用于加工內(nèi)孔快速換型的夾具體的設(shè)計(jì)

■ 自貢硬質(zhì)合金有限責(zé)任公司 （四川自貢 643011） 高 建

對于一些需要配合其他零件使用的套類零件，因其精度要求高，所以需要對其內(nèi)孔進(jìn)行精加工。但是當(dāng)遇到工件型號多的情況時(shí)，就需要頻繁更換裝夾工件用的夾具體，因而在實(shí)際生產(chǎn)中造成換型困難、工裝成本高的問題。

1. 常規(guī)加工內(nèi)孔的方法

零件在加工過程中，按照機(jī)械加工工藝規(guī)程的要求，用來對工件或磨具準(zhǔn)確地定位和夾緊，在加工過程中也不改變其相對位置的一種工藝裝備稱為夾具。在實(shí)際生產(chǎn)中，對內(nèi)孔進(jìn)行精加工時(shí)，為提高加工效率，通常會設(shè)計(jì)一種夾具體裝夾工件，以達(dá)到重復(fù)定位精度高、每件工件裝上便可加工的效果。

以廣泛應(yīng)用于深海、沙漠等深井石油作業(yè)的潛油泵上的硬質(zhì)合金軸套為例，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。為了滿足潛油泵在深井石油作業(yè)中的使用要求，需要保證內(nèi)孔尺寸公差0.05mm，幾何公差要求徑向圓跳動(dòng)0.05mm、軸向圓跳動(dòng)0.05mm。

圖1 硬質(zhì)合金軸套

為提高生產(chǎn)效率，這種軸套的批量性加工需要借助夾具體裝夾。常規(guī)裝夾內(nèi)孔用工裝如圖2所示。

圖2 常規(guī)裝夾內(nèi)孔用工裝

在實(shí)際生產(chǎn)中，圖1所示的產(chǎn)品種類較多，由于夾具體是靠產(chǎn)品外圓與夾具孔裝配，但遇到產(chǎn)品種類之間外圓大小不一致的情況時(shí)，每類品種便需要單獨(dú)配置專用工裝。因此造成了在換型號加工時(shí)存在頻繁更換工裝的情況，而常規(guī)設(shè)計(jì)工裝（見圖2）無法達(dá)到重復(fù)使用的效果，導(dǎo)致更換工裝花費(fèi)的成本極大。

2. 內(nèi)孔加工快速換型工裝的設(shè)計(jì)

針對常規(guī)工裝換型慢、成本高的短板，設(shè)計(jì)了一種快速換型工裝，在夾具體與工件之間增加了一個(gè)過渡套。工件更換型號時(shí)，在保持夾具本體不動(dòng)的情況下，通過更換過渡套達(dá)到加工要求?？焖贀Q型工裝結(jié)構(gòu)如圖3所示，圖4為該工裝的零部件示意圖。

本實(shí)例中采用的裝夾方式為自定心卡盤夾持工裝，具體加工方法如下所述。

1）機(jī)床自定心卡盤夾持夾具本體，找正夾具本體外圓在0.3mm以內(nèi)。

圖3 快速換型工裝結(jié)構(gòu)

圖4 快速換型工裝零部件

2）磨削夾具本體的內(nèi)孔D+0.02+0，控制磨削后內(nèi)孔圓柱度1—夾具本體 2—過渡套 3—加工工件 4—螺紋端蓋0.003mm。磨削過渡套外圓d，控制過渡套外圓圓柱度在0.003mm以內(nèi)，控制過渡套外圓尺寸d與夾具本體的內(nèi)孔D1的配合間隙在0.01mm以內(nèi)。

3）磨削過渡套內(nèi)孔D2，過渡套內(nèi)孔尺寸D2與工件外圓的配合間隙在0.03mm以內(nèi)。

4）將工件裝進(jìn)過渡套中，使用螺紋端蓋在工件端面上壓緊。

5）完成產(chǎn)品裝夾，啟動(dòng)加工程序開始加工。

3. 結(jié)語

采用上述加工方式加工產(chǎn)品的內(nèi)孔，過渡套從夾具本體中取出后，可在下一次加工此型號時(shí)重復(fù)使用，大大減少了以往磨削工裝的時(shí)間。同時(shí)，加工其他不同外圓尺寸的型號時(shí)，只需要更換過渡套便可以滿足客戶提出的關(guān)鍵尺寸及幾何質(zhì)量的控制要求。

本實(shí)例雖然以加工硬質(zhì)合金軸套為例，對上述套類零件的內(nèi)孔加工方法進(jìn)行說明，但是此方法并不局限于加工硬質(zhì)合金軸套，也可適用于其他材質(zhì)的內(nèi)孔加工。