一種薄壁襯套加工及其夾具設(shè)計(jì)

王青成

(中國空空導(dǎo)彈研究院，河南洛陽 471009)

目前，薄壁類襯套工件在精密機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，其加工變形大的難點(diǎn)困擾著現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)。該類工件壁薄、剛性差，在加工過程中由于裝夾變形的影響很難達(dá)到圖紙要求。因此，加工過程中需要減小和控制變形，在加工工藝的安排上需要從工件裝夾方式、工序安排、走刀路線、切削參數(shù)、刀具選用等多方面進(jìn)行優(yōu)化。

1 工藝性分析

工件如圖1所示，壁厚0.45 mm，最薄處壁厚僅0.18 mm，材料為鈹青銅 CDA172，來料毛坯為φ12.7 mm的棒料。該工件具有薄壁、高精度、低剛性的特點(diǎn)，加工中最需要解決的問題是必須采用合適的夾緊方式控制和減小變形。

2 薄壁襯套加工需考慮的兩個(gè)方面

影響薄壁襯套類工件加工變形的主要因素有工藝過程和裝夾定位的方法。

工藝過程一般分為粗加工、半精加工、精加工3個(gè)階段，并根據(jù)不同的材料在工序之間安排熱處理時(shí)效，以去除內(nèi)應(yīng)力。工序安排一般應(yīng)遵循先內(nèi)后外的原則進(jìn)行。在精加工內(nèi)形時(shí)，應(yīng)保證工件一定的壁厚。如果太薄，則夾緊力會(huì)使工件變形；如果太厚，則加工外形時(shí)，工件也會(huì)變形。

裝夾定位常用的方法有3種：(1)C型夾套、全包軟爪、配塞堵頭等；(2)軸向壓緊，如壓定位端面的非加工面或該端的工藝臺(tái)；(3)徑向全部夾緊，如彈簧夾頭、可漲芯軸、小錐度芯軸、小錐度芯軸配雞心夾等。其中第3種裝夾定位最好，適用于工件的精加工，第2種方法次之，第1種方法適用于工件的粗加工或半精加工。

裝夾定位加工注意的事項(xiàng)：(1)當(dāng)用壓端面的方法精加工外圓時(shí)，由于壁薄，若壓緊力太小，則工件與夾具之間會(huì)出現(xiàn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，就無法進(jìn)行切削加工；若壓緊力太大，則容易因失穩(wěn)造成工件彎曲或扭曲變形，因此壓緊力一定要合適。(2)小錐度芯軸一般采用1∶10 000或1∶5 000的錐度，為了降低工件的加工難度，可根據(jù)其定位孔精度制造幾種芯軸，這樣工件可以分級(jí)加工。(3)用內(nèi)孔定位精加工外形時(shí)，推薦采用小錐度芯軸配雞心夾；避免使用可漲芯軸或單獨(dú)使用小錐度芯軸，否則夾緊力會(huì)將工件撐大。(4)被加工部位要在錐度芯軸的大端，確保定位可靠，用反刀車削。(5)用小錐度芯軸配雞心夾時(shí)，裝夾方法宜采用食指和拇指扶工件前推，有阻力感時(shí)停止，擰緊雞心夾上的緊定螺釘。

3 工藝路線安排

根據(jù)工件的特點(diǎn)，毛坯外圓余量0.6 mm，我們?cè)O(shè)計(jì)了先內(nèi)后外的加工方案。工藝路線為：備料—數(shù)控車—珩磨—車工—車工—檢驗(yàn)—防銹—入庫。先通過數(shù)控車加工內(nèi)孔，給珩磨留0.04～0.07 mm的余量；然后通過珩磨保證內(nèi)孔的尺寸和精度。配車φ11.11－0.01mm芯軸后，套上工件加工外圓尺寸到設(shè)計(jì)要求，最后一道車工通過配加工錐度芯軸(錐度1∶5 000)，以雞心夾夾外圓，一夾一頂，反向走刀車臺(tái)階 φ11.48－0.01mm。最后進(jìn)行檢驗(yàn)、防銹、入庫工作。

4 夾具設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)了圖2所示的小錐度芯軸，一般采用1∶10 000或1∶5 000的錐度，配以雞心夾夾緊。裝夾方法宜采用食指和拇指扶工件前推，有阻力感時(shí)停止，擰緊雞心夾上的緊定螺釘，一夾一頂，反向走刀車臺(tái)階φ11.48－0.01mm。為了降低工件的加工難度，可根據(jù)定位孔的尺寸制造幾種芯軸，零件分級(jí)加工。

5 結(jié)語

通過上述工序安排和夾具的設(shè)計(jì)使用，使得薄壁襯套類的加工順利進(jìn)行，加工效率大大提高，產(chǎn)品的合格率由以前的61.5%提高到98%以上。