一種汽車輪轂軸承座加工工裝設(shè)計

文/陳毛權(quán) 陳天武（安徽安簧機械股份有限公司）

一、工裝設(shè)計概況

某汽車輪轂單元軸承座形狀及所需要求加工尺寸如圖1 所示。該工件軸承孔圓度要求為0.02mm，相關(guān)形位公差要求非常高。但該產(chǎn)品孔壁較薄，三爪夾持易產(chǎn)生變形，加工后難以保證相關(guān)尺寸要求，產(chǎn)品廢品率較高，不經(jīng)濟。為保證圖紙要求尺寸且提高產(chǎn)品合格率、降低制造成本，經(jīng)反復(fù)實踐后設(shè)計出一套軸承座車床工裝。

圖1 某汽車輪轂單元軸承座形狀及加工尺寸

二、工裝設(shè)計原理

該產(chǎn)品加工的難點是基準(zhǔn)尺寸及同軸度的保證，即軸承孔、端面及內(nèi)孔與外圓的同軸度，所以工裝設(shè)計時要著重考慮保證圓度、垂直度、平行度及同軸度。設(shè)計方案如下：為避免裝夾時工件產(chǎn)生變形，工裝設(shè)計時要考慮到工件強度最大處進行夾持，經(jīng)分析，工件4 個法蘭孔毛坯外圓強度最大，在此處進行夾持；利用數(shù)控車床三爪原理，將工裝夾緊部位形狀設(shè)計為與工件外形一致，這樣工裝夾緊時能將整個工件外形抱住，受力均勻，且工件中心與車床中心基本在同一軸線上；基準(zhǔn)位尺寸加工完成后，以內(nèi)孔及端面定位，車削另一端外圓及端面。以軸承孔尺寸下差為基準(zhǔn)，設(shè)計模芯尺寸比孔小0.02～0.03mm，且模芯與端面垂直度控制在0.01mm 以內(nèi)；定位模芯與車床主軸圓跳動、端面跳動控制在0.01mm之內(nèi)，這樣才可能保證內(nèi)孔及外圓同軸度。

三、工裝設(shè)計中的注意事項

根據(jù)產(chǎn)品外形將工裝設(shè)計為三段，然后與數(shù)控車床卡盤連接，保證工裝與卡盤齒進行嚙合；由于該產(chǎn)品圓度要求較高，所以設(shè)計時夾緊壓力范圍要求為12～15MPa，壓力過大工件會產(chǎn)生變形，圓度將會超差；定位模芯尺寸

四、工裝結(jié)構(gòu)特點

以毛坯強度最大處進行工裝設(shè)計，其好處是夾緊時工件不產(chǎn)生變形，易保證產(chǎn)品同軸度；二序模芯連接部分設(shè)計為錐形，且與車床錐度定位套配合，保證模芯與主軸同軸度；為保證各部位加工均勻，一序墊板上需加調(diào)整螺釘，根據(jù)不同批次毛坯進行調(diào)整。工裝結(jié)構(gòu)簡圖如圖2 所示。

圖2 工裝結(jié)構(gòu)簡圖

五、工裝工作過程

工件裝進抱爪內(nèi)，定位螺桿與工件端面貼緊，抱爪夾緊工件，一序動作完成。然后掉頭以加工好的內(nèi)孔及端面通過模芯定位，角向進行限位，鎖緊螺母將模芯漲開鎖緊工件，二序工裝動作完成。

六、工裝調(diào)試注意事項

抱爪調(diào)整好后，將抱爪連接塊齒與卡盤齒進行嚙合并用螺栓固定，利用液壓原理使抱爪能夾緊和張開，同時調(diào)整好定位螺釘以保證工件上、下面加工余量均勻；漲芯模芯與端面定位部分裝配好后需經(jīng)三坐標(biāo)檢測，以保證垂直度在合格范圍內(nèi)；模芯錐形與車床錐套連接時先用杠桿千分表進行圓度及垂直檢測，合格后用螺栓鎖緊；工件裝夾前必須保證模芯、端面及工件裝夾部位清潔，不允許有污垢或鐵屑進入定位部分，否則影響工件同軸度、垂直度，且表面會產(chǎn)生壓痕，影響光潔度等。

七、結(jié)語

該工裝的投入使用，同時保證了圓度、同軸度及垂直度，節(jié)省了裝夾時間，減輕了工人的勞動強度，也節(jié)約了加工時間，提高了生產(chǎn)效率。