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制動卡鉗專用夾具定位方案分析

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發表于 2018-8-15 10:10:30 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

轎車盤式制動器相對鼓式制動器在熱穩定性、制動穩定性、水衰退性能等方面具有優勢。技術的進步使得制動方式從前盤后鼓→前后盤式制動器逐漸轉變。制動卡鉗作為其中的主要部件，需求量也與日俱增。

圖1 卡鉗三維模型

由于卡鉗缸體結構不規則，具有一定復雜性，完成加工需要設計專用夾具進行安裝和夾緊。以下針對性地對圖1中的卡鉗缸體提出了在臥加和立加上的不同定位方案與對比評價。

卡鉗結構及加工要求：材料為球墨鑄鐵、毛坯砂型鑄造。加工部位有缸體內孔、缸口、鉗身平面及曲面、導向銷孔及安裝面、各內螺紋等。

圖2 卡鉗二維圖紙

以下為各加工方案的詳細說明：

臥加夾具方案一

卡鉗三維模型中①②面為平行于xz 面的垂直面，③面為平行于yz 面的垂直面，④⑤⑥⑦面為平行于xy面的水平面。定位方案如圖3a 所示: 采用支承釘和支承板組合的方式，定位①~⑦這7個平面。

圖3 臥加方案一夾具定位三維圖

表1

臥加夾具方案二

如圖1b所示，a為工件尾部1個錐形凹面，b為工件肩部上1個V形凹面，c為工件肩部1個平面。定位方案如圖4a所示: 利用1個支承釘、1個球頭銷和1個錐銷，限制6個自由度。

圖4 臥加方案二夾具定位三維圖

表2

臥式加工中心定位方案對比：方案一定位遵循常規，定位元件數量相對較多，且裝夾定位難度一般; 而方案二定位較為巧妙，僅用了較少的定位元件變約束了六個自由度，且不產生欠定位或者過定位，裝夾定位難度也較為簡單。

立加夾具方案一

如圖5a所示: 以兩個小平面定位導向銷孔同向端面，以一短圓柱銷定位銷孔內表面，另一銷孔內表面采用短菱形銷定位。

圖5

表3

立加夾具方案二

如圖6a所示: 以兩個小平面定位導向銷孔同向端面，以一短圓柱銷定位缸孔內表面，以一長菱形銷定位一銷孔內表面。

圖6

表4

立式加工中心定位方案對比：兩套定位方案方法相差不大，但不同點在于短銷定位位置的選擇不同。方案一選擇了導向銷孔，方案二選用了缸孔。

方案評價對于臥式加工中心，兩套定位方案的方法相去甚遠，但各自具備優點和缺點。如前文所述，通過錐型凹槽和V 形槽的定位比較巧妙，而且所使用的定位元件也較少，安裝更加方便。但是考慮到毛坯誤差，如果對加工精度有要求，則傳統的定位方案一更為合適。

對于立式加工中心，兩套方案理論上精度相差不遠，但由于導向銷孔較小，短銷強度剛度較小，加工中變形量大。而方案二缸孔短銷較大，對于缸體的支撐較為有利。另外有一銷孔采用菱形銷，是為了避免過定位問題。當然如果夾具制造精度可以保證，且過定位有利于增加工件加工中的強度，那么過定位是允許的，此處也可使用短圓柱銷定位。不過為了保險起見，短圓柱銷對強度的增加也不明顯，此處采用菱形銷就足夠。