1、車削薄壁霉件的彈：生夾具設計丁彩平（廣東省高級技工學校，廣東博羅）摘耍：根槲薄肇零件難于加亡和容易變形的特點，設汁一種利用徑向央緊適合于小批壁生產的譬瓤夾典。該夾具以零件的內孔定讓，加工薄甓外蚓，結構簡單，制造容易，操作方便。夾緊可靠，定位精度高。經在乍產實踐中使羽后證明，該夾具既能保證件：精度和產品磺鏈，又提高了生產效率，墩得良好的應用效采。關鍵詞：薄避弱：；變形；夾其中圖分類號：文獻標識碼：文章編號：（）一一引言圖所示是我校技能訓練中心為惠陽飲用水廠加工的飲用桶裝水水桶的拔蓋夾頭，材料為難加工的不銹鋼，車削的最大內孔直徑為巾，最薄處的孔壁厚度為，內外徑的尺寸精度要求較高，切削加工性能較差，

2、屬較大直徑的薄壁零件。緊夾具多采用如圖所示結構。安裝工件時，先卸下壓蓋，將工件裝到夾具體上，再將壓蓋裝上，緊固螺桿，方可對工件實施軸向夾緊。其缺點是：工件與夾具體配合過緊時，裝卸過程繁瑣，有時因壓緊力過大，在車削完后要把夾具體連同工件一起卸下再來拆卸工件，造成夾具體在車床上的二次或多次裝夾，容易產生夾具跳動問題使加工精度下降；工件與夾具體配合過松時，雖然裝卸比較容易，但因工件與夾具體配合間隙大，工件在高速旋轉的情況下產生一定的離心力，也會影響到工件的加工精度和圖拔蓋夾頭圖軸向夾緊裝配圖夾具體工件螺釘壓蓋眾所周知，車削薄壁工件時，由于工件剛性不足，在切削力，特別是徑向切削力、夾緊力等的作用下，容

3、易產生振動和變形，從而造成加工后的零件出現橢圓等不規則變形情況，很難保證零件的加工精度，這直接影響到薄壁零件的使用效果。為減少工件在加工中的變形量，經常考慮采用軸向夾緊來代替徑向直接夾緊。但在實際生產加工中，軸向夾緊應用較少，往往是在徑向夾緊無法保證加工精度的時候才采用軸向夾緊。主要原因是：以往的軸向夾收稿日期：一表面粗糙度。為了提高此類零件的加工質量，現為圖產品特別設計了一套彈性車夾具，利用彈性可脹心軸的原理，有效解決了上述徑向夾緊變形和軸向夾緊裝卸繁瑣及加工精度低等問題，確保零件的加工質量。新夾具的整體結構和使用方法針對上述存在問題并結合產品結構設計了如圖所示夾萬方數據玉具，該夾具由夾具體

4、、擋環、螺母、錐度開口彈性套、彈簧、導向壓蓋組成。它利用導向壓蓋軸向推動開口彈性套在錐度夾具體上左移，使開口彈性套漲開，對工件實施內圓緊固，達到徑向無間隙夾緊。工作過程如下：（）夾緊過程使用夾具時，擋環緊靠在車床三爪卡盤上，夾緊夾具體。把螺母旋到擋環的一邊，裝上已加工好內孑的工有彈性，利于收縮和松開，該彈性套設計成如圖所示的錯開式結構，開口數量條，對稱均布，開口彈性套與錐度定位夾具體的配合采用：的錐度，這既可以有效保證彈性套能迅速漲開和收縮，又能減小漲套過大變形給工件定位帶來的不利影響，并使漲套在撐開時與工件及定位夾具體表面有良好的接觸。為提高彈性套的使用壽命，彈性套采用材料制造經淬火處理后，

5、硬度可達到，然后與錐度夾具體配磨，再進行線切割開口。夾具特點及注意事項（）工件應先加工好內孑，內孑的公差等級不大于級，內孔的表面粗糙度不大于斗。（）應保證彈性開口套制作完工后，開口及端面無梭角無毛刺，研磨后表面粗糙度達¨。（）制作好的開口彈性套，經軸向力壓緊左移徑向漲圖新夾具裝配圖夾具體擋環螺母工件錐度開口彈性套彈簧導向壓蓋件，使其緊靠螺母，再安裝開口彈性套，利用頂尖通過導向壓蓋推動開口彈性套沿夾具體移動，錐度開口彈性套受軸向力，左移過程中產生徑向均勻的彈性變形，將薄壁零件漲緊，并借壓合處的摩擦力傳遞扭矩帶動工件旋轉，夾緊力均勻作用在整個圓周的孑壁面積上，故夾緊變形小，開口彈性套與工

6、件基準孑之間沒有間隙，所以有很好的定心精度。解決了圖所示夾具定位精度低及裝夾變形的問題。（）松開過程退出頂尖，導向壓蓋在彈簧力的作用下，離開夾具體，此時，消除了開口彈性套的軸向力，拔動螺母，使工件右移，工件變徑臺階處帶動開口彈性套左移，開口彈性套產生徑向收縮，松開過程結束，即可將加工好的工件取下。開，與工件漲緊后彈性套左端面與工件內徑臺階處的距離不應過長，以免松開過程中拉毛工件內圓孔。（）因采用頂尖施加軸向壓力推動彈性套進行漲緊工件，應保證尾座頂尖與卡盤的對中性及頂尖精度的良好性能。（）本夾具適用于零件的小批量生產，如沒必要，在產品沒加工完的情況下，不應卸下夾具體。圖錐度開口彈性套夾具的制作制

7、作夾具時，應先車削好夾具體卡盤夾緊部位、與螺帽連接的螺紋、擋環以及導向壓蓋，并將螺紋配上螺帽；再在同一車床上用小拖板調好錐度，車削好彈性錐度內錐孔；然后根據彈性套內錐孔及工件內孔深度，夾具體調頭配車和配研磨夾具體錐度；最后根據產品內孑直徑用頂尖通過導向壓蓋軸向壓緊未開口彈性套，車削研磨其外圓表面，使其與工件內徑有良好的滑移配合，根據工件處的長度尺寸，確定好彈性套前端與螺母之間的尺寸，最后用線切割切割錯開式開口。結語利用本夾具加工如圖所示產品后證明：本夾具利用膨脹套消除工件徑向夾緊變形的問題，實現了夾具與工件之間無間隙配合，解決了工件采用直接裝夾方式心軸軸向固定出現的定位精度低及裝夾變形的問題，

8、且具有夾緊可靠、定位精度高、工件拆裝方便、產品加工合格率高、使用壽命長等特點，完全可以保證薄壁零件的加工要求。該夾具作為加工同類零件的磨床夾具使用，亦可起到較好的應用效果。第一作者簡介：丁彩平，女，年生，湖南寧鄉人，大學本科。研究領域：及數控加工。已發表論文篇。夾具主要零件的結構特點該夾具的設計關鍵是錐度開口彈性套，為確保彈性套富（編輯：鐘兆義）萬方數據車削薄壁零件的彈性夾具設計作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次數：丁彩平， DING Cai-ping廣東省高級技工學校,廣東,博羅,516100機電工程技術MECHANICAL & ELECTRICAL ENGINE

9、ERING TECHNOLOGY2005，34(12)2次相似文獻(10條)1.期刊論文 翟順建 防止和減少薄壁工件變形的方法 -安徽冶金科技職業學院學報2008,18(z1)車削薄壁零件是車工經常遇到的一項工作.分析了薄壁工件變形原因,介紹了減少薄壁工件變形的方法,對車削薄壁工件有一定的啟示.在薄壁工件的切削加工中,工件的受力變形是影響加工過程的一個主要因素,文中針對薄壁工件側面的立銑加工,建立了不同復雜度的切削過程模型,以仿真工件薄壁在加工中受到切削力發生的變形,虛擬實現受到工件變形影響下的切削過程.通過仿真創成的工件表面形貌與實際切成的工件表面的比較,對文中各模型進行了驗證.以銑削力模型

10、和ABAQUS有限元分析軟件為基礎,采用考慮了刀具/工件變形耦合效應、材料去除效應以及工件變形引起銑削力加載點變化等因素的仿真預測方法,建立了薄壁工件加工變形預測的有限元分析模型,并對航空鈦合金框體工件進行了銑削加工變形預測及試驗驗證,仿真結果與試驗數據吻合較好.4.學位論文 劉遠祥 虛擬加工過程建模及加速分析技術研究 2006虛擬加工過程（VMPVirtual Machining Process）是在對產品幾何參數、材料物理性能、切削參數及加工的物理過程進行全面建模的基礎上，利用數值仿真技術，在計算機內對加工過程的虛擬實現，主要用于分析真實加工環境中各因素對加工過程的影響，預測加工結果，評估

11、零件的可加工性，優選加工方案，優化工藝參數，是一種直觀、經濟、高效的技術途徑。論文以易變形薄壁零件的數控立銑加工過程作為主要對象，系統地分析了虛擬加工中涉及的技術方法，針對目前數控仿真研究中普遍采用的幾何模型不適用于虛擬加工過程、還沒有適用于易變形工件切削過程的力學模型、工件受力變形分析所采用的有限元方法效率太低等主要問題，進行了深入研究。首先，從虛擬加工過程的技術需求分析出發，論文提出了一個虛擬加工平臺的體系結構；圍繞實現工件受力變形快速模擬和分析這一目標，分析了系統各組件間的相互關系，以及實現這些組件所需的技術，為關鍵技術研究工作和軟件開發提供總體框架。這些關鍵技術可以歸類為虛擬加工過程建

12、模技術和工件變形的快速分析技術。虛擬加工過程建模技術是分析切削過程中工件的受力變形的基礎。論文研究的建模技術主要包括：能夠滿足虛擬加工過程需求的工件模型；用于確定工件變形邊界條件的裝夾模型和用于描述易變形工件在加工過程中刀具運動、實際切削量、切削力分布以及工件變形量等之間相互關系的撓性工件切削過程力學模型。此外，論文研究了立銑加工中常見的薄壁類型和相應的受力變形解析（或解析與數值相結合）算法，在此基礎上構建了基本薄壁元素及其變形算法庫，可以為基本薄壁元素變形快速估算提供算法支持；為減小局部快速分析可能帶來的誤差，提出了對關鍵點變形量進行有限元和實驗校核以獲得可靠的校正系數的方法。論文中提出的最

13、小壁厚法、關鍵點法和預置區域法等技術手段，可用于在虛擬加工過程中識別工件變形的敏感區域；并結合構建的基本薄壁元素與變形算法庫，將變形量快速估算與重點位置的少量有限元精確分析相結合，構成虛擬加工過程高效分析流程，在保證精度的基礎上顯著提高分析效率。 論文最后利用研究成果開發了原型系統BaseVMP，并通過一個典型薄壁零件加工過程進行了實驗驗證，結果顯示可以利用虛擬加工技術優化切削參數，縮短加工工時。5.期刊論文 陳樹峰.馬伏波 薄壁工件在夾緊力作用下變形量的計算 -煤礦機械2005,""(2)通過詳細分析薄壁套筒工件在夾緊力作用下產生的變形,建立了誤差大小的數學計算公式,并且

14、給出了工件的加工誤差與夾爪數之間的關系式,從而為減小工件的加工誤差、提高加工精度提供了理論上的依據.6.期刊論文 高山.Gao Shan 高精度薄壁淬火零件車削的粘接裝夾及工藝分析 -現代制造工程2008,""(7)以航空相機鏡筒組件的軸承環為研究對象,分析了淬火GCr15材料高精度切削中產生變形的原因,利用兩種夾具和立方氮化硼刀具,在數控車床上成功完成了淬火工件的精加工.薄壁工件高精度加工一直是機械加工中的難點,淬火薄壁工件更為困難.對軸承環加工中工件變形問題進行了分析,用排除法逐項查找并解決了變形問題,借助于熱處理工藝和改變裝夾方式相互結合,實現了軸向夾具加工薄壁工件的

15、目的,保證了精度要求.7.學位論文 倪維根 薄壁工件高速銑削路徑優化與工裝設計 2007高速加工以其切削力小、切削熱變形低、切削速度高、單位時間去除材料率大、加工精度高等特點，在切削加工弱剛度工件時與其他加工方式相比有著明顯的優勢。論文依托某科研項目展開工作，基于高速加工理論，采用理論分析、計算機模擬與實驗相結合的方法，研究了薄壁鋁合金工件大面積密集分布窄槽(異型孔)的加工問題，對高速銑削刀具的選擇、加工路徑優化和專用夾具設計等內容進行了詳細討論。分析了零件的結構特性以及工藝特征，基于加工特征和高速切削機床對刀具的要求，考慮市場等因素，選擇了相關刀具；討論了高速加工刀具路徑的要求，探討了粗、精

16、加工時走刀的主要方式。基于UG4.0，使用所選定刀具，模擬了單孔粗、精加工過程。通過分析相關優化原理和相關計算，研究了槽(孔)系加工時刀具路徑優化問題，確定TSP中的“最鄰近”算法比較適合薄壁工件的多槽加工路徑規劃；討論了薄壁件普遍采用的裝夾方式，提出了薄壁件的裝夾要求，結合工件的形狀特征，設計零件的定位和夾緊方案，以ANSYS有限元為分析工具，研究了工件的最大變形量，說明了裝夾方案的正確性，在此基礎上，設計了專用夾具。實驗結果初步達到了預期目標，樣件加工質量較好，說明了理論分析及仿真結果基本正確，夾具設計方案基本可行，所做工作及成果為今后的實驗及研究工作奠定了基礎，對實際加工也具有參考價值。

17、8.期刊論文 武蘊馥.WU Yunfu 車削薄壁工件減振方法 -制造技術與機床2008,""(6)薄壁工件自身剛性很差,在裝夾和加工中極易出現變形,加之刀具和切削用量選擇不當,機床、夾具等剛性不足,都可能引起加工時的振動.若想徹底消除振動是非常困難的,但能采取相應的措施減小或消除局部振動是有可能的.9.期刊論文 席光裕.鄧小煉 論某大型薄壁工件基準車削形狀精度的工藝控制 -科技資訊2008,""(35)前后基準是某大型薄壁工件的設計基準,也是下工序前后機口的加工找正基準,這是該大型薄壁工件與前后過渡艙的安裝聯接基準.針對某大型薄壁超高強度鋼工件前后基準由于形狀精度要求高、結構剛性差、材料強度高,造成加工難度大,形狀精度難于保證的問題,通過采取專用夾具裝夾、時裝央變形進行定量控制、優化的刀具材料和幾何角度、合理的冷卻方式、優化的切削參敖、較好的切削系統刖性等工藝措施來解決加工難題,保證形狀精度要求.大直徑薄壁零件由于存在加工過程中容易變形的特點,難以保證其