數(shù)控車床液壓卡盤上實(shí)現(xiàn)軸管內(nèi)形定位的夾緊方法

河南英威東風(fēng)機(jī)械制造有限公司 （南陽 473000） 王 湛

1.設(shè)計(jì)思路

我公司是制造汽車輪轂軸管的專業(yè)廠家。最近在加工一種外貿(mào)汽車輪轂軸管時(shí)，我們遇到一種情況，該軸管如圖1所示。根據(jù)需要圖樣中尺寸未完全標(biāo)出。作為汽車上的一種保安件，該輪轂軸管由熱鍛造沖壓成形，內(nèi)形不需要機(jī)械加工，保持沖壓毛坯狀態(tài)。各外圓及大、小端面需要經(jīng)過車削加工，達(dá)到圖樣的各尺寸要求。其中要求在大端內(nèi)形φ73mm基準(zhǔn)圓A處，控制軸向壁厚尺寸（31.7±0.15）mm，公差要求較嚴(yán)格。這個(gè)壁厚尺寸是從毛坯內(nèi)形到外圓平面，不能使用游標(biāo)卡尺或其他量具進(jìn)行直接測量，需要加工完畢后在專用量具上進(jìn)行測量。該軸管產(chǎn)品的其他尺寸要求較易保證。如何才能在加工時(shí)準(zhǔn)確保證這個(gè)軸向壁厚尺寸，成為比外貿(mào)軸管加工的最大難點(diǎn)。

圖1

在設(shè)計(jì)加工工藝時(shí)，通常安排軸管各外圓在數(shù)控車床上最后一次精車完成。在精車各外圓時(shí)，如果我們能實(shí)現(xiàn)以φ73mm基準(zhǔn)圓A為軸向定位基準(zhǔn)，使（31.7±0.15）mm尺寸測量基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)相重合，同時(shí)在編制精車外圓程序時(shí)，以軸管E平面與軸管中心線交點(diǎn)作為程序原點(diǎn)來編制精車外形程序，從而使每個(gè)軸管在外圓車削時(shí)，E平面都能相對(duì)于定位基準(zhǔn)車至同一位置，這樣就能在精車外形時(shí)直接保證該壁厚尺寸。

2.實(shí)際加工過程

常見的數(shù)控車床液壓卡盤前端結(jié)構(gòu)如圖2所示。液壓卡盤本體中心處是封閉的，不像普通自定心卡盤中心處是有孔的。不能利用在主軸前端內(nèi)孔處插入頂尖的辦法來實(shí)現(xiàn)內(nèi)形定位。

如果只使用數(shù)控車床上配置的液壓卡盤，我們就只能實(shí)現(xiàn)夾緊工件。而不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)既夾緊工件，又以φ73mm基準(zhǔn)圓為軸向定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工，如圖3所示。

工作時(shí)，先使定位軸D面與夾爪C面嚴(yán)密貼合，然后開起液壓卡盤開關(guān)，使液壓卡盤卡爪向內(nèi)夾緊定位軸，即卡爪B面與定位軸A面貼合。然后將件4軸管如圖所示壓在定位軸上，并使用件5尾座頂尖將軸管沿軸向頂緊，使軸管φ73mm基準(zhǔn)圓與定位軸φ73mm基準(zhǔn)圓重合，即將軸管頂緊在定位軸端面上，定位軸又頂緊在卡爪端面上，從而實(shí)現(xiàn)了軸管沿軸向可靠定位，并且壁厚測量基準(zhǔn)與定位基準(zhǔn)一致。

圖2

然后，如圖4所示轉(zhuǎn)換液壓卡盤開關(guān)，使液壓卡盤卡爪向外撐緊軸管大端內(nèi)形，即卡爪B面與定位軸A面分開，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)軸管大端的夾緊。

這時(shí)，因?yàn)?個(gè)卡爪同時(shí)向外均勻移動(dòng)，并且定位軸被尾座頂尖向前的作用力壓緊在軸管φ73mm基準(zhǔn)圓與卡爪C面之間，所以定位軸不會(huì)跟著卡爪發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，影響軸管軸向定位。液壓卡盤卡爪向外夾緊軸管以后，啟動(dòng)以軸管E平面與軸管中心線交點(diǎn)作為程序原點(diǎn)編制的精車外形程序，開始精車軸管外形。

圖3

圖4

軸管精車外形后（見圖3），先用液壓卡盤卡爪向內(nèi)夾緊件3定位軸，即卡爪B面與定位軸A面貼合，夾爪與軸管大端內(nèi)形接觸面脫開，松開軸管大端。同時(shí)卡爪又夾緊了定位軸，不會(huì)使定位軸脫落。同時(shí)為裝夾加工下一個(gè)軸管做好了準(zhǔn)備。然后，向后退出尾座頂尖，松開軸管小端，卸下軸管，軸管精車外形工序完成。

這種加工工藝方法實(shí)現(xiàn)了壁厚尺寸測量基準(zhǔn)與車削定位基準(zhǔn)相重合。經(jīng)過加工幾萬件該外貿(mào)軸管產(chǎn)品的生產(chǎn)實(shí)踐，證明了這種工藝方法使用夾具簡單方便，既不需要對(duì)現(xiàn)有的數(shù)控車床液壓卡盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，又保證了軸向定位可靠，夾緊牢固，加工出來的軸管壁厚尺寸穩(wěn)定，完全保證了圖樣的要求，較好地滿足了生產(chǎn)的需要。同時(shí)這種方法也適用于安裝了外購的氣動(dòng)卡盤的數(shù)控車床。同時(shí)也為其余產(chǎn)品在數(shù)控車床以內(nèi)形定位進(jìn)行加工提供了一種有效的參考方法。