24 點(diǎn)夾緊液壓夾具在加工汽車制動(dòng)轂中的應(yīng)用

王 帥 邱 巖 溫華棟

（沈陽第一機(jī)床廠，遼寧 沈陽 110142）

隨著世界汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)汽車各部件零件的加工要求也在不斷的提高。制動(dòng)轂在汽車制動(dòng)中可以說也是一個(gè)重要的部件，加工質(zhì)量的好壞直接決定著制動(dòng)的各項(xiàng)指標(biāo)，零件加工是否能達(dá)到設(shè)計(jì)精度要求，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。為了保證加工能夠達(dá)到的各項(xiàng)精度要求，提高成品的合格率，多年來制動(dòng)轂加工中人們想了不少的辦法來滿足加工精度要求。但始終跳不出三爪自動(dòng)定心夾緊的范疇。因?yàn)榇笈可a(chǎn)中三爪卡盤卡爪與工件接觸頻繁容易磨損。磨損后定心精度下降，整套夾爪就重修或是報(bào)廢，修復(fù)較為繁瑣。另外，三爪的夾緊力都集中于三點(diǎn)（如圖1 所示），力小夾不緊，力大使工件變形。雖然在機(jī)床上檢測各項(xiàng)指標(biāo)是合格的，但卸下檢測往往超差，致使廢品率降不下來。后將卡爪改進(jìn)為寬爪，但寬爪始終沒有跳出三點(diǎn)夾壓的范疇，看是多點(diǎn)壓緊實(shí)際上還是三點(diǎn)受力。自車寬爪對(duì)工件尺寸要求很嚴(yán)，由于制動(dòng)轂外圓本身是鑄造毛坯面，用自車寬爪效果也不顯著。為什么現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中還在使用寬爪，主要是利用卡爪和工件在夾壓中有微小變形的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)夾緊。

從零件結(jié)構(gòu)尺寸來看，制動(dòng)轂屬于薄壁易夾壓變形零件。為解決上述固定寬爪在夾壓中存在的問題，我們巧妙地利用了杠桿的基本原理，將固定的寬爪改為浮動(dòng)壓板，使六個(gè)壓點(diǎn)都能有效地和工件接觸，而六個(gè)點(diǎn)對(duì)工件在同一圓周上的壓力保持一致。還利用了膠皮壓縮變形的特性，設(shè)置了夾爪在松開時(shí)能自動(dòng)復(fù)位機(jī)構(gòu)（如圖2 所示）。將原來的一個(gè)夾緊點(diǎn)分為兩個(gè)夾緊點(diǎn)，每一個(gè)夾緊點(diǎn)的作用力f=F/2。式中，F(xiàn) 是單個(gè)卡爪的夾緊力。

同時(shí)將三點(diǎn)固定夾緊改為六點(diǎn)浮動(dòng)夾緊，使六點(diǎn)都能有效地和工件接觸。這樣的設(shè)計(jì)取得了一定的效果，但還是沒有達(dá)到零件的尺寸精度要求。

針對(duì)較大、薄壁零件加工的需要，在六點(diǎn)浮動(dòng)夾壓的基礎(chǔ)上，我們?cè)O(shè)計(jì)研制出了12 點(diǎn)浮動(dòng)夾壓的夾具。進(jìn)一步分散了單個(gè)夾壓點(diǎn)對(duì)工件的作用力。經(jīng)使用，得到用戶的廣泛認(rèn)可。汽車制動(dòng)鼓零件規(guī)格繁多，絕大多數(shù)的零件是鑄件。精度技術(shù)條件要求越來越高，批量大、要求加工效率高。為了滿足加工的要求大家想了很多辦法，不斷的實(shí)踐取得到了一定成功。近年來我們?cè)?2 點(diǎn)浮動(dòng)夾壓的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改造，將三爪卡盤從單層改為雙層夾壓。這種（如圖3 所示）24 點(diǎn)夾緊液壓夾具在加工汽車制動(dòng)轂中應(yīng)用后，取得了良好的效果。

1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

該卡具結(jié)構(gòu)是卡盤上有三個(gè)卡爪，每個(gè)卡爪體（如圖4 所示）上安裝一個(gè)大轉(zhuǎn)臂1。每個(gè)轉(zhuǎn)臂兩端是浮動(dòng)塊5，浮動(dòng)塊又有上下兩個(gè)小轉(zhuǎn)臂3，每個(gè)小轉(zhuǎn)臂上有兩個(gè)夾緊點(diǎn)7。每個(gè)卡爪最終分為8 個(gè)夾緊點(diǎn)，三個(gè)爪一共分為24 個(gè)點(diǎn)，以30°角均布在制動(dòng)轂的外圓夾持面上，工件夾緊時(shí)，各點(diǎn)受力均勻，很大程度地減小了工件的變形。另外，該卡具采用浮動(dòng)夾緊，轉(zhuǎn)臂與浮動(dòng)塊上都有轉(zhuǎn)軸2、4、6，使24 點(diǎn)的每一點(diǎn)都能有效地夾緊工件，解決了因毛坯面圓度不好面引起的受力不均問題。24 點(diǎn)浮動(dòng)卡具結(jié)構(gòu)合理，多點(diǎn)均勻卡壓，卡壓時(shí)虛點(diǎn)能有效補(bǔ)償，松開時(shí)各點(diǎn)自動(dòng)復(fù)位，滿足了用戶的需要。

2 工作原理

24 點(diǎn)夾緊液壓夾具（以下簡稱24 點(diǎn)夾具）利用8點(diǎn)來分散單個(gè)卡爪作用力，三個(gè)爪的夾緊力將分散到24 個(gè)點(diǎn)來夾緊工件。例如：單個(gè)卡爪的夾壓力是10000 N 分為8 點(diǎn)，每點(diǎn)的夾壓力則是：

將制動(dòng)轂裝夾在24 點(diǎn)浮動(dòng)夾具上，當(dāng)工件表面圓柱度較大時(shí)，大小轉(zhuǎn)臂將隨著轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一個(gè)很小的角度，使每一個(gè)夾緊點(diǎn)都能有效地夾緊工件，解決了因毛坯面圓柱度不好引起的受力不均問題。每個(gè)夾緊點(diǎn)是可以調(diào)整長度的，操作者只要根據(jù)工件外圓調(diào)整好，就不要自車了，大大增加了每個(gè)夾緊點(diǎn)使用壽命。

3 24 點(diǎn)夾緊液壓夾具的應(yīng)用

多年來，此類24 點(diǎn)夾緊壓具已做有數(shù)百套，隨機(jī)床出廠用于生產(chǎn)。已應(yīng)用于山東青島青特、青島海通、浩信及朝陽飛馬的汽車制動(dòng)轂加工線上，對(duì)提高零件加工質(zhì)量、降低廢品率發(fā)揮著應(yīng)有作用。用戶及我們機(jī)床服務(wù)人員的反饋信息為：此卡具設(shè)計(jì)合理，沒有出現(xiàn)過大問題。近期機(jī)床訂貨為薄壁零件的用戶指明工裝要配24 點(diǎn)夾壓的液壓夾具。可見我們最近幾年研制的24 點(diǎn)（多點(diǎn)）夾壓的液壓夾具是成功的，得到了人們的認(rèn)可。