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如何设计此薄壁弯管的车床夹具方案分析

如何设计此薄壁弯管的车床夹具方案分析 2011年12月02日 来源： 图1是某型号水泵需要大量使用的循环管,由于工艺原因需要在折弯成形后再精车配合面（图1中18.5 0+0.05mm处,其单边余量约0.15 mm左右）。如何设计此薄壁弯管的车床夹具,我们工艺组考虑了很多方案,在此对各种方案进行分析,并希望对大家能够有所借鉴。

图1 循环管结构图

1.弯管夹具的分析

考虑到装夹方便,我们设计了弯管夹具。如图2,在花盘上安装一个弯管,以管端面和内孔定位,夹紧19 mm处。此夹具设计简单,但定位误差太大。首先,受工件尺寸公差的影响,无法保证加工部位的中心线与夹具的回转轴线同心要求;其次,工件所加工圆柱面的轴线相对于其另一圆柱轴线的旋转自由度无法限制。所以,第一种方案还没有实施便宣告失败。

图2 弯管夹具示意图

2.V形滑块夹具的分析

在总结第一套方案经验的基础上,我们又设计了V形滑块夹具。如图3,夹具有两对V形滑块4可在导板5中滑动,通过调节螺钉2的旋转来拖动V形滑块以起到定心并夹紧的作用。夹具在夹紧19 mm处的同时,21.5mm凸起结构起到了轴向定位作用。理论分析证明夹具符合设计原理,可以使用。

1.锁紧螺母2.调节螺钉3.螺钉支架4.V形滑块5.导板6.滑块座7.圆柱头螺钉8.花盘9.拨杆图3 V形滑块夹具结构图

此夹具投入生产后,暴露出了一些缺陷。首先,因19 mm处尺寸大小一致性差,经常导致必须同时调整两个V形滑块来找正的现象,极大地降低了生产效率,同时废品率居高不下。其次,工件装夹费时,V形滑块要后退较大的距离,才能卸下工件。实践证明,此夹具不能适应大批量的生产。

3.一槽一柱夹具的分析

在充分总结和分析先前失败经验的基础上,我们又设计了一槽一柱的夹具。如图4,此夹具主要由一个开有横向通槽的本体1和顶尖套2组成。使用时,只需三爪自定心卡盘夹紧本体1,工件如图所示放入槽内,由顶尖套2（装在车床顶尖上）轻轻顶紧工件即可。

1.本体2.顶尖套3.顶丝4.顶尖图4 一槽一柱夹具结构图

定位原理:

靠19.5mm的槽卡住工件21.5mm凸起结构处来轴向定位,靠顶尖套的60°锥体和15.5 mm圆柱面完成径向定位,同时槽结构本身即起到拨杆作用,限制工件绕机床回转轴线转动。

夹具的制作与使用注意事项:

本体1在加工19.5mm的通槽时,应保证槽通过圆柱的中心线;同时,考虑到循环管在弯曲时,局部存在尺寸变大而超过19 mm宽,可将槽底加宽一些（如图4宽22 mm的槽）;顶尖套2的60°锥体起径向定位和顶紧的作用,锥体前部圆柱起辅助定位和支承作用,所以都必须与顶尖4有一定同轴度要求:

因顶尖套与顶尖为紧密配合,所以顶尖套需留有排气孔,以利于其与顶尖的装配。工件装夹时应从通槽的一端滑入并用手把持,然后用顶尖轻轻顶紧,即可车削加工。

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