薄壁套筒零件的夾具設(shè)計

盧開斌

（建東職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 常州 213022）

1 零件的分析

零件圖如圖1所示。

圖1 零件圖

（1）加工方法的選擇。此件為薄壁套筒零件，主要加工表面為孔和外圓表面。左段的外圓直徑為10.7mm，公差0.1mm，粗糙度Ra1.6。內(nèi)孔直徑為10mm，公差0.1mm，粗糙度Ra3.2。單邊壁厚基本尺寸僅為0.35mm。加工過程中如何防止變形是保證加工精度的關(guān)鍵因素，內(nèi)、外表面加工根據(jù)精度要求選擇車削。

（2）工件安裝方法分析。由該零件的加工難易程度可知除以上分析的薄壁部分，其余各部分加工都比較容易，不是文章的關(guān)注點，重點是如何防止薄壁段在加工過程中變形。內(nèi)外圓表面加工分在幾次安裝中進(jìn)行，先終加工孔，然后以孔為精基準(zhǔn)最終加工外圓。這種方法由于所用夾具（心軸）機(jī)構(gòu)簡單，且制造和安裝誤差小，因此可保證較高的位置精度，在套筒加工中一般多采用這種方法。

2 夾具設(shè)計

（1）問題的提出。本夾具主要用來左段直徑為10.7mm，公差0.1mm，粗糙度Ra1.6的外圓表面，外圓表面與內(nèi)孔有一定的技術(shù)要求。因單邊壁厚只有0.35mm，因此在本道工序加工時除了要滿足技術(shù)要求外，還應(yīng)該防止加工變形，提高加工效率，降低勞動強(qiáng)度。

（2）心軸結(jié)構(gòu)形式的選擇。根據(jù)本零件的結(jié)構(gòu)形式可知，其定位方式有圓柱心軸和過盈配合心軸。圓柱心軸為間隙配合的定位心軸，制造簡單，工件裝卸方便，但由于配合間隙的影響，定位精度不高，容易產(chǎn)生同軸度誤差，而且因為工件壁厚只有0.35mm厚，在切削力的作用下極易發(fā)生撕裂工件的現(xiàn)象，不易采用。

過盈配合心軸有較小的圓錐度，可依靠錐度的自鎖力定位，加工完成后，采用后螺母的螺旋力，克服工件對心軸的包緊力，卸下工件，這種方法結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。當(dāng)圓錐度較大時，為了保證定位的穩(wěn)定，也應(yīng)采用前螺母作軸向夾緊。這種方法薄壁件軸向各處所受的外張力不等，易造成工件損壞，這種方法也不適合。

集兩種定位方法的優(yōu)點，設(shè)計一款專用的心軸。其理念是，根據(jù)零件尺寸加工一根兩端帶頂尖孔的圓柱心軸，體現(xiàn)安裝方便的優(yōu)點。再將心軸沿軸向均勻分為四瓣，安裝時兩端采用頂尖定位，在頂尖的擠壓下四瓣軸塊會徑向膨脹，從而使工件徑向定位并夾緊，采用雞心夾做圓周驅(qū)動。工件受力均勻防止了工件受力變形，且安裝方便。

（3）心軸機(jī)構(gòu)設(shè)計。心軸結(jié)構(gòu)如圖2所示，心軸外側(cè)兩端套有一個彈性圈，以便在卸下工件時，心軸的四瓣仍可以聯(lián)成一體，便于工件裝入。圖3為心軸與工件裝配效果圖。

圖2 心軸結(jié)構(gòu)圖

圖3 工件與心軸裝配效果圖

3 結(jié)語

一個零部件其質(zhì)量的高低取決于設(shè)計、加工等因素，那么機(jī)械加工就是不可缺少的一部分，零件從設(shè)計好，到拿到工廠去加工，要加工出合格的產(chǎn)品，就必須在工藝以及夾具上下工夫，工藝編制的合不合理，夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的合不合理這些都是很重要的因素。因此在加工零件之前，要認(rèn)真的分析，然后編制合理的工藝和夾具設(shè)計，確保制造合格的產(chǎn)品，滿足客戶的需求。

［1］ 機(jī)械零件設(shè)計手冊編寫組.機(jī)械零件設(shè)計手冊（下冊）［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1994.

［2］ 吳宗澤，羅圣國.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊（第二版）［M］.北京:高等教育出版社，1999.

［3］ 李明望.機(jī)床夾具設(shè)計實例教程（第二版）［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2016.