浅谈薄盘件车削夹具的改进

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1、浅谈薄盘件车削夹具的改进姓名：刘袁华时间：2008年2月15日工作单位：云内动力股份有限公司摘要：针对在普通卧式车床的生产加工过程中，遇到没有足够刚性的工件，在装夹与车削时，由于受到力的作用，至使工件在加工时产生变形，尺寸精度超差，甚至工件脱落于夹具，导致工件报废。于是根据多年的工作经验，归纳了一些需要改进的方法。关键词：薄盘件，利用工件刚性，加大装夹面，改变切削力的方向。论文主体：在科学技术飞跃发展的今天，对于机械行业中，车床的应用非常普遍，由于机床在加工时的切削力又相对较大。因此，在加工中刀具、工件以及夹具都应满足切削的刚性，如果

2、不能满足切削的刚性，那么就给我们的加工带来许多困难，即增加了生产成本，又浪费了能源，又不能达到预期所需的要求。我作为一名车工，有责任对加工中遇到的困难进行排除，并根据科学的理论基础，充分利用刀具、工件及夹具的刚性来加工，确保生产做到低成本、低能耗、高精度、高效力的生产。一、薄盘件在加工中的一些问题：由于大小外圆尺寸差距较大，且厚度较薄，长度较短的工件，我们把它称为薄盘件。（如图01所示）该工件的毛坯由14mm厚的钢板，经气割为圆环，通过粗、精加工后就会出现以下现象。1、端面B出现变形，整个面的平面度严重超差。2、3.5mm的厚度严重超

3、差，最薄为3.2mm，最厚为3.8mm。3、Φ245mm内孔，加工完后成三棱形椭圆变形。4、各外圆相应成椭圆变形，尺寸精度超差。5、车削速度较慢，且产生振刀现象。6、刀具刃磨较为平凡，刀具浪费严重。二、分析出现问题的原因：1、在加工各个端面时，我们通常采用45°车刀径向车削端面，各外圆留余量。然后用90°车刀轴向精车各外圆尺寸合图，于是我做了个简单的受力分析。(如图02所示)由此就可以看出作用在刀子上的反作用力，朝着轴线方向形成45°夹角推向工件，由于工件较薄，不能承受较大的切削力，就产生振动现象或变形。2、从装夹上来看，三爪卡爪的宽

4、度太窄，而且台阶面太小，不能给工件很好的支承。（如图03所示）由此可以看出，当工件在车削时，由于受到切削力的作用，靠平爪端面的端面厚度为3.2mm，悬空的端面厚度为3.8mm，于是B面的平面度超差。小外圆上三爪内崩的部份，由于夹紧力的作用被多车，变得较薄，其余部份较厚，因此，小外圆与内孔成三棱子椭圆变形。三、具体的改进方法及原理：1、工件加工时，轴线方向工件不能受力太大。但工件的径向方向能承受切削力。因此就要改变力的方向，由于所用的刀为45°车刀，所以每个作用点形成的力都是45°推向工件，根据力学定理，将作用点放在与轴线平行的同一水平

5、上，就会改变力的方向（如图04所示），这样就改变了合力的方向，使它与轴线垂直了，那么合力就成了径向力了。2、通过在加工中出现的问题，经分析，由于三爪装夹的夹持面都很窄，就会使夹紧力集中。在车削时，爪不能对工件做出足够的支承。经查阅了有关资料认为：增大装夹面积——面积增大，压强减小的原理，以利用夹具体增加工件刚性为思索，于是根据三爪的自动定心原理，应用可折卸爪座，研制出扇形内外圆卡爪。（如图05所示）做爪的步骤：①、先车两个盘分别是：a、Φ415mm×Φ250mm×35mm；b、Φ374mm×180mm×35mm。②、钳工划线（如图06

6、所示），线切割割出弦长分别305.6mm,349mm的三个扇形，在卡爪上分别钻与卡座相应的两个沉台螺栓过孔，沉台部分相应加深12mm.③、铣床上铣连接槽28×15×6，15×9。、最后将扇形爪分别装在两副爪座上，然后正确安装在三爪长盘上，将爪收拢夹紧。在分别车出Φ376mm×11mm的内孔及Φ244mm×11mm的外圆。四、改进后的实际应用：经改进后就可以分几个工步来加工：1、先将工件毛坯的焊渣去除，在用崩内孔扇形爪反崩工件毛坯内孔，采用90°车刀径向车削端面D，控另一端面B留0.5mm精加工余量，粗车将大外圆Φ375mm留0.5mm

7、精加工余量。2、用夹外圆扇形爪以大外圆为粗基准，靠平端面D，分粗，精车将Φ245mm内孔车至图纸尺寸,同工位精车端面B，控总长至图纸尺寸。3、选已车内孔及端面B为精基准，用反崩扇形爪崩住内孔，端面B靠平爪平面，先精车外圆Φ375mm合格，在用90°车刀径向车削法、分粗，精车各端面，控端面厚度尺寸合图纸尺寸，外圆留0.5mm精车余量。4、同工位用90°外圆精车刀，用轴向车削法将外圆Φ278mm及Φ254mm精车至图纸尺寸。通过改进后，工件的刚性增强了，振刀现象消除了，由于力的方向改变，主切削力与工件的夹紧力为支承，因此工件变形小了，完全

8、达到公差要求，而且生产效率也提高了。表1薄盘件夹具改进后，年生产费用比较表类材费车刀工时耗电量把/60件年产量以600件金额（元）单件工时以年生产600件年金额（元）单件工时以年生产600件全年金额（元）年总金额改进前2