幾何公差要求。夾具如圖2所示，零件在莫氏心軸上定中心、端面定位，通過換壓板夾緊一次完成零件外圓、孔端面加工。夾具采用軸向壓緊方式對零件不產生徑向壓力，克服徑向力對零件的變形。 圖2 薄壁管殼零件夾具 1.莫氏錐體心軸 2.壓緊螺母 3.壓板 4.六角頭螺栓 四、夾具設計分析" Q1 }7 y' G+ h" K
（1）莫氏定位心軸（圖3）為夾具的主體部分，與機床主軸內孔由錐體配合，通過配合間隙的微量校正，使夾具與機床主軸回轉中心一致，而零件在莫氏夾具體上定位，根據定位誤差的計算得出零件在莫氏定心軸上定位間隙，判斷可以滿足零件的加工要求。 圖3 莫氏定位心軸 （2）壓緊螺母（圖4）將薄壁管殼零件與夾具體連接，薄壁管殼零件在氏定位心軸上定位后，轉動壓緊螺母，壓緊螺紋內端面壓在薄壁管殼零件外圓臺階面上，并將薄壁管殼零件端面軸向壓緊，此時，夾緊力的方向沿軸向方向，消除了主切削力加工時引起的加工震動，零件完成夾緊后，加工薄壁管殼零件φ58H7小端孔及端面，由于是軸向夾緊，消除了徑向夾緊力產生的薄壁管殼零件加工后回彈變形。 圖4 壓緊螺母 （3）壓板（圖5）為壓緊薄壁管殼零件端面部分，當完成薄壁管殼零件φ58H7孔及端面加工后，停機，零件不動更換壓板，使薄壁管殼零件φ58H7孔端面受軸向端面夾緊力，完成零件二次壓緊，壓緊后，通過壓緊螺母的8-10mm扳手槽將壓緊螺母快速卸下。 圖5 壓板 薄壁管殼零件在第二次軸向端面壓緊時，壓緊螺母未卸下，此時維持薄壁管殼零件第一次加工狀態，第二次軸向端面壓緊后，再卸下第一次壓緊的螺母，完成薄壁管殼零件的外形加工，消除了徑向夾緊變形及切削震動，保證了薄壁管殼零件外圓等尺寸加工精度及幾何公差要求。 為了防止機床在高速運轉時壓板脫離壓緊面，在壓板設計時，考慮在壓板前端壓緊面上設計1個φ58mm深1mm的臺階圓，壓緊時臺階圓伸進薄壁管殼φ58H7孔里間隙配合。同時為了快速壓緊、卸下壓板，在壓板上設計有10.1mm尺寸的開口槽，使得稍松動六角頭螺栓，便可卸下或裝夾壓板。 結語$ N- _! h% p% C. i0 _
工裝經過薄壁管殼零件的加工，效果良好，尤其是運用薄壁管殼零件自身的結構，采用雙壓板形式，使薄壁管殼零件在加工中自始至終不受徑向及軸向夾緊力，消除了薄壁管殼零件因夾具夾緊力引起的變形，保證了薄壁管殼零件的尺寸精度及幾何公差的技術要求，解決了薄壁類零件產品加工難點，這個工裝的設計思路也可以推廣到其它連接或薄壁零件的加工使用。 | 
發表于 2023-5-9 09:46:00
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