工件,汽车后桥角矢在数控车床上加工装夹案例设计

汽车后桥角矢批量生产，原来的加工工序是：粗车—粗磨—热处理—精磨。其粗磨工序加工效率低，加工时间长，并且造成砂轮的浪费，生产成本高。现改为在全功能数控车床上以两顶尖装夹，无需鸡心夹头，完全依靠摩擦力带动工件旋转以车代磨，不但很好保证了工件的形位公差，提高了生产效率，并且大为节约了生产成本。

一、精车加工工艺浅析

精车工序加工面的位置很重要，是零件的重要装配面。
如图1所示：上道粗车工序已把工件轮廓基本加工成型，其中70.4mm、65.4mm外圆分别为轴承装配位置及油封装配位置，尺寸精度要求高，与工件径向设计基准工件轴心线的圆跳动误差须保证在0.02mm以内。两外圆加工表面在上道工序留有0.5mm余量。105mm外圆的右台阶面为轴承的轴向装配定位面，上道工序留有0.2mm轴向余量，与工件径向设计基准轴心线的垂直度误差需保证在0.02mm以内。以上各表面的加工安排在全功能数控车床上完成。

二、确定装夹案例

案例采用两顶尖装夹，装夹精度高，为保证本道工序零件加工的各形位公差要求，确定工件的轴线和左端（设计基准）为定位基准。两顶尖装夹，以两中心孔的锥面为定位基准面。工件左端在上道工序中，中心部位车出70mm的沉底，作为本道工序的轴向装夹定位面，与图2所示的定位套右端的四个小凸台紧密接触，带动工件旋转。

三、前顶尖及定位套设计

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一、精磨定位套左右两端面，保证装夹精度。

如图2所示，定位套左端面与60mm的内孔及60°内锥面和44mm通孔在一次装夹下完成加工。保证了定位套左端面与60mm的内孔及60°内锥面和44mm通孔垂直度要求。定位套左端面在上平面磨床上精磨，再以此平面定位精磨右端面四个小凸台面，保证右端小凸台面与各内孔的垂直度，以而保证前顶尖的工件装夹精度。
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二、采用弹性前顶尖，保证轴向定位准确，使其接触摩擦力生效。

由于生产汽车后桥角矢为成批生产，如图2所示，44mm通孔设计是为了使前顶尖以通孔中伸出顶入加工工件的中心孔，采用弹性顶尖具有伸缩性。这样不管成批工件的中心孔的深浅情况如何，都可以保证定位套右端小凸台面与工件70mm的沉底面紧密接触保证轴向定位准确，使其接触摩擦力生效，带动工件旋转。
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三、定位套右端小凸台面设计，接触面积小，周向范围小。

定位套右端小凸台面与工件的左端接触面积小，更好的保证轴向定位精度，周向均布范围直径为51mm，靠近工件中心，进一步保证工件轴向定位精度（工件左端面越接近中心处，端面圆跳动误差值越小）。为保证具有一定的摩擦力，采用四个小凸台设计，放弃三点接触设计。右端小凸台面周向均布范围直径亦不宜过小，否则造成与工件轴向定位装夹面摩擦力不够，不能带动工件旋转及承受切削力。
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四、定位套60mm内孔与前顶尖60mm圆柱面采用间隙配合，保证径向定位精度。

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五、定位套左端面方缺口槽，与车床主轴上的定位销相配，防止定位套周向位移。

四、采用机床及后顶尖设计

设计案例采用全功能数控车床液压尾座使后顶尖顶住工件中心孔，用轴向力作用于工件左端定位面，抵住定位套的四个接触点产生摩擦力，保证轴向定位准确，并使设计基准与定位基准及编程基准重合。
五、结论
实践证明，此套装夹设计案例，采用两顶尖装夹具有很好的装夹精度，无需鸡心夹头，完全依靠摩擦力带动工件旋转，减少了装夹辅助时间，提高了生产效率，适用于成批生产，并做到了基准统一，起到了以车代磨的效果，节约了生产成本。同类型的轴类工件在车床上的精加工，亦可采用此套装夹设计案例，具有一定推广价值。
参考文献：
黄云清.公差配合与测量技术[M].北京:机械工业出版社，2006.
韩鸿鸾.数控加工工艺学[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2005.
[3]许兆丰.车工工艺学[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2005.
（作者单位：湖南化工职业技术学院）