支承套零件的加工工藝及夾具設(shè)計

1、支承套零件的加工工藝及夾具設(shè)計支承套類零件在機械工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。但是，由于支承套 類零件一般壁薄、直徑大，且長度較長，屬于薄壁筒類零件。該類零 件自身結(jié)構(gòu)的特點使得其裝夾和加工都相對困難。由于工件的剛性較 低，在加工過程中的夾緊力和切削力作用下，容易產(chǎn)生振動和變形， 影響工件的尺寸精度、形狀位置精度和表面加工質(zhì)量，難以達到預(yù)期 的加工要求。而目前傳統(tǒng)的支承套類零件的加工工藝和夾具僅適用于 單件或小批量生產(chǎn)，難以滿足機械工業(yè)對于支承套零件大量的需求。 因此，研究并改進支承套零件的加工工藝和夾具設(shè)計具有重要的理論 和實際意義。本文針對支承套零件的加工和裝夾難點，對該類零件的 加工工藝和裝夾夾

2、具進行了分析和改進設(shè)計，旨在實現(xiàn)支承套零件的 大批量和高質(zhì)量的生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。1支承套零件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析典型支承套零件如圖1所示，屬于薄壁臺階套環(huán)。該零件材料為 45鋼，毛坯為鍛坯，在粗加工之前采用正火熱處理。從圖中可以看 出，該支承套零件有兩處外圓，直徑分別為50mm和56mm，內(nèi)孔直 徑為44mm，長度為60mm。其中，臺階長度4mm。以內(nèi)孔中心線 為基準(zhǔn)，兩處外圓對內(nèi)孔的同軸度誤差為0.02mm。兩處外圓以及內(nèi)孔的表面粗糙度要求均為Ra1.6。此外，外圓還 有圓度要求，精度為0.02mm。從設(shè)計圖中來看，該支承套零件的形狀精度和表面加工質(zhì)量要求 均較高，但其壁厚卻只有3

3、mm。這就意味著零件在裝夾加工過程中， 夾具的夾緊力和刀具的切削力都對零件的加工精度有著較大的影響。 由于壁厚較薄導(dǎo)致零件剛度低，易產(chǎn)生振動和變形，零件的加工質(zhì)量 難以達到預(yù)期的精度。目前針對這種薄壁支承套零件的加工主要有以下三種常用方法：（1）一次性加工成型。其一般的工藝流程是先去除毛坯工件的 外圓和內(nèi)孔余量，使工件的外圓和內(nèi)孔尺寸與設(shè)計尺寸保持較低的加 工余量，即粗加工過程。然后進行半精加工，減小刀具的進給量和進 給速度，使待加工表面留有均勻的加工余量，為零件的精加工做好準(zhǔn) 備。最后對工件進行精加工，使零件達到設(shè)計的尺寸精度和形狀精度。 從現(xiàn)場實際加工情況來看，支承套零件的精加工階段是最難

4、掌握的工 序。由于此時工件的剛度已經(jīng)很低，容易在刀具車削力的作用下產(chǎn)生 嚴重的讓刀現(xiàn)象，進而產(chǎn)生震刀現(xiàn)象，影響工件車削的精度，甚至無 法順利進行車削加工。（2）可漲芯軸撐內(nèi)孔車外圓加工法。這種方法采用可漲芯軸來 加工工件的強度和剛度，以保證外圓車削的精度。但是，由于支承套 零件對于內(nèi)孔尺寸的尺寸精度和形狀精度都有較高的加工要求，而可 漲芯軸的作用力卻不是完全精確可控的。不均勻的可漲芯軸作用力會 導(dǎo)致零件內(nèi)孔的變形。（3）塞堵頭夾外圓車內(nèi)孔，配合堵頭頂中心孔車外圓加工。這 種方法是先將內(nèi)孔加工到設(shè)計尺寸，然后將頂尖裝入零件內(nèi)孔帶有中 心孔的堵頭中，另一端夾持外圓。這種加工工藝對于堵頭外圓和中心

5、孔的同軸度精度要求較高，在實際加工實踐中容易出現(xiàn)壁厚不均勻和 扭曲變形等現(xiàn)象。由零件的結(jié)構(gòu)與加工工藝分析可見，傳統(tǒng)的加工工藝并不適于加 工支承套零件。2加工工藝和夾具的改進設(shè)計基于上述零件的結(jié)構(gòu)與加工工藝分析，本文設(shè)計了所示專用車夾 具。夾具的圓柱側(cè)面銑出通槽，右側(cè)端面安裝壓板6和擋板10。工 件裝夾時，通過壓板使工件2的右端面與夾具軸向壓緊，而其左端面 則與可換套緊密貼合，其外圓則與可換套的內(nèi)孔配合。為了防止可換 套在加工時與工件產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，在可換套外圓柱面銑出通槽，配合 緊定螺釘3周向固定。裝夾完畢后即可進行工件的切削加工。加工工 序完成后，松開螺母8。工件裝夾較緊時，采用輔助橡膠棒或銅

6、棒穿 過夾具外圓的通槽老敲擊工件的左端面來拆卸工件?？蓳Q套與工件的 配合精度在長期重復(fù)裝夾使用中逐漸降低，這時可以采用類似的拆卸 方法拆除受損可換套并及時更換。這種夾具設(shè)計不僅可以提高工件車 切削加工時的剛度和強度，且工件的裝夾和拆卸方便，提高了工件的 加工效率。實踐證明，在支承套零件的加工中采用這種專用夾具，既 可以保證零件達到設(shè)計的加工精度要求和質(zhì)量要求，又可以提高生產(chǎn) 效率，進而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。針對這種專用夾具，本文設(shè)計了支承套零件的加工工藝流程。其 基本流程是：先將工件外圓加工到設(shè)計尺寸，再采用上述專用夾具車 削內(nèi)孔。工件的外圓車削采用傳統(tǒng)加工方法進行，經(jīng)過粗加工、半精 加工和精加工工序達到設(shè)計尺寸和精度。在此基礎(chǔ)上，采用專用夾具 裝夾工件，進行內(nèi)孔的加工。為了確保工件達到設(shè)計加工精度，專用 夾具可換套與夾具內(nèi)孔應(yīng)保持較高的配合精度。由于外圓的加工精度 很高，從而易于實現(xiàn)內(nèi)孔與外圓的同軸度要求。而專用夾具彌補了工 價加工內(nèi)孔時剛度和強度較低的缺點，使得工件受力較為均勻，杜絕 了讓刀、震刀現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而保證了工件的加工精度和加工質(zhì)量。本文針對支承套零件的結(jié)構(gòu)特點和加工難點，分析了其加工工藝 流程。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了專用夾具和配套加工工藝。實踐