殼體零件加工車削工藝分析及夾具設(shè)計(jì)

黃曉東

摘 要 為保障殼體零件加工效果，提高加工效率，文章針對(duì)某殼體模具零件特點(diǎn)，進(jìn)行了殼體零件車床夾具工藝的分析和專用機(jī)床夾具的設(shè)計(jì)，達(dá)到了零件加工質(zhì)量以及生產(chǎn)安全要求。

關(guān)鍵詞 殼體模具 零件 車削工藝 夾具設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U463 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

機(jī)床夾具是實(shí)現(xiàn)被加工零件準(zhǔn)確定位、夾壓、刀具的導(dǎo)向以及裝卸工件的限位等目的的部件。在制造生產(chǎn)中，機(jī)床夾具的運(yùn)用能使保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率及減少勞動(dòng)強(qiáng)度等，無(wú)論在傳統(tǒng)機(jī)床上還是在數(shù)控機(jī)床或加工中心上，都起著非常關(guān)鍵的作用。然而，在車床夾具生產(chǎn)加工中，機(jī)床夾具設(shè)計(jì)的成功與否直接關(guān)系到被加零件加工效果的好壞。因此，完善加工工藝，優(yōu)化夾具設(shè)計(jì)是提高生產(chǎn)效率保障企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。

1殼體模具型芯零件概述

殼體模具是機(jī)器的基礎(chǔ)件之一，主要功用是保持各軸.套及齒輪等零件在空間的位置關(guān)系，使其能夠協(xié)調(diào)地運(yùn)動(dòng)，并起到支承各零件的作用。某汽車上的一個(gè)殼體模具型芯零件，如圖1所示，文章將以該模具為例，介紹其車床夾具設(shè)計(jì)，包括車削工藝以及夾具設(shè)計(jì)。

2車削工藝分析

分析該零件圖，其形狀結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，材質(zhì)選用HT200，對(duì)毛坯材料先進(jìn)行車削加工，然后再加工其他道序，該車削道序的主要內(nèi)容為：

以€%～20mm孔中心軸線為中心來(lái)加工其他表面，包括：兩端直徑€%～50mm的外圓端面，兩端直徑為？90mm的外圓端面及倒角，工件加工表面的旋轉(zhuǎn)中心線需與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸，加工的關(guān)鍵是找到定位基準(zhǔn)，同時(shí)應(yīng)盡可能的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，其車削工序圖如圖2所示。

3車床夾具設(shè)計(jì)

利用本夾具主要用來(lái)車左右端面，在車左右端面時(shí)，其他表面都是未加工的，該夾具主要用來(lái)保證工件加工表面的旋轉(zhuǎn)中心線與機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)軸線同軸。

3.1車床夾具結(jié)構(gòu)

該車床夾具采用手動(dòng)彈簧芯軸機(jī)構(gòu)進(jìn)行其內(nèi)孔定位加緊，工件以€%～20mm通孔在彈性套筒上進(jìn)行回轉(zhuǎn)中心定位，同時(shí)利用芯軸端面進(jìn)行端面定位，然后旋緊螺母，通過椎體和錐套的作用，讓彈性套筒產(chǎn)生向外均勻的彈性變形，從而使工件脹緊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的定芯夾緊，如圖3所示。

3.2切削力及夾緊力的計(jì)算

（1）切削力的計(jì)算。

彈性套筒的最大夾緊力Nf=8，355N，此時(shí)Nf已大于3，000N的夾緊力，故本夾具可安全工作。

3.3夾具芯軸的有限元分析

本夾具主要利用套筒的外圓和芯軸端面進(jìn)行定位，其中芯軸是主要承擔(dān)傳遞載荷的關(guān)鍵定位元件，材料選用45鋼，其屈服應(yīng)力為355MPa。利用有限元分析軟件建立芯軸的三維模型，并在應(yīng)用程序中進(jìn)行靜力學(xué)分析，分析結(jié)果如圖4所示。

其中，芯軸最下端為外螺紋，紫色的部分表示其受力在2.931€？0-2～29.26MPa，紫色和淺黃色都有的部分受力最復(fù)雜，也是最危險(xiǎn)的部位，受力在2.931€？0-2～233.9MPa，紫色和藍(lán)色的部分受力也在2.931€？0-2～58.49MPa，均低于其屈服應(yīng)力355MPa，故該芯軸滿足強(qiáng)度要求，可以安全的使用。

4結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作便捷， 確保了夾具可以安全的工作，極大地保證零件加工效果，解決了此類模具零件車削加工的裝夾問題，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)類似加工夾具設(shè)計(jì)提供了參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 李銀玉，吳敬.簿壁殼體零件加工工藝及夾具設(shè)計(jì)[J].機(jī)床與液壓， 2015（8）：44-45.

[2] 張智森，許永強(qiáng)，陸海桃等.薄壁殼體零件加工夾具設(shè)計(jì)[J]. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)， 2016（6）：155-156.endprint