薄壁管殼加工不變形，看看怎么做到的

一往冇前

高精度薄壁零件尤其是對(duì)連接產(chǎn)品的薄壁管殼工件進(jìn)行加工時(shí)，消除定位、裝夾變形的技術(shù)一直困擾技術(shù)人員。一般認(rèn)為采用心軸定位夾具，分多次裝夾零件壓緊，彈性心軸定位夾緊零件，軟爪徑向夾持零件的方法較為可行。

▲ 一種心軸夾具

但由于管殼零件壁薄，尺寸精度要求高、幾何公差要求嚴(yán)格，必須要一次裝夾完成零件加工，在彈性、徑向夾持力的作用下，零件加工后會(huì)產(chǎn)生彈性變形。因此下面分享一種消除加工夾緊力變形的工裝設(shè)計(jì)，能較好的解決薄壁管殼零件在加工中所受的夾緊力變形問(wèn)題。

一、薄壁管殼零件介紹

薄壁管殼零件成件如圖1所示。形狀為橢圓曲線形，小端孔φ58H7，大端孔直徑84H7，壁厚1.5mm，零件幾何公差精度對(duì)基準(zhǔn)孔端面要求高。

圖1 薄壁管殼零件

二、加工難點(diǎn)分析

零件壁厚1.5mm，剛性差，薄壁管殼零件的直徑與長(zhǎng)度之比＝D/L≥10，零件加工時(shí)在主切削力的作用下，受到刀具的徑向擠壓產(chǎn)生彈性變形。根據(jù)零件的尺寸精度要求，需要一次加工完成，才能達(dá)到技術(shù)要求，但是受到零件結(jié)構(gòu)限制，零件在裝夾定位時(shí)若采用：

（1）分道加工，先加工外圓圓柱面，壓圓柱面再加工曲線面，則存在二次裝夾，達(dá)不到零件幾何公差要求。

（2）若采用軟爪夾持孔或其它部位，零件在受到徑向夾緊力產(chǎn)生彈性變形。

（3）如采用彈性心軸內(nèi)脹孔，由于零件剛性差、壁薄，在彈性?shī)A緊力作用下，零件也會(huì)產(chǎn)生彈性變形。

三、夾具設(shè)計(jì)原理

根據(jù)管殼薄壁零件的結(jié)構(gòu)形狀，采用端面壓緊、雙壓板壓緊形式，保證零件加工的尺寸及幾何公差要求。夾具如圖2所示，零件在莫氏心軸上定中心、端面定位，通過(guò)換壓板夾緊一次完成零件外圓、孔端面加工。夾具采用軸向壓緊方式對(duì)零件不產(chǎn)生徑向壓力，克服徑向力對(duì)零件的變形。

圖2　薄壁管殼零件夾具

1.莫氏錐體心軸　2.壓緊螺母　3.壓板　4.六角頭螺栓

四、夾具設(shè)計(jì)分析
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（1）莫氏定位心軸（圖3）為夾具的主體部分，與機(jī)床主軸內(nèi)孔由錐體配合，通過(guò)配合間隙的微量校正，使夾具與機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)中心一致，而零件在莫氏夾具體上定位，根據(jù)定位誤差的計(jì)算得出零件在莫氏定心軸上定位間隙，判斷可以滿足零件的加工要求。

圖3　莫氏定位心軸

（2）壓緊螺母（圖4）將薄壁管殼零件與夾具體連接，薄壁管殼零件在氏定位心軸上定位后，轉(zhuǎn)動(dòng)壓緊螺母，壓緊螺紋內(nèi)端面壓在薄壁管殼零件外圓臺(tái)階面上，并將薄壁管殼零件端面軸向壓緊，此時(shí)，夾緊力的方向沿軸向方向，消除了主切削力加工時(shí)引起的加工震動(dòng)，零件完成夾緊后，加工薄壁管殼零件φ58H7小端孔及端面，由于是軸向夾緊，消除了徑向夾緊力產(chǎn)生的薄壁管殼零件加工后回彈變形。

圖4　壓緊螺母

（3）壓板（圖5）為壓緊薄壁管殼零件端面部分，當(dāng)完成薄壁管殼零件φ58H7孔及端面加工后，停機(jī)，零件不動(dòng)更換壓板，使薄壁管殼零件φ58H7孔端面受軸向端面夾緊力，完成零件二次壓緊，壓緊后，通過(guò)壓緊螺母的8-10mm扳手槽將壓緊螺母快速卸下。

圖5　壓板

薄壁管殼零件在第二次軸向端面壓緊時(shí)，壓緊螺母未卸下，此時(shí)維持薄壁管殼零件第一次加工狀態(tài)，第二次軸向端面壓緊后，再卸下第一次壓緊的螺母，完成薄壁管殼零件的外形加工，消除了徑向夾緊變形及切削震動(dòng)，保證了薄壁管殼零件外圓等尺寸加工精度及幾何公差要求。

為了防止機(jī)床在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)壓板脫離壓緊面，在壓板設(shè)計(jì)時(shí)，考慮在壓板前端壓緊面上設(shè)計(jì)1個(gè)φ58mm深1mm的臺(tái)階圓，壓緊時(shí)臺(tái)階圓伸進(jìn)薄壁管殼φ58H7孔里間隙配合。同時(shí)為了快速壓緊、卸下壓板，在壓板上設(shè)計(jì)有10.1mm尺寸的開口槽，使得稍松動(dòng)六角頭螺栓，便可卸下或裝夾壓板。

結(jié)語(yǔ)
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工裝經(jīng)過(guò)薄壁管殼零件的加工，效果良好，尤其是運(yùn)用薄壁管殼零件自身的結(jié)構(gòu)，采用雙壓板形式，使薄壁管殼零件在加工中自始至終不受徑向及軸向夾緊力，消除了薄壁管殼零件因夾具夾緊力引起的變形，保證了薄壁管殼零件的尺寸精度及幾何公差的技術(shù)要求，解決了薄壁類零件產(chǎn)品加工難點(diǎn)，這個(gè)工裝的設(shè)計(jì)思路也可以推廣到其它連接或薄壁零件的加工使用。

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蘇州新和

84的內(nèi)圓不加工是吧

就想學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)

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想請(qǐng)教一下：1、84內(nèi)孔與端面是事先加工好的對(duì)吧？我可以認(rèn)為加工84內(nèi)孔與端面時(shí)壁還比較厚，84內(nèi)孔與端面的尺寸精度也容易得到保證是吧？
, }4 J% D9 P6 z% G6 q5 G2、這個(gè)工件的材料是什么？鋼件嗎？
  S+ ^* V7 s7 O6 l# F! I3、84內(nèi)孔與工裝的裝配間隙理論上最大也有4.5個(gè)絲了，這外輪廓的跳動(dòng)是有可能超差的，請(qǐng)問(wèn)是默認(rèn)了工裝84外圓與工件84內(nèi)孔在加工時(shí)在公差范圍內(nèi)往余量多的方向做，還是說(shuō)廢品率你們能接受？如果不考慮其他因素單按幾何概型算也有十四分之一的廢品率了，當(dāng)然實(shí)際計(jì)算用正態(tài)分布可能可靠些，條件不足我就懶得算了。
4、壓板的壓緊力有要求不？